核反应堆材料

核反应堆材料(nucIearreactormaterial)

主要指构成或流经核反应堆活性区的材料。核反应堆是进行可控自持链式核裂变反应的装置，这种裂变反应在反应堆的核心部位——活性区进行，为维持链式裂变反应和确保反应堆运行安全，反应堆活性区用不同功能的特殊材料组成。

分类按材料所起作用不同，核反应堆材料主要包括：核裂变燃料，核反应堆结构材料，核反应堆控制材料，核反应堆慢化材料，核反应堆反射材料，核反应堆冷却材料和核反应堆屏蔽材料。

(1)核裂变燃料。它是产生核裂变的原料，为链式核裂变提供中子源，并释放出大量热量。

(2)核反应堆结构材料。主要包括核燃料元件包壳、反应堆容器、各种管道、格架支撑材料等。其作用主要是防止放射物泄漏，保持活性区各种部件结构稳定。

(3)核反应堆控制材料。其功能是保证反应堆运行的安全，并调节堆的运行功率。

(4)核反应堆慢化材料。将核裂变产生的快中子(平均能量为2Me-V)慢化成热中子(能量

(5)核反应堆反射材料。分布于反应堆活性区外围，阻挡中子向外泄漏、大大减小堆活性区临界尺寸。

(6)核反应堆冷却材料。带走核裂变产生的热量，防止堆活性区部件和材料温度失控。

(7)核反应堆屏蔽材料。吸收和散射从堆活性区辐射出来的中子和γ射线，保护人员和设备安全。

根据核反应堆类型和用途不同，对堆活性区采用的材料类型和性能要求亦大不相同，下表列出应用最广的几类核反应堆常用材料。

要求核反应堆活性区温度和功率密度很高，温度和应力梯度很大，且存在强烈的中子和7射线辐射场，材料常常受到严重的射线辐照损伤，这种损伤经常成为材料和部件失效的主要原因，因此对活性区材料提出了十分苛刻要求。除了对各类材料有不同特殊要求外，对它们的共同要求是：纯度高、核性能好、抗辐照、耐腐蚀、耐高温。时至今日，核反应堆材料的选择和制备是反应堆建造和发展的关键问题之一，核反应堆运行的安全性和经济性，特别是堆的寿命往往决定于优良材料的采用。