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耐事故燃料锆合金包壳MAX相材料Cr_(2)AlC涂层的研究进展
1
作者 秦梓铭 季晨龙 尹泓卜 《核安全》 2024年第1期88-94,共7页
MAX相材料是一种三元层状结构类金属陶瓷材料的碳/氮化物,兼具金属和陶瓷的优良性能,MAX相材料Cr_(2)AlC涂层材料因其优异的抗氧化性、耐腐蚀性和耐辐照性而具有应用于耐事故燃料锆合金包壳的潜力,本文综述了该领域MAX相材料Cr_(2)AlC... MAX相材料是一种三元层状结构类金属陶瓷材料的碳/氮化物,兼具金属和陶瓷的优良性能,MAX相材料Cr_(2)AlC涂层材料因其优异的抗氧化性、耐腐蚀性和耐辐照性而具有应用于耐事故燃料锆合金包壳的潜力,本文综述了该领域MAX相材料Cr_(2)AlC涂层材料的研究进展,总结了Cr_(2)AlC涂层材料的氧化行为、腐蚀行为、失效机制和改进方向的进展情况。调研表明,对涂层进行表面改性,如引入中间层和在其表面添加金属层等,可增强涂层的抗氧化和防腐蚀性能。本文通过对现有文献的调研,论述Cr_(2)AlC涂层的优点和弊端,为进一步在航天、化工、核工业等领域的工程应用提供参考。 展开更多
关键词 MAX相材料 Cr_(2)AlC 耐事故燃料 综述
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耐事故燃料包壳用FeCrAl不锈钢的研究进展 被引量：21
2
作者 周军 邱绍宇 +2 位作者 杜沛南 孙永铎 王辉 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第A02期47-51,共5页
3.11日本福岛核事故后,国内外围绕提高核燃料元件的事故包容能力和固有安全性课题开展了大量的耐事故燃料(ATF)的研发工作,其中性能更先进的包壳材料是ATF研究的前沿和难点。Fe Cr Al合金优良的高温性能结合管材制备工艺的技术成熟度和... 3.11日本福岛核事故后,国内外围绕提高核燃料元件的事故包容能力和固有安全性课题开展了大量的耐事故燃料(ATF)的研发工作,其中性能更先进的包壳材料是ATF研究的前沿和难点。Fe Cr Al合金优良的高温性能结合管材制备工艺的技术成熟度和经济性,促使该合金包壳成为近期ATF包壳研发的首选目标。简介了国外在ATF包壳候选材料的筛选和Fe Cr Al不锈钢上的研究进展,综述了ATF包壳用Fe Cr Al不锈钢高温蒸汽氧化性能、力学性能、中子辐照性能和应力腐蚀性能等方面的研究现状,指出了Fe Cr Al包壳研制和工程应用等方面需突破的关键技术和研究方向,其中成分优化控制及制备工艺、中子辐照性能和应力腐蚀性能等工程应用的评价是未来研究的重点和难点。 展开更多
关键词 耐事故燃料 FECRAL 高温蒸汽氧化性能 力学性能 中子辐照性能 应力腐蚀裂纹
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耐事故燃料双重非均匀性RPT方法研究 被引量：2
3
作者 娄磊 姚栋 +7 位作者 柴晓明 于颖锐 王连杰 彭星杰 王晨琳 谢运利 刘勇 肖鹏 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第8期20-24,共5页
采用体积均匀化方法计算含有弥散燃料或弥散可燃毒物的双重非均匀性的系统会带来一定的计算偏差。传统反应性等效物理变换方法(Reactivity-equivalent Physical Transformation,RPT)可以用来处理弥散燃料以及吸收截面随燃耗变化不剧烈... 采用体积均匀化方法计算含有弥散燃料或弥散可燃毒物的双重非均匀性的系统会带来一定的计算偏差。传统反应性等效物理变换方法(Reactivity-equivalent Physical Transformation,RPT)可以用来处理弥散燃料以及吸收截面随燃耗变化不剧烈的可燃毒物,但对于硼等吸收截面随燃耗变化剧烈的可燃毒物,传统RPT方法也会带来较大的计算偏差。本文对新型RPT方法进行了初步探索,使其不仅适用于传统RPT方法适用的弥散燃料和弥散可燃毒物类型,也适用于硼等吸收截面随燃耗变化相对剧烈的可燃毒物,为RPT方法的扩展和应用提供思路和借鉴。 展开更多
关键词 耐事故燃料 双重非均匀性 传统RPT方法 新型RPT方法
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耐事故燃料研究方向及进展 被引量：1
4
作者 王诗倩 李庆 +5 位作者 陈长 刘琨 姚磊 李向阳 钟旻霄 樊兴 《科技创新导报》 2019年第22期99-102,共4页
2011年的福岛核电厂事故堆芯熔化,发生氢爆,导致大量放射性物质外泄至大气及太平洋中,促使核能的安全利用问题受到广泛关注,大量的研究投入进入该领域,促使了ATF燃料(Accident Tolerant Fuel)概念的确立,并被广大研究人员了解并重视。AT... 2011年的福岛核电厂事故堆芯熔化,发生氢爆,导致大量放射性物质外泄至大气及太平洋中,促使核能的安全利用问题受到广泛关注,大量的研究投入进入该领域,促使了ATF燃料(Accident Tolerant Fuel)概念的确立,并被广大研究人员了解并重视。ATF旨在提高燃料在事故工况下的可靠性与安全特性,减少事故工况下燃料失效概率及产氢量,同时在正常运行工况下保持其良好的运行特性。本文主要介绍了美国、法国及韩国等国家近几年的ATF研发方向及进展,以及它们最具特色的ATF燃料芯块及包壳。 展开更多
关键词 耐事故燃料 atf 研究方向 研究进展
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耐事故燃料控制棒备选材料的燃耗分析 被引量：2
5
作者 刘勇 李满仓 +2 位作者 于颖锐 肖鹏 娄磊 《现代应用物理》 2021年第1期78-82,共5页
为从中子学角度对耐事故燃料控制棒备选材料进行评价,本文将稀土元素的倍半氧化物(Eu_(2)O_(3),Gd_(2)O_(3),Sm_(2)O_(3),Dy_(2)O_(3),Er_(2)O_(3))、Hf及HfO 2等材料的控制棒分别置于相同的全陶瓷微胶囊封装燃料组件中,使控制棒所处组... 为从中子学角度对耐事故燃料控制棒备选材料进行评价,本文将稀土元素的倍半氧化物(Eu_(2)O_(3),Gd_(2)O_(3),Sm_(2)O_(3),Dy_(2)O_(3),Er_(2)O_(3))、Hf及HfO 2等材料的控制棒分别置于相同的全陶瓷微胶囊封装燃料组件中,使控制棒所处组件的累积燃耗达到200 GW·d·t^(-1),采用可执行精细燃耗计算的蒙特卡罗程序RMC,计算了燃耗过程中控制棒价值的变化情况,并与传统的控制棒材料Ag-In-Cd的燃耗行为进行了对比分析。结果表明,Eu_(2)O_(3),Dy_(2)O_(3),Sm_(2)O_(3)和Hf的初始反应性均不低于Ag-In-Cd的反应性,且随着燃耗加深,控制棒价值的衰减相对缓慢,尤其是Eu_(2)O_(3)和Dy_(2)O_(3)的控制棒价值随燃耗加深几乎无衰减,有利于堆芯反应性控制,是优良的控制棒材料。 展开更多
关键词 耐事故燃料 控制棒 燃耗 反应性价值 稀土元素
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耐事故燃料用碳化硅包壳材料的热扩散连接技术
6
作者 赵毅 商佳程 +2 位作者 廖志海 祝鑫 颜家振 《热加工工艺》 北大核心 2020年第21期47-50,共4页
碳化硅及其复合材料是最可能用于核电耐事故燃料的包壳材料。从核燃料元件包壳材料的需求出发,利用钛箔作为连接介质,采用热扩散连接技术对碳化硅的密封连接进行了研究。实验结果表明,扩散温度为1500℃,压力为10 MPa,连接时间1h,能够获... 碳化硅及其复合材料是最可能用于核电耐事故燃料的包壳材料。从核燃料元件包壳材料的需求出发,利用钛箔作为连接介质,采用热扩散连接技术对碳化硅的密封连接进行了研究。实验结果表明,扩散温度为1500℃,压力为10 MPa,连接时间1h,能够获得稳定的碳化硅连接样品。连接样品的平均剪切强度为88.63 MPa。显微分析表明C和Si元素在Ti箔中发生扩散,并与Ti发生反应形成稳定的连接界面,连接层边缘主要为Ti3SiC2相,连接层中心由Ti和TiC组成。 展开更多
关键词 耐事故燃料 碳化硅 热扩散 连接技术
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耐事故燃料用Cr涂层锆合金包壳研究进展 被引量：9
7
作者 段振刚 陈平 +4 位作者 周毅 高士鑫 焦拥军 尹春雨 何梁 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期1-12,共12页
2011年日本福岛核事故后,燃料包壳表面涂层技术成为耐事故燃料研发的主要方向之一。国内外对此开展了大量的研究工作。经过10年多的技术探索,Cr涂层包壳从众多涂层方案中脱颖而出,已成为涂层包壳研发主要技术路线。目前国际上Cr涂层包... 2011年日本福岛核事故后,燃料包壳表面涂层技术成为耐事故燃料研发的主要方向之一。国内外对此开展了大量的研究工作。经过10年多的技术探索,Cr涂层包壳从众多涂层方案中脱颖而出,已成为涂层包壳研发主要技术路线。目前国际上Cr涂层包壳技术已完成了制备工艺、性能评价及设计准则等研究工作,进入了由技术研发到工程应用的重要转型阶段。梳理国外的研发经验可为我国的Cr涂层研究提供参考。法国和美国在Cr涂层包壳研发中开展了大量的堆内外试验,在工程应用上取得了实质性的突破。因此,本文系统梳理了到目前为止法国和美国在Cr涂层研发方面主要研究内容、研究方法及其未来规划。 展开更多
关键词 CR 涂层 燃料包壳 耐事故燃料 核燃料
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耐事故燃料芯块的制备方法与研究进展 被引量：2
8
作者 张翔 潘小强 +1 位作者 陆永洪 张瑞谦 《粉末冶金技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期334-339,350,共7页
福岛核事故发生后,为提高核燃料元件抵抗严重事故能力而开发的耐事故燃料成为核行业研究热点。本文介绍了以BeO、SiC掺杂为代表的热导增强型UO_(2)芯块、高铀密度高热导燃料芯块和全陶瓷微封装燃料芯块,总结了耐事故燃料芯块的优势特性... 福岛核事故发生后,为提高核燃料元件抵抗严重事故能力而开发的耐事故燃料成为核行业研究热点。本文介绍了以BeO、SiC掺杂为代表的热导增强型UO_(2)芯块、高铀密度高热导燃料芯块和全陶瓷微封装燃料芯块,总结了耐事故燃料芯块的优势特性、热导率、制备方法和研究进展,分析和展望了耐事故燃料芯块的现有问题和应用前景,以期为耐事故燃料芯块的研究提供参考。 展开更多
关键词 耐事故燃料 燃料芯块 二氧化铀 高铀密度 全陶瓷微封装燃料
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铬涂层锆合金耐事故燃料包壳材料事故工况行为研究进展 被引量：7
9
作者 杨健乔 恽迪 刘俊凯 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期98-109,共12页
当前核燃料包壳主要以热中子吸收截面极低、熔点较高的锆合金作为主要构件材料。2011年日本福岛核电站失水事故使人们意识到锆合金在事故工况高温蒸汽环境中会快速氧化失效,并产生氢气造成氢爆。为了应对锆合金包壳材料的这一缺陷,提升... 当前核燃料包壳主要以热中子吸收截面极低、熔点较高的锆合金作为主要构件材料。2011年日本福岛核电站失水事故使人们意识到锆合金在事故工况高温蒸汽环境中会快速氧化失效,并产生氢气造成氢爆。为了应对锆合金包壳材料的这一缺陷,提升核反应堆安全性,耐事故燃料(Accident tolerant cladding,ATF)包壳材料的开发成为了当前研究热点。在锆合金表面制备涂层以提高其抗氧化性能是ATF包壳开发的重要发展方向之一。目前已开发了多种针对锆合金的涂层材料,包括纯金属涂层、MAX相涂层、合金涂层以及氧化物涂层等。在众多涂层材料中,纯铬涂层能有效提升锆合金包壳的抗高温氧化性能和高温强度,且涂层加工方法简单、经济性良好。铬涂层是极具应用潜力的候选材料,也是当前的研究热点。本文以铬涂层锆合金耐事故燃料包壳材料的事故工况为主题,综述了铬涂层的氧化动力学、铬-锆中间层生长动力学、铬涂层长期氧化失效机制、诱发铬涂层短期快速失效的因素以及涂层强化机制方面的研究进展,汇总了国内外目前在ATF包壳领域取得的进展,为铬涂层锆合金耐事故燃料包壳材料的基础理论研究、关键技术攻关和未来商业应用提供有益的参考。 展开更多
关键词 铬 涂层 锆合金 包壳 耐事故燃料
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我国ATF燃料组件自主研发迈出关键一步
10
《辐射防护》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期717-717,共1页
由中核集团中国核动力研究设计院牵头研制的ATF耐事故特征化燃料组件,完成了两个长循环辐照运行考验,在反应堆中运行三年并顺利出堆,至此,我国完成ATF耐事故特征化燃料组件全周期商用堆运行考验。这标志着我国ATF燃料组件自主研发迈出... 由中核集团中国核动力研究设计院牵头研制的ATF耐事故特征化燃料组件,完成了两个长循环辐照运行考验,在反应堆中运行三年并顺利出堆,至此,我国完成ATF耐事故特征化燃料组件全周期商用堆运行考验。这标志着我国ATF燃料组件自主研发迈出了关键一步,是我国自主化核燃料研发保持与国际核燃料前沿技术并跑的重要里程碑节点,也实现了中核集团核燃料产业新质生产力提升方向的重要突破。 展开更多
关键词 事故特征 燃料组件 运行考验 atf 自主化 中核集团 前沿技术 核燃料
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事故容错燃料包壳材料在水化学环境中的动水腐蚀试验
11
作者 童刚 王诗槐 +4 位作者 彭帆 卢冬华 王阔 严俊 薛佳祥 《腐蚀与防护》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期81-86,共6页
为了掌握事故容错燃料(ATF)包壳材料的耐动水腐蚀性能,搭建了专设台架以模拟堆芯部位的热工水力环境和水化学环境。针对普通Zr合金及涂覆Cr金属涂层的Zr合金、FeCrAl合金等ATF包壳候选材料在空管条件和内置电加热棒条件下分别开展动水... 为了掌握事故容错燃料(ATF)包壳材料的耐动水腐蚀性能,搭建了专设台架以模拟堆芯部位的热工水力环境和水化学环境。针对普通Zr合金及涂覆Cr金属涂层的Zr合金、FeCrAl合金等ATF包壳候选材料在空管条件和内置电加热棒条件下分别开展动水腐蚀试验。结果表明:这三种材料在水化学环境中经动水腐蚀28 d后表面均未产生明显的氧化膜,表明各材料均有较好的短期耐蚀性;与空管条件相比,在内置电加热棒条件下,Zr合金和涂覆Cr金属涂层的Zr合金表面的颗粒状氧化产物更密集,抗氧化性能更优;在空管条件和内置电加热棒条件下,涂覆Cr金属涂层的Zr合金相较于普通Zr合金具有更好的耐蚀性,但在内置电加热棒条件下,两种材料表面均检测到其他相,有待进一步研究。 展开更多
关键词 事故容错燃料(atf) 包壳材料 动水腐蚀 微观形貌
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耐事故核燃料包壳涂层强度研究进展 被引量：3
12
作者 蒋季伸 马显锋 +5 位作者 王帅 翟海林 吴明杰 钟景宇 陈鑫晨 张文杰 《材料研究与应用》 CAS 2023年第5期923-941,共19页
耐事故燃料包壳涂层技术是新一代核燃料系统提升事故能力的主流方案之一,具备近年内投入应用的可行性。强度是耐事故涂层包壳性能考核的重要指标,深入研究耐事故涂层包壳力学性能及失效机理对耐事故涂层的设计、制备及安全准则的建立具... 耐事故燃料包壳涂层技术是新一代核燃料系统提升事故能力的主流方案之一,具备近年内投入应用的可行性。强度是耐事故涂层包壳性能考核的重要指标,深入研究耐事故涂层包壳力学性能及失效机理对耐事故涂层的设计、制备及安全准则的建立具有重要意义。重点介绍了近年来国内外研究团队及本课题组在耐事故涂层包壳强度研究方面的前沿工作,如耐事故涂层包壳力学性能与失效机理、涂层包壳力学性能原位测试技术与模型、高温服役工况及严重事故工况下耐事故涂层包壳的强度等。 展开更多
关键词 耐事故燃料 涂层 锆合金包壳 强度 失效机理
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耐事故燃料包壳材料FeCrAl合金耐腐蚀性能研究 被引量：2
13
作者 尹泓卜 胡述伟 +6 位作者 黄莫一杰 邱玺 赵艳丽 廖楠 杨青峰 刘仕超 高士鑫 《核安全》 2023年第6期80-86,共7页
随着ATF研究的深入及新材料的研发,FeCrAl由于具有高强度、优异的变形能力和抗高温氧化性能而备受瞩目。FeCrAl包壳的耐腐蚀性能直接影响到燃料芯块的安全和性能。为此,本文从其腐蚀行为机理出发,通过对氧化动力学、腐蚀过程及影响因素... 随着ATF研究的深入及新材料的研发,FeCrAl由于具有高强度、优异的变形能力和抗高温氧化性能而备受瞩目。FeCrAl包壳的耐腐蚀性能直接影响到燃料芯块的安全和性能。为此,本文从其腐蚀行为机理出发,通过对氧化动力学、腐蚀过程及影响因素对其腐蚀行为进行分析,以期为FeCrAl在轻水堆的腐蚀研究提供参考。研究结果表明,FeCrAl合金中Cr元素和Al元素的抗腐蚀机制有差异,在不同氧化介质、不同温度下,FeCrAl合金的腐蚀是复杂的,伴随着不同成分、形态的单层或多层氧化物生成。 展开更多
关键词 耐事故燃料 包壳 FECRAL 腐蚀性能
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ATF燃料对小型压水反应堆系统简化的影响分析
14
作者 赵强 刘佳玲 《科技视界》 2024年第17期66-70,共5页
ATF燃料作为具有优良性能的新型燃料,对于小型模块化压水反应堆的系统简化和经济性提升有很大的作用。文章通过分析现有小型压水堆的工艺系统配置和设计特征,从ATF燃料的特征出发,对系统简化提供了很多解决办法和思路,从而对小型压水堆... ATF燃料作为具有优良性能的新型燃料,对于小型模块化压水反应堆的系统简化和经济性提升有很大的作用。文章通过分析现有小型压水堆的工艺系统配置和设计特征,从ATF燃料的特征出发,对系统简化提供了很多解决办法和思路,从而对小型压水堆的经济性提升产生很大助力,对小型堆走向国内和国际市场有很大的帮助。 展开更多
关键词 耐事故 燃料 简化 纵深防御 包容
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美耐事故燃料先导组件完成首个换料周期辐照试验
15
作者 伍浩松 戴定 《国外核新闻》 2020年第4期16-16,共1页
【世界核新闻网站2020年2月26日报道】美国全球核燃料公司(GNF)耐事故燃料先导组件在完成首个换料周期的辐照试验后,于近期从哈奇1号机组堆芯卸出。哈奇1号机组是一座1974年投运的876MWe沸水堆。这批先导组件于2018年3月在哈奇1号机组... 【世界核新闻网站2020年2月26日报道】美国全球核燃料公司(GNF)耐事故燃料先导组件在完成首个换料周期的辐照试验后,于近期从哈奇1号机组堆芯卸出。哈奇1号机组是一座1974年投运的876MWe沸水堆。这批先导组件于2018年3月在哈奇1号机组启动辐照试验。 展开更多
关键词 先导组件 耐事故燃料 燃料棒 换料周期
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耐事故包壳中子经济性分析
16
作者 娄磊 李满仓 +5 位作者 柴晓明 于颖锐 姚栋 王连杰 秦雪 刘勇 《中国核电》 2021年第2期273-276,共4页
福岛核事故之后,核燃料在事故工况下的安全性越来越受到重视,提出耐事故的概念,其中包含耐事故包壳。耐事故包壳可以有效防止锆合金(Zr)包壳可能出现的“锆水”反应,同时在深燃耗或一些极限工况下保持包壳结构的完整性,有效预防核事故... 福岛核事故之后,核燃料在事故工况下的安全性越来越受到重视,提出耐事故的概念,其中包含耐事故包壳。耐事故包壳可以有效防止锆合金(Zr)包壳可能出现的“锆水”反应,同时在深燃耗或一些极限工况下保持包壳结构的完整性,有效预防核事故。本文以传统压水堆组件锆合金包壳做对照,分析对比了热门耐事故包壳材料的中子经济性,不同包壳厚度下组件循环长度,以及固定包壳厚度时,达到要求的循环长度所需的燃料富集度。通过研究发现,包壳经济性由高到底排序为:SiC>SiC涂层>Zr>FeCrAl>APMT>304SS>310SS。研究结果对耐事故包壳用于压水堆核设计具有借鉴和指导意义。 展开更多
关键词 耐事故包壳 “锆水”反应 中子经济性 包壳厚度 燃料富集度
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事故容错燃料包壳候选材料的研究现状及展望 被引量：52
17
作者 刘俊凯 张新虎 恽迪 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期1757-1778,共22页
2011年福岛核电站事故中,反应堆堆芯燃料中的锆合金包壳在事故工况下与高温水蒸汽发生剧烈氧化反应继而产生大量的氢气和热量,最终导致反应堆堆芯熔化和氢气爆炸,对社会和环境造成极大负面影响。自此之后,国内外纷纷展开对事故容错燃料... 2011年福岛核电站事故中,反应堆堆芯燃料中的锆合金包壳在事故工况下与高温水蒸汽发生剧烈氧化反应继而产生大量的氢气和热量,最终导致反应堆堆芯熔化和氢气爆炸,对社会和环境造成极大负面影响。自此之后,国内外纷纷展开对事故容错燃料的研究开发。相较于传统的UO2-Zr合金燃料体系,事故容错燃料能够在反应堆正常运行工况下维持或提高燃料性能,并在事故发生后相当长的一段时间内维持堆芯完整性,提供足够的时间裕量来采取事故应对措施。反应堆堆芯环境非常极端,包壳长期处于高温高压腐蚀介质中,同时还受到中子辐照的影响,因此新型包壳材料需要较好的耐腐蚀性和辐照稳定性。经不同研究者的研究评估,目前能够替代Zr合金的事故容错燃料包壳材料可分为陶瓷材料和金属材料两类:陶瓷材料主要以SiC/SiC复合材料为代表;金属材料主要有以FeCrAl为代表的Fe基合金和以Mo为代表的难熔金属及其合金。上述三种替代Zr包壳的材料各有其利弊,均未达到工程应用水平,并且都存在待解决的关键性问题。其中,FeCrAl合金的研发进展最快,目前在热学性能、力学性能、抗腐蚀性能、抗辐照性能等方面表现较好,但在工业加工和焊接等方面仍有待进一步改善。就SiC/SiC复合材料而言,由于SiC自身的高脆性而导致力学强度不足,不同的研究者提出了不同的结构设计思路试图降低包壳管失效概率,但包壳最终的结构设计仍未确定,而辐照引起的热导率急剧降低及连接密封和加工制造等方面还在不断研究中。Mo及Mo合金的力学性能和抗辐照性能较好,但自身抗腐蚀性较差,解决思路主要集中在提高钼纯度、调整合金的元素成分、进行表面涂层等方面。目前,对后两种材料包壳管的加工能力均未达到薄壁长管的工业制造水平。对于这几种候选包壳材料,需要建立属性数据库和一套完善的标准来衡量材料的质量。此外,还需开发相应的程序来评估包壳在堆内的行为。本文主要综述了SiC/SiC复合材料、FeCrAl合金、Mo及Mo合金三种候选包壳材料的研究进展,包括候选包壳材料的物理性质、耐腐蚀性能、力学性能、抗辐照性能、芯块-包壳力学与化学相互作用、在事故工况下的行为和工程应用等,综合分析了事故容错燃料包壳材料当前的研究现状,指出了各事故容错燃料包壳未来需集中解决的关键性问题。 展开更多
关键词 事故容错燃料(atf) 碳化硅 铁铬铝合金 钼合金
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UN基事故容错高铀密度核燃料芯块研究进展 被引量：1
18
作者 陈明周 廖业宏 +5 位作者 郭达禧 张显生 王继伟 任啟森 薛佳祥 李锐 《材料导报》 CSCD 北大核心 2023年第S02期36-47,共12页
福岛核事故之后,为了提高轻水堆运行的安全性和经济性,高铀密度核燃料芯块(高铀密度芯块)成为事故容错燃料(ATF)的重要研究内容之一。然而,高铀密度芯块应满足的最基本准则、表征其核心性能的有效指标、研发中需要解决的重要问题等关键... 福岛核事故之后,为了提高轻水堆运行的安全性和经济性,高铀密度核燃料芯块(高铀密度芯块)成为事故容错燃料(ATF)的重要研究内容之一。然而,高铀密度芯块应满足的最基本准则、表征其核心性能的有效指标、研发中需要解决的重要问题等关键性、基础性问题尚未理清。本文从最初作为ATF燃料的U_(3)Si_(2)的研究进展入手,分析高铀密度芯块研发的内在逻辑,总结出最基本准则及其有效表征指标;从UN基高铀密度芯块的研究进展梳理研发的方向和需要解决的关键问题,为高铀密度芯块开展基础研究、性能实验和关键技术攻关提供有益参考。 展开更多
关键词 事故容错燃料(atf) 高铀密度芯块 硅化铀(U_(3)Si_(2)) 氮化铀(UN) 准则 抗氧化 高压釜 原位分析
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耐事故核燃料UN抗氧化机制与性能增强的研究进展
19
作者 张钰 赵旭文 +7 位作者 张玉娟 杨宇 吕文婷 刘晓光 褚明福 杨振亮 许靖堃 葛昌纯 《工程科学学报》 2025年第4期682-696,共15页
氮化铀具有高铀密度、高热导率和高熔点等优点,被认为是最有潜力的耐事故核燃料之一.尽管氮化铀在核能安全等方面展现出极高的应用价值,但高温抗氧化性能和腐蚀性能不佳是其作为候选耐事故核燃料亟需解决的问题.针对氮化铀基核燃料在堆... 氮化铀具有高铀密度、高热导率和高熔点等优点,被认为是最有潜力的耐事故核燃料之一.尽管氮化铀在核能安全等方面展现出极高的应用价值,但高温抗氧化性能和腐蚀性能不佳是其作为候选耐事故核燃料亟需解决的问题.针对氮化铀基核燃料在堆内服役条件下的低抗氧化性能,本文总结了氮化铀在空气中的氧化反应过程和提升氮化铀核燃料抗氧化性能的方法,具体包括采用高耐腐蚀陶瓷烧结形成保护屏障、添加合适的金属元素合金化、表面涂层技术等方法.重点讨论了氮化铀与各种陶瓷抗氧化相包括二氧化铀,二硅化三铀和其他陶瓷抗氧化相烧结形成复合燃料的抗氧化性能.其中,氮化铀-二氧化铀型复合燃料相比于氮化铀在高温和高压蒸汽环境下具有更高的氧化起始温度,显示出较高的抗氧化性能.因此重点探索了氮化铀-二氧化铀型复合燃料成分和微观结构对抗氧化性能影响的微观机制以及改进措施.三氮化二铀相的生成在提高氮化铀-二氧化铀抗氧化性能方面起到关键作用,但其高温稳定性仍存在争议.另外,本文还归纳了当前氮化铀基新型燃料在抗氧化性能提升研究方面亟需解决的科学问题. 展开更多
关键词 耐事故燃料 氮化铀 抗氧化性能 二氧化铀 三氮化二铀
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FCM燃料研究进展 被引量：4
20
作者 王诗倩 李庆 +2 位作者 陈长 向宏志 姚磊 《科技创新导报》 2019年第23期104-108,共5页
2011年的福岛核电厂事故堆芯熔化,发生氢爆,导致大量放射性物质外泄至大气及太平洋中,促使核能的安全利用问题受到广泛关注,同时暴露出了现有的“UO2芯块-Zr包壳”燃料体系的不足,大量的研究投入进入ATF燃料领域,其中,一种借鉴于高温气... 2011年的福岛核电厂事故堆芯熔化,发生氢爆,导致大量放射性物质外泄至大气及太平洋中,促使核能的安全利用问题受到广泛关注,同时暴露出了现有的“UO2芯块-Zr包壳”燃料体系的不足,大量的研究投入进入ATF燃料领域,其中,一种借鉴于高温气冷堆的燃料形式以其卓越的裂变产物容纳能力及安全性进入了大众的视野全陶瓷微囊燃料(Fully Ceramic Microencapsulated,FCM)。本文主要从燃料核芯、可燃毒物、几何尺寸等方面梳理介绍了国内外近几年FCM的研发进展。 展开更多
关键词 耐事故燃料 FCM燃料 研发进展
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