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作者：

郭桦

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摘要：

燃料包壳是包容反射性物质的第一道屏障,其完整性对反应堆安全至关重要.相比于热中子堆,在快中子堆中反应堆包壳会面对更大的辐照强度(100-200 dpa)和更高的温度(400-800℃).这意味着其将面对更多辐照产物的腐蚀,同时在铅冷快堆中其还会面对高温冷却剂铅的腐蚀.15-15Ti被包括中国示范快堆在内的多个快堆项目选做包壳材料,然而其在高温下(600℃)与辐照产物相容性研究还有所欠缺,同时其在铅基快堆中与铅相容性也有待研究.本课题主要研究15-15Ti在高温下和辐照产物或铅的相容性.其结果提供了更多有关15-15Ti与辐照产物或高温冷却剂铅相容性的数据.同时此次研究首次关注于国产15-15Ti与辐照产物相容性,为之后的国产快堆包壳材料研究提供了参考.课题中,前两组实验通过使用不同的氧势材料,研究瑞典产和国产两种15-15Ti材料在不同氧势下与辐照产物的相容性及辐照产物腐蚀包壳的过程.最后一组主要探究在燃料包壳材料发生破损的情况下,铅冷却剂,辐照产物和15-15Ti的相互作用.通过实验我们得到以下结论:1.在低氧势下,相比于Cs和I,推断Te是对瑞典产和国产15-15Ti威胁最严重的辐照产物.然而在高氧势下,Cs主导着腐蚀的进行.2.实验中观察到了碲腐蚀所导致的深达近100μm的晶间腐蚀,腐蚀产物证实为Cr2Te3.同时本文提出了Te率先腐蚀包壳,Cs随后开始腐蚀的腐蚀过程.3.在第三部分实验中,实验观察到深度为30-40μm的铅腐蚀,同时在这些区域镍贫化严重,表明镍溶解于铅.本课题结果提供了更多有关15-15Ti与辐照产物相容性的数据.同时此次研究首次关注于国产15-15Ti与辐照产物相容性,为之后的国产快堆包壳材料研究提供了参考.另外本次研究也提供了更多在高温下15-15Ti与铅冷却剂相容性的数据.

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