基体材料(金属、非金属或陶瓷)混合后,经粉末冶金法压制后烧结而成。基体特性要求:中子吸收截面小,抗辐照能力强;导热率高,热膨胀系数低,并与燃料颗粒的热膨胀系数相当;在运行温度范围内无相变,并应有足够的蠕变强度和韧性;对燃料、燃料包壳和冷却剂的相容性好。可作为基体相的材料:(PWR常用Zr-2)金属材料铝、锆、钼和不锈钢等;非金属和陶瓷材料如石墨、氧化铝、二氧化锆等。7弥散型燃料的特点弥散型核燃料成本较低,物理和机械性能较好,燃耗也较高,并且燃料类型可以多样化,有利于开扩核燃料的应用范围辐照损伤只限于弥散相附近,对基体的影响较小,当燃耗逐渐加深时,燃料元件的肿胀小,因而提高了燃料元件的寿命。以金属相为基体的弥散型燃料有较高的导热率;金属基体有良好韧性,加工性能好,如不锈钢基体的核燃料可轧制成板状高功率密度元件,已用于美国军用装配式动力堆。但是,由于弥散型核燃料中的裂变物质含量低,故需采用高浓度铀原料。8Pu(钚)类核燃料Pu是最重要的一种可裂变人造同位素燃料,它能在反应堆中制造。如果钚也用做核燃料的话,那么反应堆燃料的储备量将能增加几个数量级。然而,由于钚性能和加工上的一些缺点,尚处于研究发展阶段。纯金属钚的特点不适合作为核燃料熔点低,仅640℃;从室温到熔点有六种同素异构体,结构变化复杂;导热系数仅为铀的1/6左右;线膨胀系数大,各向异性十分明显;力学性能属脆性;化学稳定性很差,极易氧化,并易与H2和CO2作用。钚多以氧化物PuO2、氮化物、碳化物状态应用,也可以与UO2混合((U,Pu)O2)使用,氧化钚的熔点高,化学稳定性好,制备较容易,现多用于快中子堆。钚的碳化物(U,Pu)C有较高的导热率,是有希望的核燃料。9陶瓷型核燃料燃料的特性芯块的制造技术要求陶瓷型核燃料主要是二氧化铀(UO2)、碳化铀(UC)及氮化铀(UN),其中二氧化铀是应用最广、研究最深入的一种。10
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