冯开明,男,1952年10月出生,四川省仁寿县人,博士。现任核工业西南物理研究院研究员、博士生导师,聚变堆与材料研究室主任,聚变科学所副总工程师,中国ITER固态TBM项目负责人。
教育及工作经历:
1977年1月毕业于上海交通大学核反应堆工程专业。
1977年至1982年在北京原子能研究院49-2研究室工作。
1982年至今在核工业西南物理研究院从事聚变堆理论与设计工作。
1992年被中国核工业总公司(现为中国核工业集团公司)首批破格晋升为副研究员。
1992年任聚变堆研究室副主任。
1996年被破格晋升为研究员。
1996年任聚变堆研究室主任。
社会任职:
1. 国际热核聚变实验堆(ITER)计划TBWG工作组成员。
2. 科技部ITER专项首席科学家。
3. 四川省动力工程学会反应堆工程专委会委员。
4. 四川省核学会反应堆工程专委会委员。
5. 西安交通大学、中国科技大学兼职教授、博士生导师。
6. 中国核数据委员会委员。
7. 中国核物理学会核物理与核材料专委会副主任。
8. 中国核物理学会理事。
9. 中国核学会反应堆数值计算与粒子输运专委会委员。
10. 《Chinese Physics Letter》特约审稿人。
11. 《Fusion Engineering & Design》编委。
12. International Symposium on Fusion Nuclear Technology (ISFNT)国际会议执委。
13. ITER国际组织TBM计划委员会专家。
研究方向:
主要从事聚变堆理论与设计的研究。
承担科研项目情况:
先后主持完成多项国家自然科学基金项目、国家863高技术计划项目。
1. 国家863高技术计划项目:聚变-裂变混合堆燃料管理技术探索研究,1986-2000年。
2. 国际合作研究项目:国际聚变活化计算比较研究,1991-1992年。
3. 科技部ITER计划专项:固态增殖剂TBM设计及关键技术研究。
4. 混合堆偏滤器物理与工程问题研究设计。
5. 基于Z-箍缩高功率、强脉冲Χ射线源装置原理性研究。
6. 高功率Z-Pinch内爆过程、辐射特性基础研究。
科研成果:
1. 负责研制的FDKR程序,1990年被收入美国ORNL辐射屏蔽情报中心(RSIC)程序库。
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1. 用于氚增殖和能量提取的实验包层测试模块 冯开明; 张国书; 罗天勇; 赵周; 栗再兴; 冯勇进; 袁涛; 胡刚; 郑国尧; 陈彦静; 曹其祥; 王启杰; 叶兴福; 张龙; 向斌; 赵奉超 【中国专利】核工业西南物理研究院 2011-06-22
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在国内外学术刊物《Fusion Engineering & Design》、《Nuclear Materials》、《Nuclear Fusion》、《Fusion Science and Technology》等发表论文100余篇。
出版专著:
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发表中文论文:
1 示范聚变堆的等离子体参数模拟 郑国尧; 冯开明; 孙爱萍 核工业西南物理研究院 【中国会议】第十五届全国等离子体科学技术会议会议摘要集 2011-08-08
2 正硅酸锂陶瓷粉末的合成 冯勇进; 冯开明; 罗天勇 西南物理研究院 【会议】中国核科学技术进展报告——中国核学会2009年学术年会论文集(第一卷•第7册) 2009-11-18
3 ITER中国氦冷固态氚增殖剂包层中子学设计 李增强; 张国书; 冯开明; 袁涛 核工业西南物理研究院 【会议】第十三届全国等离子体科学技术会议论文集 2007-08-20
4 基于氦冷固体增殖包层概念的中国DEMO堆的三维中子学研究 张国书; 冯开明; 李增强; 袁涛 核工业西南物理研究院 【会议】第十三届全国等离子体科学技术会议论文集 2007-08-20
5 一种新的ITER氦冷固态TBM模块的概念设计 张国书; 赵周; 冯开明 核工业西南物理研究院 【会议】第四届全国反应堆物理与核材料学术研讨会论文集 2009-11-23
6 有效降低ITER环向磁场波纹度效应的初步研究 陈颜静; 冯开明; 高椿明 西南物理研究院; 电子科技大学 【会议】第十四届全国等离子体科学技术会议暨第五届中国电推进技术学术研讨会会议摘要集 2009-07-20
7 ITER HC-SB实验包层设计研究进展 冯开明; 黄锦华; 张国书; 胡刚; 栗再新; 王晓宇; 袁涛; 陈志 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院 【会议】第一届反应堆物理与核材料学术研讨会论文摘要集 2004-05-01
8 ITER HC-SB实验包层模块设计研究进展 冯开明; 张国书; 王晓宇; 袁涛; 陈志; 赵周; 李增强 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院 【会议】第二届全国反应堆物理与核材料学术研讨会论文集 2005-08-01
9 中国ITER氦冷固体试验包层(HCSB TBM)的最新的中子学分析与计算 张国书; 冯开明; 袁涛; 李增强; 杨永伟; 贾小波 中核总西南物理研究院; 中核总西南物理研究院; 清华大学核能工程及设计研究院 【会议】第二届全国反应堆物理与核材料学术研讨会论文集 2005-08-01
10 ITER中国氦冷固态氚增殖剂包层中子学设计 李增强; 冯开明; 张国书; 袁涛 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院 【会议】第三届反应堆物理与核材料学术研讨会论文集 2007-12-01
11 具有氦冷固态氚增殖包层的中国DEMO聚变堆三维中子学研究 张国书; 李增强; 冯开明; 赵周; 袁涛 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院 【会议】第三届反应堆物理与核材料学术研讨会论文集 2007-12-01
12 中国氦冷固态包层热工水力瞬态安全分析 刘海波; 冯开明 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院 【会议】第三届反应堆物理与核材料学术研讨会论文集 2007-12-01
13 聚变堆固态包层中子学分析 贾小波; 杨永伟; 周志伟; 经荥清; 冯开明 清华大学核能与新能源技术研究院; 核工业西南物理研究院 【会议】全国计算物理学会第六届年会和学术交流会论文摘要集 2007-10-01
14 ITER中国氦冷固态氚增殖剂包层中子学设计 李增强; 冯开明; 张国书; 袁涛 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院 【会议】第三届反应堆物理与核材料学术研讨会论文摘要集 2007-12-01
15 具有氦冷固态氚增殖包层的中国DEMO聚变堆三维中子学研究 张国书; 李增强; 冯开明; 赵周; 袁涛 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院 【会议】第三届反应堆物理与核材料学术研讨会论文摘要集 2007-12-01
16 中国氦冷固态包层热工水力瞬态安全分析 刘海波; 冯开明 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院 【会议】第三届反应堆物理与核材料学术研讨会论文摘要集 2007-12-01
17 中国ITER氦冷固态试验包层模块(HCSB TBM)设计组中子学研究进展 张国书; 冯开明; 栗再新; 李增强; 陈志; 曹启祥; 王奇杰; 赵奉超 核工业西南物理研究院 【会议】第十二届反应堆数值计算与粒子输运学术会议论文集 2008-08-01
18 ITER TBM第一壁制造方法与样件试制 叶兴福; 冯开明; 罗天勇; 张国书 核工业西南物理研究院 【期刊】核聚变与等离子体物理 2011-12-15
19 中国氦冷固态TBM对ITER环向场线圈能量沉积的影响 赵奉超; 栗再新; 张国书; 冯开明; 曹启祥 核工业西南物理研究院 【期刊】核聚变与等离子体物理 2011-12-15
20 中国HCSB TBM模块的优化与设计进展 张国书; 冯开明 核工业西南物理研究院 【期刊】核动力工程 2010-12-31
21 HCSB-DEMO包层热工水力及中子学计算 武兴华; 赵奉超; 赵周; 栗再新; 张国书; 冯开明 核工业西南物理研究院 【期刊】核聚变与等离子体物理 2011-09-15
22 氦气、水和熔盐冷却的混合堆中子学性能研究 栗再新; 冯开明; 张国书; 郑国尧; 赵奉超 核工业西南物理研究院 【期刊】原子能科学技术 2009-12-20
23 中国氦冷固态实验包层氦气实验回路设计分析 向斌; 冯开明; 叶兴福; 秋穗正 核工业西南物理研究院; 西安交通大学 【期刊】核聚变与等离子体物理 2010-03-15
24 中国氦冷固态实验包层2×6模型三维中子学计算 李增强; 冯开明; 张国书; 袁涛 核工业西南物理研究院 【期刊】核聚变与等离子体物理 2009-03-15
25 ITER固态试验包层模块设计三维活化分析 曹启祥; 冯开明; 张国书 核工业西南物理研究院 【期刊】核聚变与等离子体物理 2009-03-15
26 高温氦气实验回路氢气主冷却回路的概念设计 马丽华; 冯开明; 叶兴福; 陈焕新 核工业西南物理研究院; 华中科技大学 【期刊】核动力工程 2009-04-15
27 中国氦冷却固态增殖剂实验包层热工设计 袁涛; 冯开明; 李增强; 赵周 核工业西南物理研究院 【期刊】核聚变与等离子体物理 2009-06-15
28 中国ITER固态实验包层模块第一壁结构初步分析 赵周; 冯开明; 张国书; 袁涛 核工业西南物理研究院 【期刊】核聚变与等离子体物理 2009-09-15
29 可控核聚变与国际热核实验堆(ITER)计划 冯开明 核工业西南物理研究院 【期刊】中国核电 2009-09-15
30 中国ITER固态增殖剂实验包层模块第一壁瞬态热分析 赵周; 冯开明; 张国书; 袁涛 核工业西南物理研究院 【期刊】核聚变与等离子体物理 2009-12-15
31 中国ITER固态实验包层模块热工水力优化设计和分析 赵周; 冯开明; 张国书; 袁涛 核工业西南物理研究院 【期刊】核科学与工程 2009-12-15
32 先进燃料聚变反应性增强的新机制 陈志; 邓柏权; 冯开明 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院 成都 【期刊】物理学报 2006-04-12
33 ITER实验包层模块初步设计(英文) 冯开明; 张国书; 王晓宇; 胡刚; 袁涛; 陈志; 栗再新; 赵周; 李增强 西南物理研究院; 西南物理研究院; 西南物理研究院 四川成都; 四川成都 【期刊】原子核物理评论 2006-06-20
34 具有3×3子模块结构的中国HCSB TBM的三维中子学计算(英文) 张国书; 冯开明; 李增强; 陈志; 袁涛 西南物理研究院; 西南物理研究院; 西南物理研究院 四川成都; 四川成都 【期刊】原子核物理评论 2006-06-20
35 ITER实验包层计划综述 冯开明 核工业西南物理研究院 成都 【期刊】核聚变与等离子体物理 2006-09-15
36 产氚包层中聚变中子诊断系统的概念设计和计算 杨进蔚; 冯开明; 陈志; 杨青巍 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院 成都 【期刊】核聚变与等离子体物理 2006-09-15
37 ITER氦冷固体氚增殖剂实验包层模块结构设计 袁涛; 冯开明; 王晓宇; 陈志 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院 成都 【期刊】核聚变与等离子体物理 2006-09-15
38 中国氦冷固态增殖剂试验包层模块中子学计算 李增强; 冯开明; 张国书; 袁涛 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院 成都 【期刊】核聚变与等离子体物理 2006-09-15
39 中国ITER实验包层模块电磁安全分析初步 高椿明; 陈志; 冯开明; 王亚非 电子科技大学; 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院; 电子科技大学 成都 【期刊】核聚变与等离子体物理 2006-09-15
40 CH HCSB TBM中固体氚陶瓷增殖剂微球研究进展 陈晓军; 王和义; 罗阳明; 冯开明; 温兆银 中国工程物理研究院核物理与化学研究所; 核工业西南物理研究院; 中国科学院上海硅酸盐研究所 绵阳 【期刊】核聚变与等离子体物理 2006-09-15
41 中国ITER HCSB TBM冷却剂丧失事故分析 周志伟; 解衡; 杨永伟; 经荥清; 肖建军; 贾小波; 冯开明; 陈志 清华大学核能与新能源研究院; 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院 北京 【期刊】核聚变与等离子体物理 2006-09-15
42 ITER产氚试验包层模块中子诊断系统的初步设计 杨进蔚; 冯开明; 陈志; 杨青巍 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院 成都 【期刊】核聚变与等离子体物理 2006-09-15
43 ITER HCSB TBM一维中子学优化设计 李增强; 冯开明; 张国书 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院 成都 【期刊】核聚变与等离子体物理 2006-09-15
44 ITER中国固态TBM中子倍增剂和氚增殖剂布置优化 贾小波; 杨永伟; 周志伟; 经荥清; 冯开明; 张国书 清华大学核能与新能源技术研究院; 西南物理研究院; 西南物理研究院 北京 【期刊】清华大学学报(自然科学版) 2006-09-30
45 SWITRIM程序的研制和使用概况 邓柏权; 黄锦华; 冯开明; 陈志; 袁涛 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院 成都 【期刊】核聚变与等离子体物理 2006-12-15
46 可控核聚变与ITER计划 冯开明 核工业西南物理研究院 四川成都 【期刊】现代电力 2006-10-10
47 三个进入江西的台风路径和暴雨形成机制对比分析 尹洁; 金米娜; 冯开明; 陈建萍 江西省气象台; 景德镇市气象局; 江西省气象台 江西南昌; 江西南昌; 江西景德镇 【期刊】气象与减灾研究 2007-06-15
48 聚变堆氦冷固态包层结构和~6Li富集度对产氚率的影响 贾小波; 杨永伟; 周志伟; 经荥清; 冯开明 清华大学核能与新能源技术研究院; 核工业西南物理研究院 北京; 四川成都 【期刊】原子能科学技术 2007-05-20
49 聚变堆混和球床包层中子学和热工水力特性研究 贾小波; 杨永伟; 周志伟; 经荥清; 冯开明 清华大学核能与新能源技术研究院; 核工业西南物理研究院 北京; 四川成都 【期刊】原子能科学技术 2007-09-20
50 HCSB-DEMO等离子体参数的确定与初步分析 郑国尧; 冯开明 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院 成都 【期刊】核聚变与等离子体物理 2007-09-15
51 中国ITER固态试验包层模块第一壁结构优化 袁涛; 冯开明; 王晓宇; 陈志 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院 成都 【期刊】核聚变与等离子体物理 2007-12-15
52 聚变堆交叉冷却固态包层中子学设计优化 贾小波; 杨永伟; 周志伟; 经荥清; 冯开明 清华大学核能与新能源技术研究院; 核工业西南物理研究院 北京; 四川成都 【期刊】原子能科学技术 2008-01-20
53 TBM子模块冷却剂流量分析及结构改进设计 郝腾飞; 冯开明; 赵周; 袁涛 核工业西南物理研究院 【期刊】核聚变与等离子体物理 2008-09-15
54 中国ITER固态实验包层模块活化计算分析 王琦杰; 冯开明; 陈志 核工业西南物理研究院 【期刊】核聚变与等离子体物理 2008-09-15
55 中国ITER氦冷固态实验包层模块电磁安全分析 陈颜静; 冯开明; 高椿明; 盛光召; 张国书; 秋穗正 核工业西南物理研究院; 电子科技大学; 西安交通大学 【期刊】核聚变与等离子体物理 2008-09-15
56 球形托卡马克堆嬗变中子学计算的比较研究 邓梅根; 冯开明 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院 成都 【期刊】核聚变与等离子体物理 2003-03-30
57 丝阵Z箍缩等离子体内爆过程单丝特性研究 冯开明; 高椿明; 何开辉 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院 成都 【期刊】核聚变与等离子体物理 2003-03-30
58 D-~3He先进燃料靶惯性约束聚变的燃耗和增益 邓柏权; 冯开明 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院 成都 【期刊】核聚变与等离子体物理 2005-06-30
59 ITER试验包层模块的中子学分析与设计 张国书; 冯开明; 袁涛; 陈志 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院 成都 【期刊】核聚变与等离子体物理 2005-06-30
60 惯性约束核聚变的燃耗与增益 赵周; 邓柏权; 冯开明; 陈志; 袁涛; 李增强 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院 成都 【期刊】科学技术与工程 2005-09-15
61 中国氦冷固态试验增殖模块(CH HCSB BT-TBM)产氚优化 李增强; 冯开明; 张国书; 赵周 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院 成都 【期刊】科学技术与工程 2005-11-15
62 ITER试验包层模块活化计算与环境安全分析 陈志; 冯开明; 张国书; 袁涛; 王晓宇; 赵周 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院 成都 【期刊】核聚变与等离子体物理 2005-09-30
63 Flibe嬗变包层的概念设计研究 栗再新; 冯开明 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院 成都 【期刊】中国核科技报告 2003-06-30
64 启明星实验装置设计方案中K_(eff)与最优化参数的计算 王晓宇; 冯开明; 黄锦华; 张国书 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院 成都 【期刊】核聚变与等离子体物理 2004-06-30
65 球环型产氚聚变堆中子学分析 何开辉; 黄锦华; 冯开明 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院 成都 【期刊】核聚变与等离子体物理 2004-06-30
66 氘饱和状态下的液态锂表面的溅射问题 陈志; 冯开明; 邓柏权; 黄锦华 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院 成都 【期刊】科学技术与工程 2004-08-30
67 核聚变与开发月球~3He资源的可行性研究 陈志; 冯开明 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院 成都 【期刊】科学技术与工程 2004-08-30
68 BFEB包层氦冷屏的结构力学分析与优化 朱毓坤; 黄锦华; 王晓宇; 冯开明 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院 成都 【期刊】核聚变与等离子体物理 2004-12-30
69 使用MCNP程序调整和优化启明星实验装置设计方案 王晓宇; 冯开明; 黄锦华; 张国书 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院 成都 【期刊】中国核科技报告 2004-12-30
70 D-~3He先进燃料聚变空间核动力推进器的可行性探索 陈志; 冯开明; 邓柏权; 袁涛 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院 成都432信箱; 成都432信箱 【期刊】科学技术与工程 2005-01-30
71 实验混合堆FEB设计的远距离维修指标计算 冯开明; 胡刚 核工业西南物理研究院 【期刊】核聚变与等离子体物理 1999-03-30
72 聚变实验增殖堆FEB-E粒子抽除和抽气系统(英文) 朱毓坤; 黄锦华; 冯开明; 邓培智; 李毅强 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院 【期刊】核聚变与等离子体物理 1999-12-30
73 嬗变少额锕系核废物MA的聚变堆中子学设计 冯开明; 张国书; 邓梅根 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院 成都 【期刊】中国核科技报告 2002-06-15
74 氚生产综述 何开辉; 黄锦华; 冯开明 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院 成都 【期刊】中国核科技报告 2002-06-15
75 托卡马克等离子体大破裂及防治综述 何开辉; 潘传红; 冯开明 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院 成都 【期刊】中国核科技报告 2002-06-15
76 球形环托卡马克堆嬗变中子学设计 邓梅根; 冯开明; 杨邦朝 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院; 电子科技大学 四川成都; 四川成都 【期刊】中国核科技报告 2002-06-15
77 丝阵Z-pinch等离子体内爆过程单丝特性研究 冯开明; swip.ac.cn; 高椿明 核工业西南物理研究院; E-mail:fengkrn; 四川成都 【期刊】科学技术与工程 2002-02-15
78 FEB混合堆偏滤器的物理研究 朱毓坤; 周小兵; 黄锦华; 冯开明; 邓培智; 霍铁军 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院 成都 【期刊】中国核科技报告 1999-06-15
79 FEB实验混合堆偏滤器工程结构与热工分析 冯开明; 黄锦华; 朱毓坤; 邓培智; 周小兵; 王岷; 霍铁军 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院 成都 【期刊】中国核科技报告 1999-06-15
80 FEB-E脱靶等离子体偏滤器的数值模拟 朱毓坤; 周小兵; 黄锦华; 冯开明; 邓培智; 霍铁军 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院 【期刊】核聚变与等离子体物理 2000-03-30
81 聚变实验增殖堆FEB-E放射性废物处置指标的计算 冯开明 核工业西南物理研究院 【期刊】核聚变与等离子体物理 2000-03-30
82 FEB-E动态气靶偏滤器的研究 朱毓坤; 周小兵; 黄锦华; 冯开明; 邓培智; 霍铁军 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院 【期刊】核聚变与等离子体物理 2000-06-30
83 金属丝阵列Z箍缩装置中的瑞利-泰勒不稳定性 何开辉; 冯开明; 李强; 高椿明 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院 【期刊】核聚变与等离子体物理 2000-12-30
84 球形托卡马克聚变嬗变堆中子学设计 冯开明; 张国书; 郭增基 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院; 中国科学院合肥等离子体研究所 【期刊】核聚变与等离子体物理 2001-03-30
85 IAEA中子学(stage-1)基准的计算(二维离散坐标方法) 黄锦华; 冯开明; 阳彦鑫; 张国书; 霍铁军 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院 成都; 61004l 【期刊】中国核科技报告 2001-06-15
86 ST嬗变堆中心柱的中子学及中子辐照效应研究 张国书; 冯开明; 郭增基 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院; 中国科学院合肥等离子体物理研究所 成都 【期刊】核聚变与等离子体物理 2002-03-30
87 小球形托卡马克嬗变堆堆芯参数分析 邓柏权; 严建成; 冯开明 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院 成都432信箱; 成都432信箱 【期刊】核科学与工程 2002-03-30
88 在聚变堆中嬗变~(237)Np的研究 冯开明; 黄锦华 核工业西南物理研究院 【期刊】核科学与工程 1995-03-30
89 托卡马克商用混合堆堆内燃料循环优化设计 冯开明; 黄锦华; 盛光昭 核工业西南物理研究院 【期刊】核科学与工程 1995-06-30
90 实验混合堆FEB设计放射性计算与环境安全分析(英文) 冯开明 核工业西南物理研究院 成都 【期刊】中国核科技报告 1996-06-15
91 实验混合堆FEB设计放射性计算与环境安全分析 冯开明 核工业西南物理研究院 成都 【期刊】中国核科技报告 1996-12-30
92 腐蚀和沉积对偏滤器靶板寿命的影响 周小兵; 盛光昭; 冯开明; 朱毓坤; 何开辉; 龚学余 核工业西南物理研究院; 中南工学院技术物理系 【期刊】核聚变与等离子体物理 1998-11-05
93 托卡马克实验混合堆 FEB 嬗变 MA 可行性研究 冯开明; 胡刚 核工业西南物理研究院 【期刊】核科学与工程 1998-12-30
94 D-~3He聚变堆MOONCITY的放射性及核废物处置问题 冯开明; 邓柏权 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院 【期刊】核科学与工程 1993-07-02
95 磁镜聚变增殖堆概念设计初步报告 黄锦华; 邓柏权; 李贵清; 阳颜鑫; 施汉文; 钱家溥; 盛光昭; 游承伦; 黄秋荣; 谢中友; 王学人; 冯开明; 吕晓兰; 吴灵桥; 杨建国; 黄中琪 西南物理研究所; 西南物理研究所; 西南物理研究所 四川 【期刊】中国核科技报告 1986-06-15
96 磁镜聚变增殖堆概念设计 黄锦华; 邓柏权; 李贵清; 阳彦鑫; 施汉文; 钱家溥; 盛光昭; 游承伦; 黄秋荣; 谢中友; 王学人; 冯开明; 吕晓兰; 吴灵桥; 杨建国; 黄中琪 西南物理研究所; 西南物理研究所 【期刊】核科学与工程 1987-07-02
97 聚变-裂变混合堆放射性计算 冯开明; 阳彦鑫; 黄锦华 西南物理研究所; 西南物理研究所 【期刊】核科学与工程 1989-04-02
98 托卡马克商用混合堆燃耗计算 冯开明; 谢中友 西南物理研究院; 西南物理研究院 四川 【期刊】中国核科技报告 1990-06-15
99 托卡马克商用混合堆燃耗计算 冯开明; 谢中友 西南物理研究院; 西南物理研究院 四川 【期刊】中国核科技报告 1990-12-31
100 托卡马克工程试验混合堆概念设计 黄锦华; 盛光昭; 施汉文; 游承伦; 谢中友; 邓柏权; 冯开明; 王学人; 薛淑兰; 王庆明; 黄中琪; 张飚; 阳彦鑫; 吴灵桥; 张丽; 张国书; 吕晓兰; 霍铁军 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院 四川 成都; 四川 成都 【期刊】核聚变与等离子体物理 1990-12-31
101 聚变堆第一壁材料的活化特性研究 冯开明 核工业西南物理研究院 【期刊】核科学与工程 1990-04-02
102 托卡马克商用混合堆燃耗计算 冯开明; 谢中友 西南物理研究院; 西南物理研究院 四川 助理研究员; 四川 副研究员 【期刊】核科学与工程 1991-07-02
103 AF—DCDLIB:活化产物、裂变产物和锕系元素衰变链数据库 冯开明; 阳彦鑫 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院 【期刊】核科学与工程 1991-10-01
104 聚变堆第一壁辐照效应研究 冯开明 核工业西南物理研究院 【期刊】核科学与工程 1991-12-31
105 混合堆放射性计算与FDKR程序研制 冯开明; 阳彦鑫; 黄锦华 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院; 核工业西南物理研究院 成都 【期刊】计算物理 1992-12-31
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1. 1991年被中核总授予“中核总优秀科技工作者”荣誉称号。
2. 1992年被授予部级“有突出贡献的中青年专家”荣誉称号。
3. 1996年入选中核总“112人才工程”核基础理论研究学科带头人。
4. 2004年享受政府国务院特殊津贴。
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冯开明:为了人类永久的清洁能源
[导读]“1升海水可产生相当于300升汽油的能量。一座100万千瓦的核聚变电站,每年耗氘量只需304千克。也就说,海洋就是人类的天然油库。”核工业西南物理研究院冯开明教授这样告诉记者。“1升海水可产生相当于300升汽油的能量。一座100万千瓦的核聚变电站,每年耗氘量只需304千克。也就说,海洋就是人类的天然油库。”核工业西南物理研究院冯开明教授这样告诉记者。
实际上,自1977年毕业于上海交通大学核反应堆工程专业,他一直致力于核工业的科研与应用工作,并从上世纪80年代开始投身核聚变堆的理论研究设计工作。为了人类能够拥有永久的清洁能源,他每天都在坚持不懈地努力着。
核聚变能,人类永久的清洁能源
太阳的能量来自轻核聚变反应。太阳每秒将6.57亿吨氢聚变成氦, 亏损的质量转化成巨大的太阳能,成为支持太阳系统内一切活动的能量源泉。而氘-氚聚变反应将释放巨大的能量,一升海水中含30毫克氘,通过聚变反应可释放出的能量相当于300多升汽油的能量,而反应产物是无放射性的。据估计,天然存在于海水中的氘有45亿吨,把海水中的氘通过核聚变转化为能源,按目前世界能源消耗水平,足以满足人类未来几十亿年对能源的需求。这让人类不由自主地萌生了“人造太阳”的梦想。
随着全球经济的飞速发展,能源的战略日益凸显,人类对能源的需求也越来越大。从化石燃料提供的能源来看,地球上的化石燃料资源有限,煤储量有可能维持200年左右,石油、天然气仅能维持几十年;另一方面大量使用化石燃料,特别是煤炭,造成了严重的环境污染,而且能源结构单一,经济效益不合理。我国有13亿人口,目前的人均能源消耗仅为世界人均能耗的1/2,发达国家的1/40,主要能源是煤,而人均占有量远远低于世界水平。中国GDP正以年增长7%-8%的高速度发展,预计到2050年我国人口将增至15-16亿,根据国家发展远景规划,届时我国对能源将有巨大的需求。因此,我国将比其他任何国家更快遇到能源短缺和大量使用化石燃料造成严重环境污染的问题。从长远来看,核能将是继石油、煤和天然气之后的主要能源,人类将从“石油文明”走向“核能文明”。
“核聚变能又是一种洁净安全的能源。聚变燃料是按一定速度和数量加入,任何时候在反应室内的聚变燃料数量都不大,在进行核聚变反应时,即使失控也不会产生严重事故。此外,它不产生二氧化碳和二氧化硫等有害气体,也不会像核裂变那样产生大量裂变产物,特别是半衰期长的锕系元素。核聚变的反应产物是无放射性的惰性气体氦,所产生的放射性物质只是可能泄漏的微量氚和半衰期很短的活化材料。因此,聚变能将是人类可持续发展的最理想的清洁而又资源无限的新能源。”冯开明教授表示。
创新求实,推动核聚变进程
当核聚变能的前景让人类满怀憧憬之时,一个非常棘手的难题也同时横亘于眼前。要在地球上实现持续的轻核聚变反应,要求的条件相当苛刻。它要求产生热核聚变的等离子体维持足够高的温度、密度的约束时间,达到劳逊条件(温度*密度*能量约束时间,或称聚变三乘积)。例如,实现氘-氚聚变反应的条件是:等离子体温度达2亿度,同时粒子数密度达1020m-3,能量约束时间超过1秒。在这样极高的温度下,所有物质都变成完全电离的气体-等离子体。利用强磁场可以很好地约束带电粒子,将等离子体约束在一种特殊的称为真空室的磁容器中,并将聚变燃料加热至数亿度高温,以实现可控聚变反应并获得聚变能。因此,聚变能源的开发和应用,被认为是人类科学技术史上遇到的最具挑战性的特大科学工程。
“开发核聚变能需要强大的科技实力支撑,而且,其商业化应用没有哪一个国家能够单独搞成功。所以,我们必须联合起来。目前,ITER(国际热核聚变试验堆)计划的参与国包括中国、欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国等七国。”冯开明介绍道。
作为科技部ITER专项首席科学家,冯开明的毕生梦想与追求就是实现核聚变能的商业化应用,解决子孙后代的永久能源问题。他说,“ITER计划的成功实施,将全面验证聚变能源开发利用的科学可行性和工程可行性,是人类受控热核聚变研究走向实际应用的关键一步。”
实际上,中国受控核聚变研究发展历史已有40余年,长期坚持以托卡马克为主要发展方向。目前在两大托卡马克装置HL-2A和EAST上开展国际前沿物理研究,取得了令国际聚变界瞩目的成就。
核工业西南物理研究院是我国最早从事核聚变的研究基地,冯开明也是我国较早进入该领域研究的学者之一。当年,他刚从上海交大毕业就被分配到中国原子能科学研究院,可随后他就被“核聚变”三个字深深吸引,进入位于四川乐山市郊的核工业西南物理研究院,开始潜心于受控核聚变的研究。尽管那时的研究条件艰苦,没有计算机,没有先进的设备,不但要刻苦钻研理论,还要为了借用计算机和其他设备而背着厚厚的计算稿纸辗转于几个城市之间,但是他仍然乐此不疲,并且做出了成果。
辛勤付出换来累累硕果。经过多年的物理与技术探索,中国环流器一号(HL-1)装置即于1984年在核工业西南物理研究院建成并投入运行,获得国家科技进步一等奖。经过8年的运行实验达到了预期目标,其参数达到国际上同类型规模装置的先进水平。“九五”期间,中国环流器二号A(HL-2A)装置通过国家立项建造,2002年建成并成功投入实验运行。HL-2A装置是我国第一个具有偏滤器位形的大型托卡马克装置,目前装置放电参数达到等离子体电流450千安、磁场强度2.65特斯拉、等离子体存在时间2960毫秒,成功实现了等离子体H模放电。由此,中国的受控核聚变研究进入快速发展期。
开展聚变-裂变混合堆的设计研究,是中国磁约束聚变能发展的另一个特点并被列入国家高技术发展(863)计划。这也是冯开明进入聚变领域早期的一项重要研究内容之一。早在上世纪80年代中期,他就与研究团队先后完成托卡马克工程试验混合堆系列概念设计(TETB, TETB-II, TETB-III)和托卡马克商用混合堆概念设计(TCB)。八五期间,完成“实验混合堆详细概念设计”的中间报告和总报告。九五期间,完成实验混合堆(FEB-E)工程堆概要设计。此外,他们还先后完成了商用聚变堆(STR)、D-3He先进燃料聚变堆、托卡马克聚变-嬗变堆的概念设计研究。2001-2005年期间,他领导的团队完成了紧凑型托卡马克聚变实验堆(CFER-ST)的工程概念设计研究。多项混合堆研究成果先后在国际上发表,中国的混合堆研究在国际上产生了广泛的影响,他曾多次被邀请在重要的国际学术会议上做相关学术报告。值得一提的是,最初西方国家以核扩散为由,反对中国的混合堆研究计划。现在,混合堆在核能中的重要性已得到国际聚变界越来越多的认同和支持。
冯开明是ITER实验包层模块计划(TBM)委员会的专家,中国固态TBM项目负责人。他介绍说,ITER包层分为屏蔽包层和实验包层两种。实验包层模块(Test Blanket Module,TBM),主要用于对未来商用示范聚变堆(DEMO)产氚和能量获取技术进行实验,同时用于对设计工具、程序、数据等的验证和一定程度上对聚变堆材料进行综合测试。ITER实验包层由各参与方提出自己的模块设计、技术研发与实验方案,它是实现未来核聚变商业化的关键。在ITER的不同的实验运行阶段安放不同的实验包层模块,依次进行电磁、热工水力、氚增殖和整体性能的实验。中国ITER计划有关方面已经确定“将全面参与产氚实验包层模块计划,并在ITER装置上独立发展氦气冷却\锂陶瓷氚增殖剂\低活化铁素体钢概念的实验包层模块技术,与其它国家平等分享ITER实验窗口位置,参加ITER运行第一天起的中国固态TBM模块实验”。在ITER上进行TBM实验,将为在我国发展聚变示范堆DEMO奠定坚实的技术基础。作为TBM项目的领军人物,冯开明深感责任重大。
核工业西南物理研究院是中国“固态TBM的设计和技术可行性项目”的牵头单位。TBM系统复杂,技术涉及诸多学科领域,冯开明每天都很忙碌,要搞科研,要指导研究生,要搞设计和技术开发,甚至还要频繁参加国际合作的协商与技术谈判,他是一刻也不敢松懈。因为他知道,ITER计划的七方在参与ITER计划的同时,都有各自独立的聚变堆研究发展计划。力争在国际核聚变能开发研究中占有一定的位置,是他始终铭刻于心的历史使命与责任。
ITER计划是国际上聚变堆设计的成功范例。我国虽然已具有较好的聚变堆设计研究基础, 但在聚变堆工程设计和技术基础等方面还有一定的差距。为此,冯开明带领聚变堆研究团队先后开展了相关的技术攻关并取得重要的技术成果。铍是用于聚变堆增殖包层的中子倍增材料,能否成功研制出符合设计要求的铍小球,是制约固态包层发展的技术瓶颈之一。冯开明带领的技术团队采用旋转电极法(REP)成功研制出了合格的铍小球,填补了国内空白,使我国成为继日本之后世界上第二个采用REP方法成功研制出聚变堆用铍小球的国家。中国ITER TBM项目的进展受到国际同行的高度关注,2010年在韩国举行的第23届国际原子能机构(IAEA)世界聚变能源大会上,冯开明被邀请做中国固态TBM计划进展的大会报告。
甘于奉献,为后世造福的事业
“国际热核聚变实验堆ITER的设计与建造,已经可以使人类看到光明的前景,但是实现聚变能的实际应用,仍是一个持久而不平坦的历程。这是因为除了要解决工程技术上的问题以外, 还要在能源市场上具有竞争力, 还需要一段相当长的发展时间。因此,需要具有奉献精神的科学家一代一代地持之以恒地奋斗下去。”冯开明时刻勉励自己奋进,并筹划着团队的未来。近年来团队中一批年轻研究人员脱颖而出,先后被派到ITER总部、美国、日本和欧洲研究聚变机构工作,走向核聚变国际大舞台,为此他感到无比欣慰。
以科学研究推进项目进展,以项目开展促进人才培养,是冯开明多年实践经验的总结。近年来,他先后承担多项国家自然科学基金项目和国家科学研究项目,包括“混合堆偏滤器物理与工程问题研究设计”,“基于Z-箍缩高功率、强脉冲Χ射线源装置原理性研究”,“高功率Z-Pinch内爆过程、辐射特性基础研究”,“聚变-裂变混合堆燃料管理技术探索研究”,科技部ITER计划专项“固态增殖剂TBM设计及关键技术研究”等等,带动了研究团队攻坚克难、不懈求索的氛围,并在国际上产生了重要的学术影响,他曾多次被邀请担任国际学术会议主席或共同主席、学术秘书。
冯开明曾先后在国内外学术刊物公开发表论文90余篇,在中核总核电软件中心入库研制、开发聚变堆设计用程序6个。其研究成果先后荣获部级科技进步奖8项,研究论文多次被国内外文献引用或收藏。他负责研制的混合堆放射性计算程序FDKR和衰变链数据库AF-DCDLIB于1989年在美国ORNL RSIC中心通过验收入库。该程序被国内有关研究单位广泛使用,并荣获部级科技进步奖励,1992年被国际原子能机构(IAEA)推荐为国际聚变活化计算比较研究程序之一。
冯开明常说,“人的生命是有限的,要多做点有意义的事儿。”为了ITER计划的顺利实施,为了人类能够拥有永久的清洁核聚变能源,他将继续奋斗下去。
文章来源:《科学中国人》作者:朱德友 2012-4-23
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