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702/705锆合金在核反应堆和燃料包壳管中的应用

发布时间:2020-01-15 19:08:40 浏览次数 :

702/704/705锆合金物理性能——原子性能差异很大。锆捕获中子的截面积为0.18b(1b=10m2),而铪的捕获中子的截面积为115b,是锆的六百多倍。锆合金的热中子吸收截面小热导率高,力学性能好,具有良好的加工性;与核燃料(UO2)有优良的相容性和优异的耐蚀性,是核工业的重要材料,被应用于核燃料元件的包壳、导向管、格架、端塞、端板、隔离块和其他堆芯材料。核燃料组件是核电站能量的源泉。核安全的首道防线就是核的包覆材料—一包壳管(主要有锆锡、锆铌合金),用来防止核泄漏。同时,包壳管处在核反应堆中工况最差的环境当中,面临核燃料(UO2),承受着高温、高压和强烈的中子辐射。锆合金在反应堆内不断受中子的辐射,强度升高,延性降低、变脆,以及辐照伸长和扭曲变形,产生蠕变和内应力等,使其综合能力变差。因此,包壳材料是一种高耗材料,在核电中需要进行周期更换。目前除核动力潜艇、核动力航空母舰外,全世界已建成核发电站440座。现世界错生产能力约7000a,而用于核工业约3000。表2-3为核反应堆常用锆合金。

锆合金

氢化锆可用作反应堆的慢化剂。目前不仅在一些核辅助设备中应用,而且也在许多研究类堆中应用,如美国的RGA1和 TRIGA-H堆的燃料组成为20铀氢化结棒,减速 剂为氢化锆石墨和氢化锆水。

金属铪用作核反应堆的控制材料,因为铪的热中子吸收 截面大,为115×10m2。目前,几乎所有的船用水冷反应 堆均用原子能级纯铪作控制棒。据报道,国外已研制成功一 种新型恰弹。这种小型铪弹能深入地下,爆炸时形成的能量 相当于投放到广岛的原子弹爆炸当量的1/7,可摧毁地下深处的敌方目标。

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