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核能作为零排放清洁能源溶液，以其能够产生大量无碳功率的能力而闻名，同时与其他环保能源相比，利用最小的土地空间。核电系统的有效和经济运行非常明显地取决于所采用的燃料和结构材料的性能。在运营寿命上，通常跨越数十年的时间，这些材料忍受了极端条件，包括高温，强烈的辐射暴露，腐蚀性环境以及在核反应期间释放的填充产物造成的损害。核燃料的性质会经历实质性的变化，例如燃料组成，辐射诱导的相变，与各种透射产物的相互作用，燃料和覆层材料之间的化学反应以及机械行为之间的相互作用。同样，结构材料面临着由复杂的辐射条件引起的可比挑战，包括暴露于腐蚀性环境中，这些腐蚀性环境超出了传统的水基系统，以包括熔融盐环境。核材料领域内的主要挑战包括与微结构和微化学改变有关的问题，以及受照射和腐蚀引起的物理性质的变化。理解和缓解这些挑战的努力对于正在进行的研究努力至关重要。高级表征技术，再加上建模方法，在阐明辐射对中尺度长度的材料的影响中起关键作用。这些挑战与各种因素相关，包括缺陷的产生和演变，固体，挥发性和气态性产物的活动性和降水，结构与性质之间的相关性，机械性能的降解以及结构完整性的降解以及结构完整性，以及受到放射相变的相关性。利用实验室离子束加速器，研究和测试反应堆以及商业核电反应堆等工具，旨在揭示辐射下材料的响应。从原子到连续体的多个量表的计算研究对于理解和预测材料进化是必不可少的。然而，核材料研究构成了重大障碍，包括长时间的交货时间和数十年来产生的大量成本。为加快创新并促进新型材料的发展，对高通量研究的势在必行。
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