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徐洪杰研究员长期致力于核科学技术的研究，早年主要从事离子束分析技术及其应用研究、用带电粒子激发原子内壳层电子方法来研究原子物理。 他积极开展了以材料科学研究为主的同步辐射研究工作，提出了利用同步辐射的XAFS方法对离子液体在室温下的结构进行测定的思想和相应的技术路线，获取了其它手段无法得到的离子液体结构信息。 他领导的上海应用物理所团队提出的研制钍基熔盐核能系统的建议已被中科院列为战略先导专项,该项目包括研制使用氟盐冷却和固态包袱燃料的固态燃料熔盐堆（也称为：氟盐冷却高温堆）和使用氟盐冷却和液态燃料的液态熔盐堆。同时发展可以支撑长期发展的相关技术能力如：熔盐堆设计和研发能力、熔盐制备技术和回路技术研发能力、钍铀燃料的前道技术与后道技术研发能力、熔盐堆用高温材料的研发能力、熔盐堆安全规范编制和许可证申办能力和高温电解制氢、二氧化碳加氢制甲醇、布雷顿循环前道及太阳能熔盐集热综合利用系统等研发能力。