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核燃料循环+废物处理

                                   图 6 FCM 芯体的截面图
2.3.2 UN 燃料/UN-U3Si2复合燃料

      UN 燃料最早被期望用于太空核反应堆,有一定的研究基础,它是 ATF(UN-
USiy)和快堆燃料(U-Pu-N)的重要候选之一。UN 燃料具有高熔点、高热导率和高
铀密度等优点,有利于改善芯块传热能力和提高铀装量,在提高燃料循环长度方面
具有潜力,并能有效降低芯块运行温度。降低运行温度和芯块内外温差对减少燃
料辐照肿胀、裂变气体释放、芯块热应力及 PCI 效应等非常有利。

      UN 燃料由于防水性能差,目前一般考虑将 UN 和 U3Si2或 U3Si5混合制备成复合
燃料,以改善 UN 的防水性能,其中 U3Si2 的铀密度高于 UO2,热导率很高(但低于
UN),与水的相容性好,辐照性能优秀(辐照肿胀、裂变气体释放等),与 UN 混合制
备成复合燃料后,可以在不降低其他性能的前提下、提升燃料的防水性能。

2.3.3 U-Mo 金属燃料
      除 U-Zr 金属燃料外,还有 U-Mo 型金属燃料。U-Mo 金属燃料的铀密度高、γ

相稳定、辐照性能优良、后处理简单。最初 U-Mo 的提出是用于研究堆,使用 U-Mo
可以降低研究堆中 U 的富集度,有助于核不扩散,在 ATF 概念提出后,U-Mo 燃料由
于其出色的特性,而成为 ATF 的备选燃料之一。

      美国西北太平洋国家实验室(PNNL)设计了 U-Mo 三层共挤压金属燃料,如图
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