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张国书  东华理工大学核科学与工程学院  教授、博士生导师

   日期:2021-04-07     浏览:156    

1.     工作经历

张国书,博士,19659月生,四川成都人。现东华理工大学核科学与工程学院教授,博士生导师。1982-1987年,清华大学反应堆工程专业本科,获学士学位;1990-1993年,核工业西南物理研究院核能科学与工程专业硕士研究生,获工学硕士;2004-2007年,核工业西南物理研究院核能科学与工程专业博士研究生,获博士学位;1995.9-1996.3 美国通用原子能公司(GA) 访问学者;2005.2-2005.8 日本国立聚变研究所(NIFS)访问学者;2004年被核工业西南物理研究院聘为研究员,2012年被聘为博士导师。20184月通过江西省东华理工大学海内外招聘院长及重点实验室主任高端人才引进项目调入东华理工大学核科学与工程学院任职研究员及博士导师,2019年获批江西省“双千”领军人才计划。

1987-2002年,在核工业西南物理研究院曾直接参与及负责过中国科技部863973等高科技国家重大科技计划项目,主要从事聚变-裂变混合堆系统的参数优化、包层/屏蔽中子学、核数据库及经济性分析等工作。20022009,中国ITER氦冷固体氚增殖包层模块的中子学组组长,中国聚变示范堆(DEMO)固态氚增殖包层设计组组长;2009-2014,中国ITER氦冷固态增殖剂模块(HCCB TBM)及辅助系统总体设计组组长;2014-2017年,中国聚变工程实验堆(CFETR)堆芯参数优化设计工作组组长、聚变堆物理组组长。自1987年工作以来,取得的重要科研成果包括:混合堆-压水堆核燃料共生系统参数程序研制;聚变堆系统投资费用估算与经济性优化;聚变堆氚自持与燃料循环系统分析;中子学设计;辐射防护与屏蔽系统设计;中子核数据库分析;聚变堆堆芯等离子体参数分析与设计;中国ITER 氦冷陶瓷增殖剂实验包层模块(HCCB TBM)及辅助系统总体设计;基于CLF-1低活化铁素体钢的1/3 TBM小模块工艺研制;中国聚变工程实验反应堆(CFETR)堆芯参数优化;自主完成CFECON系统参数与经济性程序和氚燃料循环系统程序研制和应用;自主开发三维Pn有限元中子输运PnFEM程序。

中国核数据委员会学术委员,中国核学会反应堆数值计算与粒子输运专委会学术委员,四川省核学会反应堆工程专委会理事,四川省动力工程学会反应堆工程专委会委员理事。《Nuclear Fusion》,《Fusion Nuclear Science and Technology,Chinese Physics Letter》及《Fusion Engineering & Design》,《核聚变与等离子体物理》,《核科学与工程》及《中国核科学与技术》特约审稿人。至今在国际杂志及国际学术会议发表学术论文50余篇,国内杂志及学术会议发表120余篇。参加IAEAISFNTSOFT及中-俄、中-日、中-美及ITER TBM等聚变相关国际会议30余次,参加国内全国性学术会议50余次。

 

2.     主要标志性创新性成果和贡献

1993年,独立开发完成了国内第一个聚变-裂变混合堆共生系统程序,并成功应用于混合堆概念设计的堆芯等离子体、托卡马克磁体系统、包层/屏蔽系统、氚燃料循环系统、功率循环系统及裂变燃料循环系统参数及经济性优化。获部级三等奖。

2002年,国内最早提出在中国开展ITER实验包层模块(HCCB TBM)的研发和测试计划主要倡议者之一,并为推进中国ITER氦冷固态包层设计研制工作取得重要突破性进展,以及推动国家重大专项的成功立项做出了重要贡献。

2005年,国内早期提出开展我国基于紧凑托卡马克聚变堆包层设计及材料等聚变核科学实验测试装置(FNSF)的建议;

2007年,国内首次提出作为ITER TBM研制配套工作,开展中国DEMO氚增殖包层包层设计、氚燃料循环系统及氚自持的分析研究,并揭示DEMO包层设计对于ITER TBM实验模块设计的重要知道作用。

20013年,国内提出具有自主知识产权的大型三维多群有限元中子-光子输运PnFEM程序研制,该程序是目前世界唯一针对聚变反应堆采用Pn球谐函数数值方法离散一阶输运方程的三维多群有限元中子-光子输运软件,从物理理论和数值方法上领先目前ITER官方指定的、由美国开发的蒙特卡洛MCNPSn有限元纵标法ATTILA两款中子学程序。

2019年,国内首次提出发展“天环一号”悬浮偶极场磁约束等离子体物理大科学实验装置计划,并获江西省重点研发计划项目经费支持。

 

3.     承担和参与的各种基金和课题项目

正在承担的项目情况

江西省科技厅2019省研发计划重点项目“偶极场聚变等离子体实验装置设计及可行性研究”,2019.7-2023.6,课题编号20192ACB80006300万,执行中;主持。江西省2019双千创新性自然基础研究类领军人才个人项目,200万,已批复;主持。项目经费主要用于江西省大省部共建的“天环一号”偶极场大科学装置项目(申请人为项目负责人兼首席科学)前期预研,即完成完成天环一号偶极场聚变大科学装置设计及技术可行性分析。本申请项目中子输运研究内容主要用于偶极场聚变堆的另一重要科学领域研究,即聚变能的工程应用开发,本项目标是为聚变反应堆研发提供理论及原理支持基础。

曾经承担和参与的已结题基金和项目情况

1)国家自然基金“聚变堆用高温超导体的中子辐照特性研究(2002-2004)”,编号10175018,批准经费约30万元,已结题;主持。

2)总装备部国防基础研究探索基金“毫米波耦合腔行波管可行性研究”,2000-2003年,15万,已结题;主持。

3)科技部”973ITER国内配套课题”固态增殖剂TBM设计与关键工艺研究”,2009-2012年,课题编号2009GB108001504万,已结题;主持。

4)科技部”973ITER国内配套课题“CFETR堆芯参数设计优化研究”,2014-2019年,课题编号:2014GB110004,课题经费585万元,已结题;主持。

5)国家自然基金“混合堆裂变燃料管理与关键技术探索研究”,1993-1996年,基金号10275017,约10万,已结题;主要参与。

6)国家自然基金“聚变堆偏滤器物理与结构问题设计研究”,1996-1999年,基金号19685007,约15万,已结题;主要参与。

7)国家自然基金“混合堆高功率密度包层/第一壁设计”,1998-2001年,基金编号1988500112万,已结题;主要参与。

8)科技部863重大专项“托卡马克聚变增殖堆概念设计”,1996-2000年,项目编号18670205,大约300万,已结题;主要参与。

9)科技部973重大专项子课题“ADS启明星洁净能源系统堆芯物理概念设计”,1996-2000年,约150万,已结题;主要参与。

10)科技部”973ITER国内配套项目”氚增殖包层设计与技术可行性研究”,2013-2018年,项目编号2013GB108000,约5000万,已结题;主要参与。

 

4.     目前主要研究方向:

偶极场磁约束等离子体物理装置设计及研发;聚变堆中子学及包层技术研发;核工程与技术。

 

5.     主要公开会议及杂志发表论文

2017-2020:

1)张国书,中国聚变能源的开发现状及新进展,《中国核电》,V.11; No.41126-29, 2018

2)张国书,偶极场聚变堆概念特征及研究现状。中国核能技术暨军民融合技术创新发展高端论坛大会特邀报告,海南省海口市,2019.3.21-22

3)张国书,聚变-裂变混合堆在我国核能发展的地位及应用前景,福州核能发展技术创新高峰论坛大会特邀报告,2018.6.5-6,福建福州。

4)张国书,聚变堆中子输运数值模拟技术现状及进展, 2017年核电新技术交流研讨会大会特邀报告,2017.9.14-15,山东威海。

1990-2017:

(1) 张国书,冯开明,“中国HCSB TBM模块的优化与设计进展”。《核动力工程》第31卷增刊2107-110页(201011月)。

(2) K.M.Feng,G.S.Zhang,etc.Progress on solid breeder TBM at SWIP.Fusion Engineering and Design (2010)2132-2140.

(3) K.M. Feng, G.S. Zhang, T.Y. Luo Bin Xiang et al. Progress on Solid Breeder TBM in SWIP. Eighth International Symposium on Fusion Nuclear Technology (ISFNT9), Dalian, China, Oct. 12-Oct. 16, 2009

(4) G.Zhang,Z.Zhou,K.Feng.A new modular design concept for Chinas HCSB TBM in ITER. Fusion Engineering and Design (2010)1819-1823.

(5) K.M.Feng, G.S.Zhang, etc. Design Description document (DDD) for the Chinese Helium Cooled Solid Breeder (CH HCSB) Test Blanket Module (Version II) (Z). Oct. 20, 2005.

(6) G. S. Zhang, K.M. Feng, Z.Q. Li , Z. Chen, T.Yuan. Recent Neutronics Analysis and comparison for China ITER HCSB TBM, 21st IAEA Fusion Energy Conference, October 16-212006Chengdu, China.

(7) G.S. Zhang K.M. FengZ.Q. Li, Z. Chen, T. Yuan, Calculation of 3-D Neutronics for China HCSB TBM Module with 3x3 Sub-modules, Nuclear Physics Review,Vol. 23. No.2, Jun, 2006.

(8) G.S. ZhangK.M. FengZ. ChenR.G. ChenT. YuanZ.Q. Li Calculations of the 3-D Neutronics for CH HCSB TBM with 3x3 Sub-modules, Nuclear Fusion and Plasma Physics, Vol.26No.3Sept. 2006.

(9) G.S. ZhangK.M. FengT. Yuan, Z. Chen. Neutronics Analysis for CH HCSB TBM, Nuclear Fusion and Plasma Physics, Vol.25No.2Sept. 2005. P.93-98

(10) K.M. Feng, C.H. Pan, G.S. Zhang etc. Preliminary Design for China ITER Test Blanket Module [J], 21st  IAEA Fusion Energy Conference.October 16-212006Chengdu, China.

(11) K.M. Feng, G.S. Zhang, X.Y. Wang, G. Hu, T. Yuan, Preliminary Design for an ITER Test Blanket Module, Nuclear Physics Review,Vol.23, No.2, Jun.,2006.

(12) Z. Chen, G.S. Zhang, T. Yuan, X.Y. Wang, Z. Zhao. Calculation and Analysis of Environment safety for ITER HCSB TBM, Nuclear Fusion and Plasma Physics, Vol. 25, No.3, 183-188, September, 2005.  

(13) K.M. Feng and G.S. Zhang Tansmutation of transuranic actinides in a spherical torus tokamak fusion reactor Nuclear Fusion 43(2003) Page 756-760

(14) K.M. Feng, G. S. Zhang, M.G. Deng. Transmutation of minor actinides in a spherical torus tokamak fusion reactor, FDTR,  Fusion Engineering and Design 63-64 (2002) 127-132.

 
 
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