近年來,事故容錯燃料正處在國際核燃料技術研發最前沿。自2015年我國啟動相關研發后,中廣核研究院ATF項目部牽頭研制出新型核燃料芯塊氧化鈹增強型二氧化鈾、大晶粒二氧化鈾,及新型包殼材料鐵鉻鋁合金、涂層鋯合金和鉬合金等,可提高燃料的熱導率和裂變氣體包容能力,并有效提高事故工況下包殼的失效時間、防止氫爆事件發生。這些材料也是未來高安全性和經濟性核燃料及包殼的主要備選方案。
“輻照性能的優劣是關系到ATF材料能否實現工程應用的關鍵因素。”中物院核物理與化學研究所相關團隊負責人表示,反應堆內服役環境極其惡劣,經受強中子輻照和冷卻劑腐蝕后,材料性能會急劇下降,因此反應堆材料需經過中子輻照考核并滿足性能要求后,才能開展工程應用。
為測試ATF材料的輻照性能,評價其相對傳統核燃料系統的優勢,并反饋優化制備技術,該所將與中廣核研究院合作,利用中國綿陽研究堆開展ATF材料的輻照考核研究。
該負責人說,項目的主要技術難點在于ATF燃料小棒輻照裝置的設計,同時,CMRR的高功率運行天數也是挑戰之一。他表示,此前CMRR對這種新燃料小棒的輻照考核尚無先例,該項目還將進一步拓展CMRR在我國核能發展中的應用。