核反應堆控制棒外殼新材料問世

2021-02-28 中國腐蝕與防護網

據俄羅斯國家研究型技術大學莫斯科國立鋼鐵合金學院(NUST MISIS)新聞處消息,材料學家們製造出了一種獨特的三層材料「鋼—釩—鋼」,它能夠長久耐受高達700的高溫、剛性輻射性照射、機械壓力和化學影響,可被應用在核反應堆的控制棒外殼中

控制棒外殼是核反應堆的關鍵功能性部件:它們與鈾燃料接觸,管理著核反應流的強度。新一代快中子核反應堆有助於重複利用廢鈾,但它的主要問題在於控制棒外殼所遭到的嚴重負荷。 

新一代反應堆中的釋熱原件外殼的最高工作溫度在550℃到700℃之間,液態金屬傳熱體—鈉從外面作用於它們。為了接通新一代快中子核反應堆中的核燃料循環,需要一種新結構材料,它能夠確保燃料的燃燒水平比現在所能達到的水平更高。

莫斯科國立鋼鐵合金學院教研室研究生、本項研究的共同執行者亞歷山德拉·巴拉諾娃介紹說:「我們的研究團隊製造出了三明治狀的『鋼—釩合金—鋼』三層材料。特種鋼確保耐腐蝕性,而釩合金(V-4Ti-4Cr)則耐熱、抗輻射,足夠抵禦核反應堆超堅硬環境的影響。」

她說,製造類似複合材料的任務本身就很艱難,因為兩種材料的接合處應該最大限度地結為整體。該團隊已成功製造出了整體上是三層管的控制棒外殼。

實驗室試驗表明,所獲得的複合材料在工作溫度高達700℃時展示出高度的機械堅固性。未來研發人員計劃著手對三層材料的耐輻射性進行長期研究。

來源:礦冶園科技資源共享平臺


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