针对大体量含氚水分离净化的需求，自主设计建设了三塔级联水精馏系统，内部装填有自研高性能填料。在中试实验过程中，以5～10 kg/h的处理量，完成了吨量级含氚轻水的分离处理，实现了贫化倍数高于2 000倍、富集倍数高于20倍的分离效果。测得规整填料等板高度为14 cm，散堆填料等板高度为4 cm，运行过程各关键参数稳定，全系统已稳定运行超过900 h，可满足规模化工程放大的要求。

目前，超临界二氧化碳（S-CO₂）布雷顿循环普遍采用印刷电路板换热器（PCHE）来保证其相对其他能量转换循环的紧凑性优势。PCHE芯体为整体结构，若内部出现泄漏或结垢等问题，很难进行维护与检修。本文提出了一种微管壳式换热器（MSTE），其结构与传统管壳式换热器类似，但其管径缩小至微通道级。由于MSTE的流道横截面积占总截面积之比较PCHE大，在典型的回热器与冷却器设计工况下，相对PCHE而言，采用MSTE可将体积与质量均减小30%以上。灵敏性分析结果显示，采用本文设计的MSTE结构的回热器与冷却器，回热器冷热流道入口温度升高20 ℃左右，压缩机入口温度变化均不超过1 ℃，说明该种结构换热器的换热能力足够支撑能量转换循环的一般工况波动。

瞬发伽马活化成像中，样品内部的中子自屏蔽和伽马自吸收效应会使测量结果产生不均匀分布。针对成像单元响应不一致的问题，研究了样品内部中子场不均匀分布和伽马自吸收效应的影响，并进行了理论推导，建立了用于修正成像单元响应和图像重建的数学模型，利用数学模型对Fe，H元素瞬发伽马活化成像的蒙特卡罗模拟进行了元素图像重建。 结果显示，样品内中子场和γ自吸收对成像的影响得到明显改善，Fe和H元素的含量分布使用此模型可以被精确重建，验证了数学模型的有效性。

以超临界二氧化碳简单回热型布雷顿循环为研究对象，以核电站为应用背景，详细论述了系统循环模型与关键器部件的效率模型建立方法，并利用该模型初步分析了各类工程因素对布雷顿循环效率、系统体积的影响，分析结果表明，循环效率、系统体积对温度、压力、涡轮机械效率、回热器等参数的敏感性存在较大差异，其中增加透平入口温度对缩减系统总体积最为有效，需要建立完善的系统分析模型以进行S-CO₂系统的优化设计。

为探究印刷电路板换热器（PCHE）Z型通道中超临界CO₂的换热特性，在换热面积固定的前提下指导回热器优化设计，采用数值模拟方法对CO₂-CO₂耦合换热的局部和整体特性进行了分析，通过CFD计算得到典型PCHE结构和典型工况下回热器的换热特性，与实验结果进行对比，验证计算模型。并利用此模型计算具有相同换热面积、不同通道结构的回热器的局部和整体换热性能，厘清结构参数对换热性能的影响规律。研究表明，计算结果与实验结果吻合，当通道夹角从110°增加至115°时换热系数出现最大幅度的下降，根据不同的设计需求，最佳的夹角范围为110°～120°。