用于中子吸收的铪酸铕陶瓷性能研究

近年来,一些具有高熔点、无α粒子辐射优点的新型中子吸收材料被法国和日本等国提出。本研究以摩尔比为1:1的氧化铕和氧化铪混合物为原料,通过陶瓷烧结工艺研制了一种具有萤石稳定相的铪酸铕(Eu_(2)HfO_(5))中子吸收材料。对样品开展了包括熔点、热物性、力学性能等在内的一系列堆外测试。另外还进行了中子剂量达到1×10^(20)cm^(-2)的辐照考验,通过对比辐照前后的抗压强度等性能变化研究该材料的辐照性能。结果表明,所烧结的Eu_(2)HfO_(5)陶瓷中子吸收材料致密度高,物相为单一的萤石结构,熔点超过2 400℃,与理论值符合较好。同时该材料具有较好的亚临界水腐蚀性能。经过中子辐照后材料的密度和外观未发生明显改变,但中子吸收能力略有减小,抗弯强度和抗压强度略有增大。本研究得到了较为全面的堆外性能测试数据,并开展了辐照实验的考验,验证了所研制的Eu_(2)HfO_(5)陶瓷材料具备了预期的优点,为该材料的后续应用积累了基础数据。