球床模块式高温气冷堆中的炭材料(英文)

与人类使用炭材料的悠久历史相比,炭材料在核反应堆的首秀却只是发生在70多年前。凭借其优良的综合性能,炭材料在核反应堆特别是高温气冷堆(HTR)中发挥了重要作用。作为第四代核反应堆候选堆型中最有希望的代表,中国的球床模块式高温气冷堆(HTR-PM)目前正在建设中。在HTR-PM中,炭材料扮演着堆芯结构材料、反射层、燃料基体、慢化剂、热和中子屏蔽材料等多重角色。由于炭材料的尺寸和性能受高温和中子辐照的影响,因此对于在HTR-PM中使用的炭材料的各项性能都有着严格的要求。本文详细介绍了HTR-PM中各种炭材料的性能及其制造工艺的要求,并简要介绍了HTRPM当前的现状和未来的商业化发展。此外为满足未来高温气冷堆商用核电站的全面国产化需求,对生产核级石墨和石墨粉的主要原材料如焦炭和天然鳞片石墨未来的长期稳定供应进行了展望。最后简要介绍了目前正在美国橡树岭国家实验室入堆进行辐照试验的国产核级石墨的现状和未来的辐照试验计划。本文旨在为有志于研发用于未来商用高温气冷堆核电站中的炭材料的生产厂家提供参考,文中提及的大量信息对于炭材料的科研人员也很有借鉴意义。

基于螺旋CT的高温气冷堆石墨构件及碳砖缺陷检测方法

石墨构件和碳砖是构成高温气冷堆(high temperature gas-cooled reactor,HTGR)堆芯及反射层的重要材料,在其生产运输过程中,不可避免会出现缺陷,当使用了有较为严重的缺陷的石墨构件或碳砖进行建设时,将对反应堆造成重大安全隐患。目前传统检测方法主要是基于目视的表面检查,无法检测其内部缺陷。该文提出了一种基于螺旋CT的石墨构件及碳砖检测方案,并采用数值模拟的方式,对大尺寸碳砖模体进行了螺旋CT重建,研究了不同螺距、旋转速度及不同重建算法对重建图像质量的影响。结果表明,螺距对重建图像质量影响较大,在螺距为0.8时可基本满足检测需求;旋转速度对图像质量影响相对较小;在较优参数下,采用CGLS重建算法,最小可检测至φ2 mm的孔缺陷和宽1 mm的缝缺陷。该研究结果对螺旋CT石墨碳砖检测系统及检测方案的设计具有重要参考意义。