碳化硅基新型包覆燃料颗粒的设计及制备

摘要：

TRISO 型包覆燃料颗粒可将核裂变产生的气体、固体裂变产物束缚在燃料颗粒内部，是高温气冷堆安全性的重要保障。为满足未来超高温气冷堆在更高温度及更高燃耗条件下对燃料元件的要求，需对传统 TRISO 颗粒进行优化和改进。基于包覆颗粒的破损机制，设计了两种 SiC 基新型包覆颗粒，一种采用疏松 SiC 层替代疏松热解炭层，包覆层由内而外依次为疏松 SiC 层、内致密热解炭层、致密 SiC层、外致密热解炭层；另一种为全 SiC 包覆结构，包覆层由内而外依次为内层疏松 SiC 层、SiC 过渡层、外层致密 SiC 层。根据结构设计，采用流化床化学气相沉积法实验探索了疏松 SiC 的形成机制及包覆工艺条件，并利用 SEM、XRD 等进行材料分析，最终成功实现了两种新型包覆颗粒的大规模制备。更进一步，提出了全 SiC 基燃料元件的概念，并制备了球形和柱形全 SiC 基模拟燃料元件。

关键词：包覆燃料颗粒、碳化硅、燃料元件、高温气冷堆、元件设计

所属期刊栏目：50

分类号：TL352(核反应堆工程)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51302148,21306097;清华大学自主科研计划资助项目20131089217,20121088038;北京高等学校青年英才计划资助项目YETP0155

在线出版日期：2016-08-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：1264-1269