基于知识图谱的国内快堆研究现状和趋势分析

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　　摘 要
　　为了解我国近20年快堆研究的现状和热点问题，以2000—2019年CNKI 数据库中文核心期刊相关论文为数据基础，借助Citespace等软件，运用文献计量学方法，分析我国快堆研究的知识图谱，绘制出国内快堆研究的发文作者合作网络、发文机构、关键词、突现词等知识图谱。研究结果显示：中国快堆研究已进入高速发展阶段;研究了论文成果主要集中于中国原子能科学院，机构之间合作不够紧密;钠冷快堆的研究开展的最快，与各专业系统研究联系最紧密，有丰富的研究成果;铅冷快堆在国内发展较晚，但是会成为将来的研究热点。
　　关键词
　　快堆;文献计量;知识图谱
　　中图分类号： TP311.13;G353.1            文献标识码： A
　　DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.19.002
　　Abstract
　　To understand the research status and hot issues of fast reactor in China in recent 20 years，related CNKI database of Chinese journals in 2000-2019 years papers for data base，with Citespace，as the method of literature metrology，knowledge map，the domestic researches on the fast reactor to map the author collaboration network，the issuing institution，such as keywords，burstness word.The research results show that：Chinese fast reactor research has entered a high-speed development stage;The research mainly focuses on the China institute of atomic energy but the cooperation between the agencies is not close enough.The research on SFR has been carried out the fastest and closely related to the systematic research of various specialties.LFR is a late development in China， but it will be a hot topic in the future.
　　Key Words
　　Fast reactor;Bibliometric;Knowledge mapping
　　快堆的發展对我国能源可持续发展有着重大影响，其可以体现在两大方面的应用：一是大型增值快堆，其发展将解决核燃料缺乏的问题，促进我国核电大规模的发展;其二中等规模的模块化快堆将解决我国核电大规模发展造成的环境污染问题，其可以一方面发电，一方面焚烧长寿命放射性废物。核能要真正成为能够普及大规模应用的清洁能源，快堆的发展是至关重要的一环，快堆是当今唯一现实的增殖堆和有效的嬗变堆型，压水堆、快堆配套发展，能够实现核燃料的封闭循环[1]。
　　本研究数据来源于中国知网（CNKI）2000—2029年快堆研究的期刊资料，使用Cite space、SATI 等软件整理分析，运用文献计量学方法进行数理分析，助力快堆研究。
　　1 数据来源与研究方法
　　1.1 数据来源
　　本文以中国知网数据库中的“SCI”“EI”“北大中文核心期刊”作为数据源，采用主题检索方法。本研究只检索了直接出现“快堆”主题词的有关文献。具体方式如下：主题=“快堆”;语种=“汉语”;时间跨度=“2000—2019年”。检索时间为2020年3月10日。在剔除了综述、新闻、广告和短论等非学术性文献，共获得638篇研究文献 。
　　1.2 研究方法
　　本文选取Citespace，SATI为研究工具，对2000—2019年中国快堆研究进行文献计量和知识图谱分析。文献计量是指利用研究性论文发表的规律，以数理统计等定量研究方法为基础，客观评价不同国家、机构或作者在某一领域的研究现状和研究历程。而知识图谱分析则是指在文献计量基础上形成的可视化的各类研究结论，涉及研究走势、研究群体、主题分布和学科分布等具体内容。本研究从以下四个方面来分析中国快堆的发展现状：第一，2000—2019年中国快堆研究的总体规模与体量分析;第二，2000—2019年中国快堆的核心研究群体与机构分析;第三，2000—2019年中国快堆研究的核心主题分析;第四，快堆研究与创新研究的可能联系分析[2]。
　　2 研究概况
　　2.1 时间分布
　　学术论文发表数量变化时间轴之间的关系可以作为判断推测某一研究领域发展的重要指标，发文量时间分布图可以直观地反映不同时期该领域的研究热度。本文对CNKI 检测到的2000—2019年每年的论文发表数量进行统计分析，绘制了不同年度国内快堆论文发表数量的变化曲线，如图1所示[3]。
　　数据显示，2000-2005年之间，国内年均发文量为13篇，说明国内快堆的研究还较少;2006-2008年，研究论文达到第一个高峰，说明从2006年开始更多的机构学者加入了快堆研究，并且有了一定的突破;2011-2013年快堆的研究量迅速增长，并且有了爆炸性增长态势，达到了峰值68篇;2016-2019年发文量也在逐步增加，说明国内快堆研究有了新的突破。综上分析可知：我国的快堆研究，现在正处于上升阶段，并可预估该领域文献数量将继续保持上升趋势。 　　2.2 作者分布
　　通过运行Citespace，可以分析得到发文作者分布情况知识图谱，以此确定在2000—2019 年作者发文情况，从而得到在该领域发表论文较多的作者和具有知名影响力的研究学者。图2为快堆领域作者知识图谱[4]。
　　统计得知，在2000—2019年共有1077 位学者发表了快堆领域的研究论文，可见我国在这一领域已经形成了一支较为庞大、稳定的学者队伍。庞大的队伍往往能够捕捉国际研究动向和热点，具有较强的科研能力，代表并引领我国在快堆方面的研究前沿。图中连线表示作者之间的合作强度，其中部分学者团队之间有一定的合作关系，但整体呈现较分散状态。这说明我国在快堆领域的研究学者众多，但各主体之间的合作较少，并未形成有效的合作关系网络[5]。
　　本文运用德里克·普莱斯公式确定快堆领域高产作者。公式为：
　　M=0.749（Nmax）1/2
　　式中：M为发表文章的数量;Nmax是统计数据中发表论文最多学者的论文数量，发表M 及以上论文量的作者即为高产作者。通过整理统计2000—2019 年的619篇论文，杨红义以39篇居发文量排名首位，因此Nmax确定为39，经过计算得M=4.67，取整得5，即发文量达到5 篇及以上为高产作者。经过统计，共有50 位发文数量在5 篇及5篇以上的，其中發文量最多的4 位学者为杨红义、陆道纲、喻宏、王洲，研究领域均为钠冷快堆，说明我国大部分学者的研究都集中于钠冷快堆。比较遗憾的是，知识图谱中单独节点较多，除了钠冷快堆以外的节点之间连接较少，说明目前我国在快堆方面并未形成有效的合作网络，大多处于独立研究状态。
　　2.3 机构分布
　　将数据通过CitespaceV 软件进行研究机构知识图谱的分析，研究机构可以是某个或某些学术群体的代名词，对研究机构的研究数据进行统计挖掘，这些机构的动态往往被视为该领域的风向标[6]。
　　经过调试，得到国内快堆领域研究机构的知识图谱，如图3 所示。在统计的638 篇论文中，共有289 个机构在过去20 年间积极参与快堆研究，整理列出论文产出数量排名前10 位的机构，见表1。可以发现国内快堆研究较为集中，其中中国原子能科学研究院以279 篇论文，占总量43.7%，位居第一并遥遥领先，其余的上榜机构大多来自高校和各大相关设计院。可见，科研院所和高校是快堆知识生产的主要力量。
　　3 研究热点
　　在学术论文中，作者通常以关键词的形式将观点和内容向读者展示，关键词在一定程度上表征论文的关键研究内容[7]，并且在某段时期某一领域出现频次较高的关键词，往往被视为这一领域的热点和趋势，这被称为词频分析法，关键词词频是文献计量分析中的重要指标。
　　利用软件从文献的标题、关键词、摘要中提取名词性术语对聚类进行命名，得到10 大聚类，使用timeline 图进行展示所示。在timeline 图中，每个时间轴上显示了该聚类的高频关键词与关键文献，代表了该聚类的研究内容，反映的是学科的知识基础，如图4，表2则是各聚类的主要关键词。
　　3.1 研究基础
　　从图4可以看出，软件共得到了10个聚类，分别是快堆;自然循环;中国试验快堆;燃耗计算;核电厂;MOX燃料;铅冷快堆;事故分析;熔融物和超热中子堆。每个聚类的关键词节点之间的连线代表着它们之间的联系，连线约多表示聚类之间关系越密切，研究领域的合作越频繁。
　　10个聚类中，快堆;自然循环;中国实验快堆;燃耗计算及MOX燃料这6类聚类中的关键词节点相互之间的关联要强于其他4个聚类，说明这6类关系紧密，并且国内还是主要以中国钠冷实验快堆为核心在开展各方面的研究。铅冷快堆中大部分的关键词均出现在2015年之后，并且关键词节点与其他聚类的连接处较少，说明铅冷快堆还处于起步阶段，并没有系统的研究方向。其余的聚类关键词较少，且节点之间几乎没有联系，说明与快堆的研究相关性较低[8]。
　　3.2 研究前沿
　　（Burstness）功能可以对关键词进行突发性检测，通过关键词的突发性可以深入了解看该领域的研究热点在不同时段内的发展境况，本文在关键词共现与聚类的基础上，通过软件的突发性，现列出10个突发性强度最高的关键词，如图5所示。
　　根据图5突发关键词图表，可以发现强度前2的钠冷快堆和中国实验快堆的研究热度从2013年开始就一直是研究热点;同属于快堆堆型的铅冷快堆则从2015年开始，有了一定的研究热度，但是从突变强度上看还是与钠冷快堆有一定的差距。从突变图上看出，除了蒸汽发生器和燃耗两个关键词的研究热区在2010年之前，其余关键词都集中在2012年以后，说明国内快堆的研究在2012年之后有了更集中，更系统的研究方向。通过以上的关键词图谱的分析可以得出钠冷快堆及铅冷快堆会是今后研究的主要堆型，而热工水力，蒙特卡罗及数值模拟则是今后对快堆研究的重要方向。
　　4 结束语
　　本文使用Citespace、SATI等软件，对CNKI中2000—2019年收录的快堆文献进行了研究，绘制了高产作者、研究机构和关键词的知识图谱及突现词表。综合本文，得到以下结论：
　　（1）从快堆发文时间分布来看，我国快堆的研究正处于一个上升阶段，近几年论文产出量都保持较高水平，快堆未来会有广阔的的发展前景，预计论文产量继续提高。
　　（2）从研究学者，研究机构来看，快堆的研究较为集中，40%以上都来自中国原子能科学研究院，除此之外的各个研究机构各自为政，高度离散。为了避免重复研究和浪费财力物力，科研学者和机构需加强交流合作。
　　（3）从关键词的知识图谱和突变图表分析，三类快堆中，钠冷快堆的研究开展的最快，所得到的研究成果最丰富以及与其相关的研究更加系统;铅冷快堆在国内发展较晚，但是会成为将来的研究热点。
　　参考文献
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　　[3]陈悦，陈超美，胡志刚，等.引文空间分析原理与应用：CiteSpace实用指南[M]. 北京：科学出版社，2014：69.
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　　[8]闫寿军，赵远，梁和乐，陈亚君.俄罗斯铅冷快堆发展概述[J].国外核新闻，2019（09）：24-27.
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