記者從中科院金屬研究所獲悉, 國家科技重大專項及中核集團科技專項 '龍舟-CNSC 乏燃料運輸容器研製' 項目中原型樣機日前通過驗收. 作為乏燃料運輸容器關鍵材料國產化的重要環節, 金屬所研製的碳化硼增強鋁 (B4C/Al) 中子吸收材料為容器全面國產化提供了重要支援.
B4C/Al中子吸收材料近年來在國外已替代傳統的硼不鏽鋼等中子吸收材料大量應用於核燃料/乏燃料高密度貯存和運輸. 我國由於核電商業化較晚, 中子吸收材料研發明顯滯後, B4C/Al中子吸收材料長期依賴進口, 嚴重製約了我國核電自主化與走出去的發展戰略.
近年來, 中科院金屬所馬宗義課題組與中國核電工程有限公司合作, 在B4C/Al中子吸收材料製備, 類比環境服役性能考核以及全尺寸工程件研製等方面開展了攻關研究. 攻克了大尺寸坯錠製備過程中界面調控難題, 突破了高含量B4C/Al薄板的高效, 高成品率軋製成型瓶頸, 開發出適用於複合材料焊接的焊接工具與焊接工藝, 打通了從材料研製到器件成型的全鏈條技術途徑, 為該材料的工程化應用奠定了堅實基礎. 現已研製出B4C含量為15—35wt%的系列中子吸收板材, 並完成了加速腐蝕, 高溫老化, 加速輻照及硼均勻性測試 (中子吸收法) 等實驗考核, 材料性能全面達到或 (如耐腐蝕性等) 明顯優於國外同類產品.
同時, 金屬所針對全球首台高溫氣冷堆新燃料元件運輸, 貯存容器對中子吸收材料筒狀結構的需求, 在國內首次實現中子吸收材料的卷板操作和攪拌摩擦焊接, 實現了中子吸收材料由板狀結構向筒狀結構的突破. 目前華能山東石島灣核電廠高溫氣冷堆核電站示範工程新燃料元件運輸, 貯存容器已正式進入批量生產階段, 金屬所承接了該容器所有中子吸收板的供貨任務.
乏燃料又稱輻照核燃料, 是經受過輻射照射, 使用過的核燃料, 通常是由核電站的核反應堆產生.
