核燃料可分為金屬型、陶瓷型和彌散型,外面敷以鋁合金、鎂合金、鋯合金以及不銹鋼等包殼材料。燃料芯塊的表面必須機械磨光,以保證與包殼材料的配合。核電站的反應堆堆芯裝有100多個這樣的核燃料組件,總重量達幾十噸。B4C/A1復合材料具有良好的中子屏蔽性能、力學性能及穩定性等,主要應用于乏燃料車貯存格架、放射性**貯存容器等核輻射防護領域,是保護乏燃料“非臨界”安全的關鍵。目前,國內使用的中子屏蔽用B4C/A1復合材料均為美國或加拿大進口,其價格昂貴,且技術受限。該項目研制的B4C/A1中子吸收材料可滿足國內日益增長的乏燃料貯存的需求。B4C/Al兼具金屬和陶瓷的雙重優勢,并且可根據不同需求來設計其組分配比,用于裝甲防護等。河北標準鋁碳化硼設計標準
2014年以來,某研究所先后為核電重大專項《核燃料組件運輸容器設計制造技術項目》、《高溫氣冷堆核燃料元件運輸、貯存容器設計與制造技術及運輸過程技術研究項目》兩個項目的樣機提供了多批次B4C/Al板材,率先實現了B4C/Al中子吸收材料的國產化供貨。2014年5月供貨的中子吸收板用于國家科技重大專項及中核集團科技專項“龍舟-CNSC 乏燃料運輸容器研制”項目中原型樣機,近日該樣機在西安核設備有限公司通過了驗收。杭州陶飛侖新材料有限公司生產鋁碳化硼中碳化硼含量高達75%,極大地提高了中子防護能力。河北標準鋁碳化硼設計標準基于B4C/Al較低的熱膨脹系數,較高的疲勞極限和良好的抗沖擊能力。
烏克蘭核電公司總經理YuryNedashkovsky確認美國Holtec公司準備在烏克蘭切爾諾貝利核電站建造乏燃料**貯存設施(CSFSF)。從5月1日到10日,Nedashkovsky帶領烏克蘭核電站運行人員團隊參觀訪問了Holtec公司在美國匹茲堡(賓夕法尼亞州)、奧爾維爾(俄亥俄州)以及卡姆登(新澤西州)建造的核電站。CSFSF為干燥貯存設施,乏燃料儲存在雙壁不銹鋼罐內。有了此設施,烏克蘭就不再需要每年花費2億美元通過俄羅斯來運輸并再處理乏燃料了 。
(5)B4C/Al核燃料儲存和運輸材料B4C/Al中子吸收材料在海外已替代硼不銹鋼等材料大量應用于核燃料和乏燃料的高密度貯存和運輸。中國由于核電商業化開展較晚,中子吸收材料研發明顯滯后,導致吸收材料長期依賴進口,嚴重制約了中國核電自主化與走出去的發展戰略。我國目前研制的B4C/Al中子吸收材料(圖6)為乏燃料運輸容器***國產化提供了重要支持。
(6)滅堆救援材料1986年切爾諾貝利核電站事故中,蘇聯空軍飛行員先后飛行3000架次,將5000噸B4C、沙子與鉛粉的混合物投進反應堆的開口,保證了核反應堆停止運行,避免核輻射進一步加劇。 隨著我國核電行業的發展和乏燃料運輸儲存自主國產化的需求,B4C/AL復合材料收到越來越多重視。
鋁碳化硼中子吸收材料主要由兩相組成:鋁合金作為基體,而碳化硼作為功能相均勻的分布在基體中:不同的鋁合金由于其物理、力學性能、抗腐蝕性能的不同,可以根據不同應用場合選用;碳化硼的含量直接核熱中子吸收能力強弱有很大的關系,所以其質量分數對于產品喲很重要的i意義。碳化硼粉末中的硼元素有兩種同位素硼11和硼10,在自然界硼10的風度(指兩種同位素的原子百分含量或重量百分含量)基本上是固定的。由于產地不同略有不同。如美國DWA公司的B4C/Al產品已成功用于可活動燃油檢查口蓋等器件上。有什么鋁碳化硼設備
目前B4C顆粒**主要的應用為顆粒增強金屬基復合材料中的增強相。河北標準鋁碳化硼設計標準
烏克蘭切爾諾貝利核電站準備建造乏燃料**貯存設施:在5月15日烏克蘭核電公司聲明中,Nedashkovsky說這次訪問確認了Holtec公司的高質生產基地,以及向CSFSF項目傳輸專業技術的能力。他指出,該設施將用于儲存來自烏克蘭尼斯基核電站、羅夫諾核電站和南烏克蘭核電站的已用核燃料(乏燃料)。他說:“我們對所看到的一切感到很高興。美國專業人士為我們制造的設備每部分的質量充分表示烏克蘭將擁有世界上**現代且安全的乏燃料貯存設施。”河北標準鋁碳化硼設計標準
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