高温气冷堆球形燃料元件规模化制造关键技术研发及应用

球形燃料元件是具有固有安全性的球床式高温气冷堆的核心技术之一,是“买不来的”关键核心技术。高温气冷堆燃料元件的结构形式和材料体系复杂,工艺技术和生产设备独特,许多国家都开展了技术攻关,但仍处于实验室水平,不能满足规模化制造要求。高温气冷堆示范工程属于国家科技重大专项之一,目的是建造20万千瓦级模块式球床高温气冷堆核电站。示范工程燃料元件规模化制造技术需要跨越提高装铀量和降低破损率的两大难点,在没有可借鉴的经验的条件下,面临巨大的理论及工程挑战。

规模化生产高温气冷堆球形燃料元件

球形燃料元件是具有固有安全性的球床式高温气冷堆的核心技术之一。直径为6c m的球形燃料元件中含有1.2万个二氧化铀小核芯,这些直径500μm的小核芯外面包裹着4层不同材料,四层包覆燃料颗粒的直径约为920μm。满足反应堆需求每天要生产上千万个颗粒,每年几百批次,要求数以亿计的产品保持尺寸、球形度、密度、厚度、光学各向异性、强度等各个性能指标在设计范围之内,这是一项巨大的挑战。