为了提高自然循环铅铋反应堆的固有安全性和经济性，以南华大学自主设计的反应堆（Small PAssive Long-life LBE-cooled fast Reactor，SPALLER-100）为研究对象，探索其堆芯可输出的最大功率。在满足运输尺寸、材料耐久性、堆芯长时间运行的稳定性以及事故工况下的安全性等条件下，提出了5种稳态安全限制和2种事故安全限制。研究将稳态安全限制处理为多目标复杂多维非线性约束的优化问题，基于拉丁超立方抽样和克里金代理模型搭建了中子学最大功率计算平台；同时，考虑自然循环能力，分别计算不同堆芯高度下的中子学最大功率和自然循环功率，最终获得了满足中子学与热工的最大功率设计方案。基于设计方案与事故安全限制，采用准静态反应性平衡方法，开展了失热阱、超功率和入口冷却剂温度过冷等事故的全寿期安全分析。研究结果表明：堆芯功率由原100 MW提升到120 MW左右，中子学最大功率平台具有一定的准确性，且最大功率方案符合安全、经济的要求。研究结果为其他类型的自然循环反应堆的输出功率最大化设计提供参考思路。

铅铋反应堆广泛应用的需求要求研究人员在现有堆芯方案的基础上开展大量优化设计工作。针对铅铋反应堆多物理、多变量、多约束耦合影响的多维非线性约束优化设计问题，基于Kriging代理模型、正交拉丁超立方抽样和SEUMRE空间搜索技术构建铅铋反应堆智能优化方法，耦合物理蒙卡计算/热工分析程序，开发包含抽样、耦合程序前后处理、反应堆优化分析功能的优化平台，并以铅铋反应堆SPALLER-4，URANUS为原型分别开展最小燃料装载量的方案寻优与参数优化验证。验证结果表明，该智能优化方法用于铅铋反应堆设计方案寻优和堆芯参数优化可行、有效，相比传统蒙卡程序计算寻优，在保证预测精度前提下极大地降低了计算成本，与URANUS初始模型比较，燃料装载量、堆芯总质量、活性区体积、堆芯总体积分别优化10.8%，11.5%，18.1%，17.1%，为基于代理模型的智能优化方法应用于铅铋反应堆的优化设计提供参考。

气溶胶颗粒的吸湿性决定了其尺寸、 浓度、 化学组成以及相态, 从而显著影响着全球气候、 大气异相化学以及人类健康。 运用在线、 原位、 连续扫描衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)技术, 结合线性湿度(RH)控制系统, 实现了RH连续变化条件下气溶胶FTIR-ATR光谱的快速测量。 根据水弯曲振动谱带(~1 640 cm^-1)峰面积随RH的变化, 得到了(NH₄)₂SO₄, NH₄NO₃和(NH₄)₂SO₄/NH₄NO₃混合气溶胶的质量增长因子(MGFs)、 潮解点(DRH)和风化点(ERH)。 与气溶胶的E-AIM模型预测值相比较, 实验结果表现出良好的一致性, 证实该方法是一种测量大气气溶胶MGFs, ERH和DRH的快速测量方法。

氢是自然界最丰富的元素，是天体物理和惯性约束聚变（ICF）研究的重要对象。简要综述了国内外氢及氘宽区物态方程研究进展，特别评述了OMEGA激光装置上的最新冲击压缩 实验和理论模型的对比分析情况。在以往数据分析评估基础上，利用改进的化学自由能模型、第一原理数值模拟结果及多参数物态方程模型，构建了氢的宽区物态方程，适用温度、密度范围分别为20～10⁸ K，10⁻⁷～2000 g/cm³。与已有多类实验如冲击压缩实验、静高压等温线实验、声速等实验结果对比表明，新构建的氢宽区物态方程具有较高的置信度，为天体物理、惯性约束聚变、国际热核实验堆等工程物理设计提供高精度的支撑数据。氢宽区物态方程的构建及验证方法亦可适用于其同位素氘，该方法构建的氘宽区物态方程与2019年最新发表的主雨贡纽、二次冲击雨贡纽数据的吻合程度明显优于当前国外模型。指出了未来研究需要关注的状态区域。