我國核燃料/乏燃料貯存和運輸材料實現(xiàn)國產(chǎn)化

　　近日，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”項目中原型樣機通過驗收，作為乏燃料運輸容器關(guān)鍵材料國產(chǎn)化的關(guān)鍵一環(huán)，中國科學院金屬研究所的碳化硼增強鋁(B4C/Al)中子吸收材料為容器全面國產(chǎn)化提供了重要支持。

　　B4C/Al中子吸收材料近年來在國外已替代傳統(tǒng)的硼不銹鋼等中子吸收材料大量應用于核燃料/乏燃料高密度貯存和運輸。我國由于核電商業(yè)化較晚，中子吸收材料研發(fā)明顯滯后，B4C/Al中子吸收材料長期依賴進口，嚴重制約了我國核電自主化與走出去的發(fā)展戰(zhàn)略。

　　近年來，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中子吸收材料制備、模擬環(huán)境服役性能考核以及全尺寸工程件研制等方面開展了攻關(guān)研究。攻克了大尺寸坯錠制備過程中界面調(diào)控難題，突破了高含量B4C/Al薄板的高效、高成品率軋制成型瓶頸，開發(fā)出適用于復合材料焊接的焊接工具與焊接工藝，打通了從材料研制到器件成型的全鏈條技術(shù)途徑，為該材料的工程化應用奠定了堅實基礎。現(xiàn)已研制出B4C含量為15~35wt%的系列中子吸收板材，并完成了加速腐蝕、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(yōu)于國外同類產(chǎn)品。

　　同時，金屬所針對全球首臺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(jié)構(gòu)的需求，在國內(nèi)首次實現(xiàn)中子吸收材料的卷板操作和攪拌摩擦焊接，實現(xiàn)了中子吸收材料由板狀結(jié)構(gòu)向筒狀結(jié)構(gòu)的突破。目前華能山東石島灣核電廠高溫氣冷堆核電站示范工程新燃料元件運輸、貯存容器已正式進入批量生產(chǎn)階段，金屬所承接了該容器所有中子吸收板的供貨任務。