钍基熔盐堆关键材料的辐照损伤研究进展

发布时间：2024-03-15 20:02

　　熔盐堆是第4代核电站的主力堆型之一,也是唯一的液体燃料反应堆,其高温、氟化物熔盐腐蚀及中子辐照等极端环境对其关键材料(包括结构材料以及核石墨材料)的综合性能提出了苛刻的要求。辐照损伤会严重影响材料的机械性能和耐腐蚀性能,是熔盐堆关键材料面临的重要问题之一。从熔盐堆工况特点及其对材料的基本需求出发,综述了熔盐堆关键材料研究进展,并重点介绍了国内外熔盐堆关键候选材料的辐照损伤研究进展,指出了其辐照损伤的研究现状及存在的问题。

【文章页数】：13 页

【部分图文】：

图1钍基熔盐堆系统示意图

熔盐堆(MSR)是6种第4代先进核裂变反应堆之一,也是唯一的液体燃料核反应堆,它具有能量转换率高、安全性高、热功率密度高、适合燃烧钍、燃料利用率高、可以建造在地下及易于防核扩散等优越性,在世界范围内受到越来越多的关注。图1为钍基熔盐堆(TMSR)系统示意图,它是基于钍铀燃料循环燃....

图2HastelloyN合金的离子辐照肿胀行为

HastelloyN样品在重离子辐照时产生空洞、气泡、小黑斑、位错环等缺陷,进而呈现材料辐照肿胀和辐照硬化效应[19]。研究表明:辐照肿胀率会随着辐照剂量的增加而增加,同时与辐照离子的种类也有关系,如图2[19,21,24]。Zhang等人对HastelloyN合金室温下进行....

图3辐照剂量和辐照温度对HOPG材料体积变化率的影响

HOPG晶体在快中子辐照下的尺寸变化如图3所示[78-79],其在a轴和c轴上有一个明显较大的区别。在低于300℃的辐照温度下,体积变化与体系储存的能量[83]相关。体积变化是由于缺陷的退火释放了储存的能量。随着辐照温度的升高,石墨的热退火过程使其中的缺陷密度降低,尺寸变化率降低....

图5辐照剂量和辐照温度对Gilsocarbon材料体积变化率的影响

对于半各向同性石墨Gilsocarbon,它的辐照尺寸变化行为如图5所示[78-84]。当辐照温度高于250℃时,石墨的初始收缩是由于材料中石墨微晶a轴收缩所致。尽管石墨微晶在c轴上同时膨胀,且其幅度大于沿a轴方向的收缩,但膨胀被Mrozowski裂纹吸收,导致大块材料的整体收缩....

本文编号：3928797