核科学与工程系(NSE) John Clark Hardwick职业发展教授Koroush Shirvan知道，核工业传统上一直对创新持谨慎态度，直到它们被证明具有实用性。因此，他坚持不懈地专注于研究中的实际应用，这项工作为他赢得了美国核学会颁发的2022年反应堆技术奖。Shirvan说:“该奖项通常表彰在反应堆设计领域做出实际贡献的人，而不是学术界。”

这些“实际贡献”之一是在耐事故燃料领域，这是美国核管理委员会在2011年福岛第一核电站事故后推出的一个项目。Shirvan说，这个项目的目标是开发出能够耐受高温的新型核燃料。他的团队由来自16个国家的学生组成，正在研究多种成分和制作方法的可能性。

Shirvan研究的另一个方面是辐射如何影响反应堆的传热机制。研究小组发现燃料腐蚀是驱动力。“(这项研究)从实用的角度告诉我们核燃料在反应堆中的表现。”Shirvan说。

优化核反应堆设计

在盖恩斯维尔的佛罗里达大学(University of Florida at Gainesville)读本科时，Shirvan的暑期实习经历激发了他专注于研究中的实际应用的动力。附近的一家核电站因为燃料棒上堆积的污物而损失了数百万美元。随着时间的推移，该公司通过使用更多燃料来解决这个问题，而不是从之前的批次中提取所有的生命。

在核反应堆中放置燃料棒是一个复杂的问题，有许多因素——燃料的寿命、热点的位置——都会影响结果。核反应堆每18-24个月就会改变燃料棒的配置，以优化近15-20个限制条件，导致大约200-800个组件。这个问题的本质令人难以置信，这意味着工厂必须依赖有经验的工程师。

在实习期间，Shirvan优化了用于在反应堆中放置燃料棒的程序。他发现组件中的某些杆件更容易产生原油沉积，并重新设计了它们的配置，优化了这些杆件的性能，而不是增加组件。

近年来，Shirvan将人工智能的一个分支——强化学习——应用于配置问题，并创建了一个美国最大的核电公司使用的软件程序。Shirvan说:“这个程序让即使是外行也能在没有专业知识的情况下重新配置燃料和反应堆。”

从高等数学到数糖豆

Shirvan自己在核科学和工程方面的专业知识得到了有机发展。他在伊朗德黑兰长大，14岁时举家搬到了盖恩斯维尔，他的姑姑和家人就住在那里。他还记得在新高中度过的尴尬的几年，他和新来的国际学生在一起，被分到入门级的班级。“我从在伊朗做高等数学变成了数糖豆。”他笑着说。

希尔万申请了佛罗里达大学(University of Florida)的本科学习，因为这在经济上是有意义的;这所学校为那些达到SAT最低分数的佛罗里达学生提供全额奖学金。Shirvan合格。他的叔叔当时是核工程系的教授，他鼓励Shirvan去这个系上课。在他叔叔的指导下，Shirvan参加的课程和他的实习，巩固了他对该领域所要求的跨学科方法的热爱。

他一直都知道自己想教书——他记得在德黑兰很早就完成了数学考试，这样他就能获得当班长的奖励——Shirvan知道自己的下一个目标就是去读研究生。他的叔叔鼓励他申请麻省理工学院(MIT)和密歇根大学(University of Michigan)，这两所大学在该领域拥有著名的课程。Shirvan选择了麻省理工学院，因为“只有麻省理工学院才有核设计课程。有教师致力于设计新的反应堆，研究多个学科，并将所有这些结合在一起。”他在Mujid Kazimi教授的指导下继续在NSE攻读硕士和博士学位，专注于紧凑型加压和沸水反应堆设计。当卡兹米在2015年突然去世时，希尔万是一名研究科学家，并转向终身教职，指导教授的团队。

Shirvan在2015年参加的另一个项目是麻省理工学院(MIT)为公用事业高管开设的核反应堆技术课程。该项目仅由该研究所提供，是为在该领域可能没有太多背景的人员介绍核工程和安全。“这是一门很棒的课程，因为你可以看到能源领域的真正问题是什么……比如电网稳定性。”Shirvan说。

多管齐下的储蓄方法

核设施面临的另一个非常现实的问题是成本。Shirvan说，与人们在新闻中听到的相反，在美国建造新核设施的最大障碍之一是成本，目前的成本可能高达可再生能源的三倍。虽然已经尝试了许多方法，如先进制造，但Shirvan认为减少开支的解决方案在于设计更紧凑的反应堆。

他的团队开发了一种开源的先进核成本工具，并专注于两种不同的设计:一种是使用紧凑型蒸汽技术的小型水反应堆，另一种是卧式气体反应堆。正如Shirvan的工作所做的那样，紧凑还意味着提高燃料的效率，并改进热交换装置。Shirvan解释说，这一切都回到了最基本的问题，并“在你的研究中引入商业上可行的论点”。

Shirvan对美国核工业的未来感到兴奋，2022年通货膨胀减少法案为核能提供了与可再生能源相同的补贴。他承认，在这个新的公平竞争环境中，就可承受性而言，先进核电还有很长的路要走。“是时候推进具有成本效益的设计了。”Shirvan说，“我期待通过继续指导我的团队的研究来支持这一努力。”

注：本文由院校官方新闻直译，仅供参考，不代表指南者留学态度观点。