论文标题： Evaluating Nuclear Forensic Signatures for Advanced Reactor Deployment: A Research Priority Assessment

论文链接：https://www.mdpi.com/2673-4362/5/4/32

期刊名： Journal of Nuclear Engineering

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/jne

随着第四代先进反应堆技术的快速发展，传统轻水反应堆之外的各类新型反应堆正逐步走向工程示范与商业化应用。然而，这些反应堆所采用的多样化燃料形式，如熔盐、TRISO包覆颗粒燃料和金属燃料等，也给核取证学带来了前所未有的挑战。来自University of California, Berkeley核工程系、Lawrence Berkeley National Laboratory和Lawrence Livermore National Laboratory的Megan N. Schiferl、J. R. McLachlan、A. A. Peterson、N. E. Marks及R. J. Abergel组成的研究团队，在Journal of Nuclear Engineering发表最新成果，首次提出了一套半定量优先级评分体系，用于指导核取证领域针对六大类先进反应堆开展燃料特征标识研究的优先顺序。

研究过程与评分体系

研究团队基于国际第四代反应堆国际论坛（GIF）确定的六类先进反应堆设计，结合IAEA先进反应堆信息系统（ARIS）及各国公开资料，从三个维度对每类反应堆进行评分（0–2分）：

1.技术成熟度（TM）：依据规划中的反应堆数量及商业化进展；

2.材料吸引力（MA）：依据燃料的临界质量、后处理难度及剂量率（参考Bathke等人2012年的研究）；

3.特征标识研发难度（RDS）：依据现有核取证特征数据库对该类燃料的覆盖程度。

评分总和越高，代表越应优先开展相关特征标识研究。

下图展示了当前及先进反应堆的类型层次结构，包括轻水反应堆、气冷快堆、液态金属冷却堆、熔盐堆等子类别及其代表性堆型，为优先级评估提供了清晰的技术分类基础。

反应堆类型及其层次结构

综合评分后，六类先进反应堆的优先级由高到低依次为：

1.熔盐反应堆（MSR） — 总分5分（TM=2, MA=1, RDS=2）。液体燃料形式使传统基于物理形态的特征标识难以适用，亟需发展新的组成特征标识。

2.液态金属冷却反应堆（LMR） — 总分4分（TM=2, MA=1, RDS=1）。技术成熟度较高，已有多个相关堆型进入建造或运行阶段。

3.超高温反应堆（VHTR）、氟盐冷却高温反应堆（FHR）与气冷快堆（GFR） — 并列3分，各有不同研究重点。

4.超临界水冷反应堆（SCWR） — 总分1分（TM=0, MA=1, RDS=0）。其燃料形式与传统轻水反应堆相近，已有较成熟的特征标识基础，同时技术成熟度相对较低。

结论总结

该研究明确指出，熔盐反应堆应成为核取证特征标识研发的最高优先级，其次是液态金属冷却反应堆。随着先进反应堆逐步进入商业化阶段，传统基于氧化铀陶瓷燃料的核取证特征体系已不足以满足新型燃料的溯源需求。研究团队建议未来工作应重点发展熔盐燃料和液态金属燃料的同位素、化学及元素组成特征标识，并建立相应数据库与标准体系。

此外，该评分方法也可推广应用于其他核安保或核保障场景，并可通过调整权重以适应不同政策目标。研究团队强调，随着更多设计信息公开，应定期更新评估结果，以确保核取证能力始终与核能技术发展保持同步。

期刊介绍

主编：Dan Gabriel Cacuci, University of South Carolina, USA

期刊创刊于2020年, 最新Impact Factor 1.7，CiteScore 2.3，是一个国际开放获取期刊，发表同行评审的论文。期刊涵盖了与核和辐射过程的科学和应用相关的原创研究、想法和进展。发文类型包括original research papers, reviews, communications, brief reports, opinions, technical notes, editorials等。

截至目前，Journal of Nuclear Engineering期刊已被Scopus, ESCI (Web of Science), EBSCO等数据库收录。

2025 Impact Factor: 1.7

2025 CiteScore: 2.3

Time to First Decision: 27.9 Days

Acceptance to Publication: 7.8 Days