俄科學家提出核反應堆用新材料

2018年1月18日

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俄羅斯國立核研究大學莫斯科工程物理學院的科學家對使用同位素改性鉬替代可制造燃料元件的鋯合金的問題進行了研究。研究表明這種方式能提高核反應堆的安全性。

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目前，俄羅斯大部分商業核電站殼體的主要材料是鋯合金。事實證明鋯合金也有明顯缺點。它能與水積極反應並產生熱量和氫氣並加速燃料棒塗層的降解。這是在高於700℃的溫度下進行蒸汽鋯反應的結果，在水冷式核電站發生事故時是非常危險的。這一因素被宣布為日本"福島"核電站爆炸的主要原因。

因此，科學家們一直在討論用難熔金屬鉬代替鋯合金的問題。與鋯一樣，鉬具有良好的耐腐蝕性，同時具有比鋯更高的導熱性。但使用鉬也伴隨著一定困難，比如需要增加濃縮鈾的程度，這導致過程成本顯著增加。

這一問題可以通過改變氣體離心機級聯中鉬同位素的天然組成來解決，即除去其他7個同位素，只留下一個最重的同位素（Mo-100），起中子俘獲截面實際上與鋯俘獲截面一致。利用同位素離心分離技術還可以對鉬同位素混合物進行改性，使其在合成體中的俘獲截面接近甚至小於鋯的截面。

專家稱，該研究可讓科研人員獲取必要信息，以便在俄羅斯現有氣體離心機分離非鈾同位素技術基礎上為大規模生產同位素改性鉬設計分離設備。

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《透視俄羅斯》