含钆中子屏蔽材料的设计及其力学性能分析

摘要：

设计了一种具有良好中子屏蔽能力 、高强度及高韧性的新型中子屏蔽材料,用于吸收核电站乏燃料储存格架和乏燃料运输过程中的热中子辐射.材料通过蒙特卡罗粒子传输(输运)软件MCNP进行设计,并通过放电等离子烧结设备及热轧的方式制成了板材.MCNP模拟结果及材料热中子屏蔽测试结果表明:铝基Gd2 O3复合材料的热中子屏蔽性能与铝基碳化硼相当.Gd2 O3颗粒球磨后呈现 μm、亚μm级甚至有些颗粒达到了nm级.随球磨时间的增加,材料的力学性能逐渐增强.X射线衍射检测发现了钆-铝合金相的生成.经TEM分析表明:材料的强化机制主要是位错强化和nm级Gd2 O3颗粒的弥散强化,拉伸强度和伸长率分别达到了240 MPa和16％,其断口主要为韧性断裂.

关键词：Gd2O3、热中子、结构、拉伸性能

所属期刊栏目：53

分类号：O571.5(原子核物理学、高能物理学)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51505320;先进功能材料与器件安徽省重点实验室开放课题资助项目45000-411104/011

在线出版日期：2019-05-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：434-441