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。这是继2014年出席荷兰海牙核安全峰会后，。 本届峰会的主题为“加强国际核安全体系”。，全面阐述中国政策主张，介绍中国在核安全领域的新举措和新成就，并提出加强全球核安全的实质倡议。 发展核能事业60多年，中国一直保持良好的核安保记录，并在核安保国际合作方面走在前列。同样，发展核电首先必须要保证核电站的安全性，同时还要兼顾它的可靠性和经济性。这除了需要精心的设计、建造和运行外，合理选择核电材料也是保障上述三性的关键。“核电站之父”费米1946年就曾指出“核技术成功的关键取决于堆内强辐射下材料的行为”。
不同核电站堆型虽然结构和用途各异，但实现自持和可控的核裂变反应过程是相同的，都需要燃料元件、堆内构件、控制棒、反射层、冷却剂和慢化剂（快堆除外）以及包容他们的容器或压力容器等部件。由于以上部件在堆内位置、作用和工况的不同，需要不同类型的材料满足其在该环境条件下使用要求。 下面将介绍几种重要的核电用材及其在核电站中的应用 核燃料-二氧化铀陶瓷 二氧化铀（UO2）是铀的氧化物，是一种很好的核燃料。其优良特性主要表现在： （1）作为非裂变的组合元素氧的热中子俘获截面极低（<0.0002 靶）； （2）熔点高达 2800℃，扩大了反应堆可选用的工作温度； （3）在熔点以内只有一种结晶形态，各向同性，没有金属铀各向异性带来的缺陷； （4）辐照稳定性好，经长期辐照能保持其稳定的尺寸和形状； （5）对冷却剂水的抗腐蚀性能好，与包壳材料有很好的相容性。 核电中的核燃料需要制备成圆柱形堆叠在包壳内的燃料小块，即燃料芯块。UO2芯块是应用最广、研究最深入的核燃料，以其独特的性能优点几乎成为所有轻水堆、重水堆的主要燃料。UO2芯块采用传统的粉末冶金工艺制造，即将UO2粉末冷压成坯；然后高温烧结成具有一定尺寸、形状、强度和密度的烧结块；最后磨削、检查，得到符合技术条件要求的二氧化铀芯块。
关键结构材料-锆合金，不锈钢 锆合金 锆合金的热中子吸收截面小、导热率高、机械性能好，又具有良好的加工性能以及与UO2相容性好，尤其在300~400℃的高温水、高温水蒸气也具有良好的耐腐蚀性能和足够的热强度，所以锆合金被广泛的作为核电站的包壳材料和堆芯结构材料，是发展核电不可替代的关键结构材料和功能材料，被誉为“原子时代第一金属”。 目前国际上开发的锆合金主要有Zr-Sn系、Zr-Nb系和Zr-Sn-Nb系三大类。其中Zr-Sn系主要有Zr-2及Zr-4，20世界50年代，美国发展了Zr-2合金，并将它一直用做沸水堆燃料元件的包壳材料及其他堆芯结构材料。由于Zr-2合金包壳高温容易吸氢，去掉Zr-2合金中的Ni提高Fe含量，开发出了Zr-4合金，广泛用作了压水堆的包壳材料中，我们目前使用最多的就是Zr-4合金。Zr-Nb系主要指前苏联开发的Zr-1Nb合金，主要用作压水堆元件的包壳材料，田湾核电站正是用的这种材料。Zr-1Nb合金的强度和塑性与Zr-2合金基本相同，但吸氢要小；为满足更高燃耗（55GWd/tU）的要求各国进而研制了新型锆合金（Zr-Sn-Nb系合金）。比较典型的Zr-Sn-Nb系合金有法国研制的M5合金及美国研制的Zirlo合金。M5合金已用于大亚湾核电厂AFA3G燃料组件的包壳材料中，西屋公司开发的Zirlo合金则会应用于AP1000机组的包壳材料。 图3 国内首个全新型锆合金骨架自主研发燃料组件 奥氏体不锈钢 奥氏体不锈钢是指在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。奥氏体不锈钢1913年在德国问世，在不锈钢中一直扮演着最重要的角色，其生产量和使用量约占不锈钢总产量及用量的70%。奥氏体不锈钢无磁性而且具有高韧性和塑性，但强度较低，不可能通过相变使之强化，仅能通过冷加工进行强化。 考虑到奥氏体不锈钢辐照敏感性低、耐高温水腐蚀性能好，因而在核电站反应堆系统中作为结构材料的用处比较多，如动力堆的吊篮、控制棒包壳及其导向管和回路管道以及加热器和再加热器等。他们所用的钢种与常规不锈钢型号基本相同，例如AISI 304，316，321，347，310等。堆芯结构和堆内构件（如反应堆压力容器中的CRDM管座法兰）主要使用304不锈钢。压水堆核电站的一回路主管道用的是316LN不锈钢，即为316L不锈钢提高强度添加的N元素。一回路主管道价格高，生产周期比较长，长期以来都需要进口。目前，经过国内攻关多年，已经能制造30万千瓦级，生产的国产弯头、支管在岭澳核电站试装，可望较快取得应用的突破。 图4 AP1000核电站一回路主管道 镍基合金 镍基合金是镍基高温合金的简称，指在650～1000℃高温下有较高的强度与一定的抗氧化腐蚀能力等综合性能的一类合金。按照主要性能又细分为镍基耐热合金，镍基耐蚀合金，镍基耐磨合金，镍基精密合金与镍基形状记忆合金等。其中的镍基耐蚀合金的合金元素是铜、铬、钼，具有良好的综合性能，可耐各种酸腐蚀和应力腐蚀。最早应用（1905年美国生产）的是镍铜（Ni-Cu）合金，又称蒙乃尔合金(Monel合金Ni70Cu30)；此外还有镍铬（Ni-Cr）合金（就是镍基耐热合金，耐蚀合金中的耐热腐蚀合金）、镍钼（Ni-Mo）合金（主要是指哈氏合金B系列）、镍铬钼（Ni-Cr-Mo）合金等。 镍基合金各项性能优越不锈钢且对应力腐蚀不敏感，所以主要应用于蒸汽发生器传热管和堆内承受载荷的部件。退火处理的Inconel-600合金（即I-600MA）是最早开始应用于蒸汽发生器传热管的材料，之后联邦德国则开始一直使用Incoloy-800合金（即I-800）。Inconel-600合金发生耗蚀、凹痕和晶间腐蚀现象，法、美、日联合开发了经特殊处理的Inconel-690合金（即I-690TT）。目前国内所有新设计和在建核电站的蒸发器都选用I-690TT传热管，并且许多原来使用的其他管材也纷纷更换为I-690TT。另外，燃料元件组件定位格架材料主要用镍基合金有Inconel-718合金，Inconel-625合金，InconelX-750合金。
其他金属材料 低合金钢 含Mn、Ni、Mo（Nb）的低合金钢价格便宜、通过热处理能够得到需要的低温和高温力学性能、且物理性能较为理想，可加工制造特大、特厚型部件。反应堆压力容器、蒸汽发生器、稳压器、主冷却泵泵壳等即用此类钢制造。主要涉及的钢种有：法国RCC-M中的16MNd 5、18MND5，美国ASME中的SA-302CRC、SA-533B、SA-508 III（Cr.3C1.1）等。 图6 分别为AP1000核电站压力容器、蒸汽发生器、稳压器及主冷却泵 作者：shine，Seven
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