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俄科學(xué)家與清華合作發(fā)明新式核燃料護套

發(fā)布時(shí)間：2018-2-2來(lái)源：環(huán)球網(wǎng)點(diǎn)擊：返回列表

原標題：俄科學(xué)家發(fā)明新式核燃料護套 提高核能安全性

【環(huán)球網(wǎng)科技綜合報道】據臺灣“中時(shí)電子報”報道，俄羅斯國家核研究大學(xué)(MEPhI)的研究人員進(jìn)行了一項關(guān)于核燃料保護套的研究，他們使用鉬金屬(Mo)的同位素替代現有的鋯合金的核燃料護套，以提高核能的安全性，避免福島事故再次上演。

據報道，現在的核能原理中，鈾燃料束是安裝在鋯合金護套內，鋯合金具有很高的耐腐蝕性，最重要的是鋯幾乎不會(huì )和中子反應，所以是極好的核燃枓棒護套。

但在極端情況下，若反應爐缺水，鋯與700度以上的高溫水蒸氣，會(huì )產(chǎn)生氫化作用，被稱(chēng)為鋯水反應，這將會(huì )導致燃料外殼的劣化，造成反應爐熔毀，以及氫氣爆炸，這就是2011年日本福島核電廠(chǎng)事故所發(fā)生的現象。

世界各地的核物理學(xué)家長(cháng)期以來(lái)一直在討論用什么樣的材料可以替代鋯合金，這是個(gè)相當困難的選擇，它必須要擁有鋯合金的全部?jì)?yōu)點(diǎn)，也就是與鋯一樣具高耐腐蝕性、較高的導熱性、很小的中子截面積，而且它最終工藝成本還不能比鋯合金昂貴，否則就沒(méi)有意義。

如今俄羅斯科學(xué)團隊相信他們可能找到了合適的替代材料，就是鉬的同位素， MEPHI分子物理系教授瓦倫丁.伯薩維奇(Valentin Borisevich)說(shuō)，他們是利用原本來(lái)拿來(lái)分離鈾燃料的氣體分離器，拿來(lái)改造成分離鉬的同位素，最終取得了中子截面比鋯還要小，其他的特性也與鋯差不多的好材料。

鉬是一種銀灰色過(guò)渡金屬，與鋯為同一族類(lèi)，自然也有類(lèi)似的特性：耐腐蝕、耐高溫，它的熔點(diǎn)比鋯還要更高，達到2896 K，是金屬界里排名第6耐高溫的，而且它也很容易與其他金屬合成堅硬的合金。鉬的同位素頗多，達到41等，但具體未知是哪一種鉬同位素適合當核燃料護套材料，未來(lái)若這項技術(shù)得到進(jìn)一步的確定并且被廣泛使用，將可大幅提升現有核電廠(chǎng)的安全性。

俄羅斯國家核研究大學(xué)正在與清華大學(xué)工程物理系進(jìn)行合作研究，未來(lái)該技術(shù)有望成為現實(shí)。(周思敏 劉洋)

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