Arunkumar Seshadri的实验对于寻找能够更好地承受世界上正在运行的轻水反应堆温度波动的燃料包壳至关重要。图片来源：Photo: Gretchen Ertl - MIT News
印度最大的商业和研究性核反应堆设施之一位于阿伦库玛·塞沙德里(Arunkumar Seshadri)的家乡印度钦奈以南。在一次高中实地考察中，他在那里对核电产生了兴趣。
“我们学到了反应堆如何工作的基本原理，”核科学与工程专业五年级博士生Seshadri回忆说。“我为如此少量的铀或其他燃料如何产生如此巨大的能量而着迷。”
这种魅力很快在Seshadri的本科生生涯中找到了正式的出路，并继续推动他现在进入麻省理工学院。
Seshadri与他的顾问Koroush Shirvan紧密合作，John Clark Hardwick(1986)职业发展教授，开辟了一条单一的道路，可以识别和测试新一代的耐辐射，耐腐蚀和耐热的材料和燃料，这些材料和燃料可以更好地经受住极端的考验。核反应堆的条件。
他的研究在基础科学和实用技术上均取得了进步，大量期刊出版物和专利就证明了这一点。Seshadri说：“我真的很乐意回答核工业面临的工程问题，并逐渐对影响反应堆材料的结构和化学变化有了更基本的了解。”
专注于热量传递
Seshadri是梵语老师和全职母亲的儿子，在他小学的时候，他就拆卸和重新组装他的家用电器，并获得编程技能，并参加高中的科学比赛。Seshadri在SASTRA大学攻读机械工程和控制系统专业，并被招募到由核工业资助的研究项目中。事实证明，这是决定性的经验。
他说：“目标是开发用于沸水反应堆中的两相流(水和蒸汽)的传感器。” “我们想提取有关这两个不同阶段的信息，以便我们可以确切地了解内部正在发生的事情。” 事实证明，设计用于监视和更好地预测热量如何在反应堆中移动的技术所面临的挑战以及改善商业核设施运行的相关前景是不可抗拒的。
在印度政府呼吁建立一支熟练的劳动力队伍以帮助扩大其核工业的鼓舞下，Seshadri决定攻读核科学和工程学的高级学位。他说：“麻省理工学院在两相传热方面有着丰富的专家传统;他们是该领域的火炬手。” “我认为这可能是一个丰富我的兴趣的地方。”
他为Shirvan的研究工作找到了直接的方向，Shirvan正在能源部进行一系列实验，以配制具有更高事故承受能力的核反应堆燃料。在他的硕士学位论文中，Seshadri研究了核燃料金属外壳上不同种类的涂层在被加热和冷却时的行为。
他对可湿性特别感兴趣，可湿性是决定材料是否吸引或排斥诸如核反应堆中冷却剂之类的液体的特性。当材料表现出较高的可湿性时，冷却剂可以更有效地带走热量。但是由于较低的润湿性，材料会排斥流体，从而导致蒸汽蒸气在表面形成，从而吸收热量并导致反应器内潜在的危险温度升高。
2004年，日本研究人员发现，发生核反应的副产物伽马射线增强了润湿性。利用高分辨率显微镜，Seshadri帮助演示了发生这种情况的精确机理：γ射线在金属部件的表面上产生了纳米级的氧化物孔，从而形成了高度可润湿的表面。
他说：“这是第一次有人证明伽马辐射会产生这种影响，这使我们能够测试不同的涂层包层，以改善其传热性能。” Seshadri进行了高分辨率的显微镜测量，准确地揭示了伽马辐射如何影响这些涂层。
他说：“我很激动。” “对于工业来说，辐射是有害的，有害的表面，但我们看到它有助于热传递。” 这些增强的燃料包壳中的一些已经进行了行业评估。与他们的研究不同的是，Seshadri和Shirvan申请了一项基于伽马辐射的技术的专利，该技术可以制造防水涂料，可用于挡风玻璃或海水淡化厂。
对研究和教学的热情
充满热情Seshadri已将其博士研究转移到一个相关领域：研究工业上非常感兴趣的碳化硅复合材料，以替代高度易腐蚀的锆合金燃料包壳。
他说：“碳化硅复合材料可以承受很高的温度并且坚固而不会变脆，但是挑战是，在极端的水热环境中，在存在辐射的情况下，少量的二氧化硅会溶解在冷却剂中，从而可能损坏组件。 ”
Seshadri的工作是确定不同类型的反应堆辐射如何造成硅的损失，以及循环二氧化硅的使用是否在行业范围内。他说：“如果二氧化硅沉积在反应堆部件中，则工业界将需要开发一种去除它的方法。”
Seshadri正在开发预测二氧化硅溶解速率的模型。他的实验对于寻找能够更好地承受世界上正在运行的轻水反应堆温度波动的燃料包壳至关重要。他的工作还将帮助开发在更高温度下运行的高级反应堆，该反应堆使用碳化硅组分和熔融盐作为冷却剂。
Seshadri认为Shirvan是他的成就和他的研究人员成长不可或缺的一部分。他回忆说：“我来到麻省理工学院时没有核科学的背景，而且表现也不佳。” “希尔万花了无数的时间教我所需的必需品，然后让我自由地寻求问题和时间来取得成果，而没有压力。”
这种指导模式为Seshadri自己的教学提供了动力。在业余时间，Seshadri指导印度从事能源项目的大学生，鼓励他们追求宏伟的目标。在远程基础上，他指导他们进行计算建模，帮助他们撰写研究成果以便发表，并申请研究生院。
“我的热情和所有爱好都与研究有关，与这些学生的互动是我在学术界想要的职业的一步：领导大学的研究团队，并寻求解决深层问题的方法。”
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