燃料微球是高溫氣冷反應堆中使用的一種核燃料，屬於固體核燃料中得彌散型燃料，又名燃料球。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。燃料微球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。燃料微球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。
基本介紹
- 中文名：燃料微球
- 外文名：Fuel microspheres
- 用途：高位氣冷堆核燃料
- 套用學科：核電
- 相關概念：彌散型核燃料
簡介,組成結構,燃料相,基體相,套用,
簡介
目的：改善燃料性能，克服陶瓷型燃料的導熱和延性不足。
組成結構
燃料微球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有鈾，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
彌散燃料微球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。其中鋁基彌散燃料球主要用於生產堆和研究試驗隊，UO2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UO2、U3O8和U3Si2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。
