彌散型燃料中Zr與Gd2O3的相容性研究

唐明國，劉云明，王 鵬，吳世洪，段盼盼，楊 靜 ，張 雨

(中國核動力研究設計院反應堆燃料及材料重點實驗室，四川成都610041)

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彌散型燃料中Zr與Gd2O3的相容性研究

唐明國，劉云明，王 鵬，吳世洪，段盼盼，楊 靜 ，張 雨

(中國核動力研究設計院反應堆燃料及材料重點實驗室，四川成都610041)

采用包覆熱軋法制備了Zr/Gd2O3擴散偶，分別在673K和1073K溫度下對Zr/Gd2O3擴散偶進行了不同時間的擴散熱處理。采用金相顯微鏡(OM)初步觀察Zr/Gd2O3界面特征，用場發射掃描電鏡(SEM)進一步觀察Zr/Gd2O3界面形貌，用能譜儀(EDS)分析Zr/Gd2O3界面附近元素分布情況，并從熱力學角度分析了Zr與Gd2O3的相容性。結果表明：2種溫度下Zr與Gd2O3的相容性很好。關鍵詞：相容性；Zr；Gd2O3；擴散

盡管壓水堆燃料元件的設計及制造都已日趨成熟，但是隨機破損仍難以避免，為了提高反應堆的安全性和可靠性，人們嘗試設計了多種類型的燃料元件，彌散型燃料就是其中的之一。彌散型燃料是將顆粒狀燃料均勻彌散在非裂變的基體材料中所構成的一種混合物燃料，具有輻照穩定性好、導熱性能好、抗腐蝕能力強、壽命長和燃耗高等優點[1]。彌散型燃料與傳統棒狀燃料不同，它不僅把燃料顆粒彌散在基體材料中，還把可燃毒物均勻的彌散在基體材料中，其意義是：可燃毒物抵償了部分初始剩余反應性，燃料裝載量增加，可設計出長壽期的活性區；改善了功率分布，提高了燃料的平均燃耗深度；減少了機械控制棒及其驅動機構，使展平堆芯中子通量更加容易，降低了成本；……