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核反应堆结构(jiégòu)与材料材料
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核反应堆(héfǎnyìngduī)相关材料
按照功用可大致分为:
核燃料材料(cáiliào)——提供核裂变
慢化剂材料(cáiliào)——热中子反应堆必须
冷却剂材料(cáiliào)——带走所产生的热能
结构材料(cáiliào)——实现功能性
控制材料(cáiliào)——控制核反应堆
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一、材料(cáiliào)的辐照效应
反应堆中的辐射(fúshè)来源
带电粒子(α、β射线,来自于衰变过程)
中子(来源于裂变和中子核反应)
γ射线(来源于裂变、衰变等)
裂变碎片(裂变反应)
辐照效应是特定(tèdìng)物质在特定(tèdìng)辐照条件下的效应
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辐照效应之带电粒子
作用类型:
电离和激发(碰撞损失过程(guòchéng),速度不太高粒子)
轫致辐射(辐射损能过程(guòchéng),高速粒子)
α射线特点:
射程最短(比较β射线和γ射线)
β射线特点:
射程较短(相较γ射线)
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辐照效应之γ射线
γ射线特点:
射程较长(相较γ射线)
作用形式(xíngshì)复杂:光电效应;康普顿-吴有训散射效应和电子对效应
与物质相互作用机理:共价键化合物,离子键化合物及金属键
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辐照效应之中子(1)
中子与物质相互作用类型:
弹性碰撞,非弹性碰撞,辐射俘获,放出带电粒子反应(n,p),放出几个中子的反应(高能中子反应),裂变(liè biàn)反应
中子辐照损伤原理
位移能,原子-空穴
中子与物质相互作用特点(快中子)
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辐照(fú zhào)效应之中子(2)
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辐照效应之中子(3)
辐照损伤程度与材料及辐照温度有关
中子辐照损伤通常产生脆化效应,即硬度增加,延性下降
辐照肿胀及定向生长(反应堆内效应)
提高(tí gāo)辐照温度可减轻损伤,即“退火”效应
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辐照效应之裂变碎片
裂变碎片本身不属于辐射效应范畴
裂变碎片可在裂变区域附近产生近似快中子的“辐照效应”,即形成(xíngchéng)核燃料内原子位移
杂化效应及肿胀效应(两种效应)
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二、核燃料
反应堆中使用的裂变物质及可转换(zhuǎnhuàn)物质的统称
主要(zhǔyào)指U,Pu易裂变同位素
其功用主要用来(yònɡ lái)产生裂变并放出裂变能量
核燃料
其功用主要用来产生裂变并放出裂变能量
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