面向核废物长期储存的废物固化材料先进建模

专注于核废料形态计算建模的化学博士学位。寻求具有化学或材料科学背景的申请者，优先录取具备计算建模经验者。

项目细节： 废核燃料再处理过程产生的废物包含长寿命放射性同位素，这些同位素可能在数千年内仍具有危害性。为了保护人类和环境健康，这些废物必须在被存入深层地质储存库之前，被固定在稳定的无机材料中。因此，选择并优化此类废物固定材料对于确保在地质时间尺度上保障安全至关重要。 该自筹资金博士项目专注于对多种主要废物形态的先进计算建模，包括硼硅酸盐玻璃和磷酸盐玻璃、钛酸盐基陶瓷以及 Synroc 等复合材料。这些材料能够包含多种放射性核素，但其长期行为取决于诸如辐照引起的损伤、缺陷积累、裂纹产生、水腐蚀以及与储存库地下水的相互作用等复杂过程。在原子层面理解这些机制对于预测材料性能以及设计具有更高耐久性的下一代废物形态至关重要。 该项目将结合多种模拟方法，以构建关于废物形态行为的全面图景。密度泛函理论（DFT）将被用于捕捉精确的原子尺度相互作用，包括缺陷能量、键合环境以及放射性核素的结合过程。分子动力学（MD）模拟则用于研究更大规模的结构演变，涵盖辐射损伤级联、扩散过程及长时间尺度降解机制。该项目的核心内容还包括利用原子团簇展开法（ACE）及其对多元素系统的扩展方法，开发机器学习原子间势场。 这些模型将弥合 DFT 精度与 MD 效率之间的差距，从而能够对目前难以实现的复杂玻璃和陶瓷体系进行预测性模拟。 主要成果将是一种可转移的、通过 DFT 技术训练的机器学习能力，能够模拟多种废物形态的构成特性。这将有助于系统地研究化学成分、废物负荷及处理条件等因素对长期稳定性产生的影响。该项目还将为缺陷演变、裂纹扩展以及控制腐蚀和放射性核素释放的早期机制提供新的见解。这些研究成果将支持学术研究与国家层面确保高放射性核废料安全地质处置的工作。 该项目适合具有化学、物理、材料科学或相关学科背景的申请者。在计算材料建模、原子级模拟或高性能计算方面的经验虽有帮助，但并非必需。学生将获得电子结构计算、分子动力学、机器学习潜力开发及多尺度模拟工作流程方面的专业技能。此培训为从事核材料研究、计算科学、能源技术或先进材料开发领域的职业生涯提供了良好的平台。 拉夫堡大学94%的研究影响力被评定为世界领先或国际优秀水平。REF 2021

入学要求： 2:1 2026-27学年费用（每学年） （自筹资金）英国：5,238英镑；国际：29,500英镑 全日制 3年 非全日制 6年 开始日期 2026年10月，2027年2月，2027年7月 申请截止日期 2027年4月1日 项目编号 CM/KJ-SF1/2026 地点 拉夫堡 学科领域 化学 在线申请 订阅电子邮件 参加我们的开放日及活动 我们的入学要求采用英国标准本科学位等级，即一等荣誉学位、二等一荣誉学位和二等二荣誉学位。如需了解您所在国家的对应资格，请在下方下拉菜单中选择该国家。 英国申请要求： 学生应持有至少2:1荣誉学位（或同等水平）的数学、物理、计算机科学或相关学科学位，或预期能够取得该学位。

申请方式： 所有申请须在线提交。在项目名称栏选择“Chemistry（化学）”，并在申请中注明招聘参考编号：CM/KJSF1/2026。 为避免申请处理延误，请务必提交个人简历 CV及最低限度的必需证明材料。 各学院将采用以下选拔标准来协助审理申请。请注意，这些标准同时适用于有资助项目和自费项目。 请注意，本项目对已提交申请实行滚动审理；如果选出合适的申请人，项目可能在申请截止日期之前撤下。 立即申请

英语语言要求： 申请者必须满足最低的英语语言要求。更多详情可于国际网站查阅。