[科普中国]-燃料球

燃料球是高温气冷反应堆中使用的一种核燃料，属于固体核燃料中得弥散型燃料。其主要优点是高燃耗、高传热效率和高强度、塑性和耐蚀性良好。

简介燃料球是高温气冷反应堆中使用的一种核燃料，属于固体核燃料中得弥散型燃料。即将燃料颗粒弥散分布在导热性好的基体中。

目的：改善燃料性能，克服陶瓷型燃料的导热和延性不足。1

组成结构燃料球芯体由燃料相和基体相组成，采用粉末冶金技术制造，燃料相均匀地分布在基体材料中。1

燃料相理想的燃料相应有以下特征：（1）235U含量高；(2)有足够的强度，在加工过程中能保持燃料颗粒的形状和大小；（3）在加工和运行温度下，与基体的相容性好；（4）非裂变中子吸收截面低；（5）抗辐照能力强。常用作燃料相的有铀，铝、铍的金属间化合物，铀的氧化物、碳化物、氮化物、硅化物等。21

基体相理想的基体相应具备以下特征：（1）在运行温度范围内，有足够的蠕变强度和韧性；（2）中子吸收截面低，抗辐照能力强；（3）热导率高；（4）热膨胀系数低，并与燃料相的热膨胀系数相当；（5）包壳和冷却剂材料的相容性好；（6）在加工和使用温度下，不产生析出相。常用作基体相的材料有AL、Mg、Be、Zr、Nb、石墨以及不锈钢等。21

应用弥散燃料球广泛应用于世界各国的生产堆、试验堆和动力堆，但主要用于试验堆。其中铝基弥散燃料球主要用于生产堆和研究试验队，UO2弥散在BeO中主要应用于一些特殊目的的堆，弥散在Mg中应用在游泳池堆。

尽管可用作弥散型燃料相的铀化合物有很多种，但实际上常用语制造研究试验堆弥散型燃料元件的燃料相主要是UO2、U3O8和U3Si2等。由于研究试验堆元件要求235U的富集度比较高，临界安全的要求也高，而且生产的数量较少，所以很少采用工业规模的连续化大生产的形式。往往是在实验室规模的基础上组织生产，具有批量小、灵活性好、工艺稳定、不联系、易操作等特点。2

本词条内容贡献者为:

张静 - 副教授 - 西南大学