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澳门威斯尼斯人行业智库丛书(第一卷)

 2.2.5 FeCrAl ODS 合金
       新型 FeCrAl ODS 合金具有优异的力学性能、其高温强度好,具有比锆合金更

 高的强度和韧性,且具有极好的机加工性能和焊接性能,还具有很好的耐高温水蒸
 气腐蚀性能,是一种极富应用前景的压水堆燃料棒包壳材料。

       ODS 合金(Oxide Dispersion Strengthen)是在合金基体中均匀加入具有较高热
 稳定性和化学稳定性的氧化物颗粒,如 Y2O3和 Al2O3等,这些数量巨大且稳定的弥
 散相结合高密度位错,可以将 He 俘获在微细尺寸的氦泡中,达到避免氦胀和保护
 晶界的目的,可以大大提高合金的高温力学性能,有效提高铁素体/马氏体不锈钢
 的高温蠕变性能。FeCrAl ODS 合金就是目前比较有前景的一类合金。

2.3 ATF 芯块

       ATF 芯块预计会采用全新体系以克服 UO2-Zr 燃料体系的固有安全缺陷,全新
 体系的燃料芯块会彻底抛弃了现有的 UO2-Zr 燃料体系,甚至会抛弃 UO2 材料本
 身。ATF 芯块采用全新的芯块结构设计避免了材料的辐照肿胀、与冷却剂反应等
 方面的缺陷。具有代表性的主要有很多研究单位正在开发的 FCM 微胶囊芯块、UN
 芯块、U-Mo 芯块等。

 2.3.1 FCM 燃料
       全陶瓷微密封(FCM)燃料是基于高温气冷堆使用的 TRISO 燃料发展得来的,

 它在芯块结构上增加了多层防御屏障设计,提高了芯块的安全裕量,它是 ATF 元件
 的潜在可选芯块。TRISO 燃料已有数十年的应用经验,技术成熟度很高,因此,
 FCM 芯块有较好的可行性。TRISO 燃料颗粒由内核部分和包覆层两部分组成,其
 中内核为球形 UO2 或 UN 燃料核芯,包覆层由内向外依次为疏松热解碳缓冲层
(Buffer 层),内部致密热解碳层(IPyC 层),碳化硅层(SiC 层)和外部致密热解碳层
(OPyC 层)。图 6 为装有 FCM 的燃料芯块的截面图。

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