材料辐照性能评估与优化设计是核能工程、航空航天及量子探测等领域的关键基础，其相关理论问题具有重要科学意义与工程价值。围绕材料辐照损伤跨尺度演化这一核心科学问题构建了自主可控的多尺度模拟体系:开发了材料辐照损伤数据库MRDB、初级辐照损伤蒙特卡洛开源软件IM3D、缺陷/载流子短时退火动力学蒙特卡洛软件RAM-KMC，以及长时演化的速率理论连续模型IRadMat;突破了时空间关联有效传递等跨尺度耦合关键技术，建立了顺序多尺度模拟平台IMSMP，实现了从微观缺陷产生、介观结构演化到宏观性能响应的全链条模拟能力。由此，提出"数据一模型一机理”协同驱动的研究方案，系统揭示了聚变堆金属材料中多粒子协同辐照引发的非线性损伤机制，预测了多晶结构的最优性能窗口;阐明了航空航天半导体器件中深能级缺陷的原子尺度起源及其演化路径，锁定并调控了主导器件性能退化的关键缺陷。