彌散體燃料指將直徑約50~500mm的金屬互熔物或陶瓷氧化鈾、碳化鈾顆粒均勻分布在非燃料結構材料基體中形成的燃料。其主要優點是高燃耗、高傳熱效率和高強度、塑性和耐蝕性良好。
| 中文名稱 | 彌散體燃料 |
| 英文名稱 | dispersion fuel |
| 定 義 | 將直徑約50~500 5m的金屬互熔物或陶瓷氧化鈾、碳化鈾顆粒均勻分布在非燃料結構材料基體中形成的燃料。其主要優點是高燃耗、高傳熱效率和高強度、塑性和耐蝕性良好。 |
| 套用學科 | 電力（一級學科），核電（二級學科） |
基本介紹
- 中文名：彌散體燃料
- 外文名：dispersion fuel
- 套用學科：核電（二級學科）
- 組成：燃料相和基體相
研究發展,組成結構,燃料相,基體相,套用,
研究發展
鋁基彌散燃料套用廣泛，最早採用鑄造鈾鋁合金，主要是
和
顆粒彌散在鋁基體中；20世紀60年代開始採用粉末冶金法製備
的彌散燃料，這樣可以把鈾含量提高到30-50%，但鈾富集度仍降不下來；到20世紀80年代為解決製造上對燃料體積分數的限制，用含有一定量鈾鋁固溶體的
粉末代替
或改用
和
陶瓷，不僅可以提高鈾密度，而且可以將鈾的富集度降低到防治核擴散所要求的20%以下，而仍滿足研究試驗堆的極高中子通量要求。到20世紀末，由於-AL彌散燃料不能經濟合理地回收，高鈾密度U-Mo合金等新一代核燃料被廣泛研究。
組成結構
彌散體燃料芯體由燃料相和基體相組成，採用粉末冶金技術製造，燃料相均勻地分布在基體材料中。
燃料相
理想的燃料相應有以下特徵：（1）235U含量高；(2)有足夠的強度，在加工過程中能保持燃料顆粒的形狀和大小；（3）在加工和運行溫度下，與基體的相容性好；（4）非裂變中子吸收截面低；（5）抗輻照能力強。目前常用作燃料相的又鈾月鋁、鈹的金屬間化合物，鈾的氧化物、碳化物、氮化物、矽化物等。
基體相
理想的基體相應具備以下特徵：（1）在運行溫度範圍內，有足夠的蠕變強度和韌性；（2）中子吸收截面低，抗輻照能力強；（3）熱導率高；（4）熱膨脹係數低，並與燃料相的熱膨脹係數相當；（5）包殼和冷卻劑材料的相容性好；（6）在加工和使用溫度下，不產生析出相。常用作基體相的材料有AL、Mg、Be、Zr、Nb、石墨以及不鏽鋼等。
套用
彌散燃料廣泛套用於世界各國的生產堆、試驗堆和動力堆，但主要用於試驗堆。其中鋁基彌散燃料主要用於生產堆和研究試驗隊，
彌散在BeO中主要套用於一些特殊目的的堆，彌散在Mg中套用在游泳池堆。
儘管可用作彌散型燃料相的鈾化合物有很多種，但實際上常用語製造研究試驗堆彌散型燃料元件的燃料相主要是、和等。由於研究試驗堆元件要求235U的富集度比較高，臨界安全的要求也高，而且生產的數量較少，所以很少採用工業規模的連續化大生產的形式。往往是在實驗室規模的基礎上組織生產，具有批量小、靈活性好、工藝穩定、不聯繫、易操作等特點。
