日前,由中國科學院金屬研究所、中科院核用材料與安全評價重點實驗室人員牽頭編制的4項高溫高壓水環(huán)境下的材料試驗標準正式發(fā)布。標準具有先進性、科學性、指導性和可操作性,填補了國際上該領域的標準空白,對我國核電“走出去”具有重要意義。
4項標準分別是:《核電廠金屬材料高溫高壓水中劃傷再鈍化試驗方法》(t/cns 3-2018)、《核電廠金屬材料高溫高壓水腐蝕疲勞試驗方法》(t/cns 4-2018)、《核電廠金屬材料高溫高壓水中應力腐蝕裂紋擴展試驗方法》(t/cns 5-2018)和《核電廠金屬材料高溫高壓水中電化學試驗方法》(t/cns 6-2018),均由中國科學院金屬研究所與中科院核用材料與安全評價重點實驗室人員牽頭編制。
據(jù)了解,腐蝕是影響核電站安全可靠運行的最主要因素。中國科學院金屬研究所與中科院核用材料與安全評價重點實驗室針對核電廠核島關鍵設備的主要腐蝕失效模式以及實驗室模擬試驗的關鍵難點問題,自主設計并研制了 10 類模擬核電高溫高壓水環(huán)境開展材料損傷試驗的關鍵測試裝備和原位測試技術,用于材料損傷試驗研究和安全評價,解決了長期以來我國核電廠核島關鍵裝備材料的相關試驗設備與評價完全受制于人的落后局面。由其建立的具有自主知識產權的核電材料試驗與安全評價平臺,成果已廣泛地服務于核電研究院所、核電設計院、核電裝備制造企業(yè)、核電站運行與服務企業(yè)、核安全審評機構、行業(yè)學會等 12 家單位,對設計選材、設計曲線、評價模型、制造工藝優(yōu)化、核電站安全運行和事件處理策略、安全審評、測試評價標準的建立提供了有力的技術支持;成果還直接應用于我國 cap 系列、華龍一號以及其他重要型號的關鍵裝備的設計、生產過程以及重要裝備的制造評價中,同時也已經(jīng)用于在役核電站的失效事件分析與運行安全評價中,保障了我國重大工程的需要,為核電作為國家名片“走出去”提供了重要的科技支撐。
廣義的核材料是核工業(yè)及核科學研究中所專用的材料的總稱。包括核燃料及核工程材料(即非核燃料材料)。但人們通常說的核材料主要是指用于反應堆的各部分的材料,故又稱反應堆材料。
對“核材料”這個名詞沒有統(tǒng)一的看法和定義。有人認為:它是用于核科學和核工程的材料的總稱;有的認為它是專指裂變反應堆和聚變反應堆所用材料;有的把它定義為裂變材料和聚變材料的總稱,即與核燃料的概念相似。
核燃料是指能產生裂變或聚變核反應并釋放出巨大核能的物質。核燃料可分為裂變燃料和聚變燃料(或稱熱核燃料)兩大類。裂變燃料主要指易裂變核素如鈾235、钚239和鈾233等。此外,由于鈾238和釷232是能夠轉換成易裂變核素的重要原料,且其本身在一定條件下也可產生裂變,所以習慣上也稱其為核燃料。聚變燃料包含氫的同位素氘、氚,鋰6和其化合物等。
核工程材料是指反應堆及核燃料循環(huán)和核技術中用的各種特殊材料,如反應堆結構材料、元件包殼材料、反應堆控制材料、慢化劑、冷卻劑、屏蔽材料等等。例如特種鋁合金、鈹、特種不銹鋼、特種陶瓷、高分子材料等。
隨著我國核電裝機容量的逐年增加,一方面帶來鋯材的新增需求,另一方面每年對鋯材的更新需求也不斷增加,核級鋯材的高增長將一直延續(xù)到2020年,預計2020年我國鋯材需求量將達到1200噸。假設2020年前的核能項目中15%采用快堆,按我國試驗快堆的核級鈉用量(65mw用量350噸),國內快中子反應堆將產生近56377噸的核級鈉需求,2011-2020年,平均每年核級鈉需求量為5337.7噸。
從核電發(fā)展總趨勢來看,中國核電發(fā)展的技術路線和戰(zhàn)略路線早已明確并正在執(zhí)行,當前發(fā)展壓水堆,中期發(fā)展快中子堆,遠期發(fā)展聚變堆。具體地說就是,近期發(fā)展熱中子反應堆核電站;為了充分利用鈾資源,采用鈾钚循環(huán)的技術路線,中期發(fā)展快中子增殖反應堆核電站;遠期發(fā)展聚變堆核電站,從而基本上“永遠”解決能源需求的矛盾。
來源:儀器交易網(wǎng)
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