优化下一代反应堆的核燃料

2010年，当埃里克摩尔·乔苏（Ericmoore Jossou）在尼日利亚北部上大学时，灯光会整天闪烁，有时一次只持续几个小时。令人沮丧的经历再次证实了Jossou的意识，即该国零星的能源供应是一个问题。这是他走向核工程之路的开始。

由于能源危机，“我告诉自己，我将发现自己从事的职业是，我能够开发可以轻松扩展的能源技术，以满足世界（包括我自己的国家）的能源需求，”核科学与工程系（NSE）之间共享职位的助理教授Jossou说。 约翰·克拉克·哈德威克（John Clark Hardwick）（1986）教授，电气工程和计算机科学教授在哪里。

如今，Jossou 使用计算机模拟进行合理的材料设计，人工智能辅助有目的地开发下一代核反应堆的包层材料和燃料。作为麻省理工学院苏世民计算机学院和麻省理工学院各部门之间共享的教职员工之一，他的任命认可了他对气候和环境计算的承诺。

尼日利亚的全面教育

Jossou 在拉各斯长大，他知道教育不仅仅是书本知识，因此他渴望旅行和体验其他文化。他将从自己的后院开始，穿越尼日尔河，进入尼日利亚北部的艾哈迈杜贝洛大学。从南方移居是一种文化教育，使用不同的语言和不同的食物。正是在这里，Jossou 第一次尝试并爱上了尼日利亚北部以大米为基础的特产 tuwo shinkafa。

本科毕业后，Jossou获得了化学学士学位，是被选中参加由世界银行研究所和非洲开发银行资助的专业硕士培训计划的一小群人之一。位于尼日利亚阿布贾的非洲科技大学（African University of Science and Technology）的项目是一个泛非企业，致力于培养非洲大陆本土的科学人才。来自世界各地的客座教授教授为期三周的强化课程，这种体验感觉就像从消防水带里喝水一样。该计划拓宽了Jossou的视野，他将目光投向了以清洁能源系统为重点的博士课程。

转向核科学

在尼日利亚期间，Jossou了解到加拿大萨斯喀彻温大学的Jerzy Szpunar教授，他正在寻找一名学生研究员来探索核反应堆的燃料和合金。在此之前，Jossou对核能不冷不热，但这项研究听起来很吸引人。日本福岛的事故最近出现在后视镜中，Jossou记得他早年决心解决自己国家的能源危机。他被这个想法所吸引，并以国际院长奖学金毕业于萨斯喀彻温大学，获得博士学位。

Jossou的博士后工作在布鲁克海文国家实验室短暂担任科学家。他抓住机会加入麻省理工学院NSE，以实现他的研究兴趣并教授未来的工程师。“我真的很想在核材料设计方面进行前沿研究，并将我的知识传授给下一代科学家和工程师，没有比麻省理工学院更好的地方了，”Jossou说。

材料科学与计算建模的融合

Jossou在为下一代反应堆设计核燃料方面的博士工作构成了他的实验室在麻省理工学院NSE进行的研究基础。建于 1950 年代和 60 年代的核反应堆在提高事故容忍度方面正在进行改造。Jossou指出，反应堆也不局限于一种：我们有微型反应堆，现在正在考虑使用金属核燃料的反应堆。选择的多样性足以让研究人员忙于测试适合包层的材料，包层是防止燃料腐蚀和放射性裂变产物释放到周围反应堆冷却剂中的衬里。

该团队还在研究提高燃烧效率的燃料，以便它们在反应堆中持续更长时间。一个有趣的方法是固定裂变过程中产生的气泡，这样它们就不会生长和降解燃料。

自 2023 年 7 月加入麻省理工学院以来，Jossou 正在建立一个实验室，以优化事故容忍核燃料的成分。他依靠自己的材料科学背景，将计算机模拟和人工智能相结合。

计算机模拟允许研究人员缩小候选者的潜在领域，并针对特定参数进行优化，因此他们可以只合成实验室中最有前途的候选者。人工智能的预测能力可以指导研究人员下一步考虑哪种材料成分。“我们不再依赖偶然性来选择我们的材料，我们的实验室基于合理的材料设计，”Jossou说，“我们可以快速设计先进的核燃料。

推进非洲的能源事业

现在他在麻省理工学院，Jossou承认从外面看是不同的。他现在对非洲需要什么来应对其一些挑战抱有不同的看法。“解决我们问题的出发点不是钱;它需要从想法开始，“他说，”我们需要找到能够真正解决问题的高技能人才。这项工作涉及为非洲大陆得天独厚的丰富原材料增加经济价值。令Jossou感到沮丧的是，尼日尔是一个富含铀原料的国家，却没有自己的核反应堆。它将大部分矿石运往法国。“前进的道路是找到一种方法来提炼非洲的这些材料，并能够为非洲大陆的工业提供动力，”Jossou说。

Jossou决心尽自己的一份力量来消除这些障碍。

Jossou 的解决方案以导师制为基础，旨在在自己的实验室中培训来自非洲的人才。他申请了麻省理工学院全球体验MISTI资助，以促进加纳科学家的旅行和研究。“我们的目标是在我们的设施中进行研究，并可能为本土材料增加价值，”Jossou说。

增加价值一直是Jossou职业生涯的一贯主题。他记得在读完《天才之手》后，他想成为一名神经外科医生，被作者本·卡森（Ben Carson）的个人故事所感动。然而，随着Jossou年龄的增长，他意识到成为一名医生并不一定是他想要的。相反，他希望增加价值。“我真正想要的是从事一份能够让我解决社会问题的职业。”为所有人提供清洁和安全能源的社会问题正是Jossou今天正在研究的问题。