液态PbBi合金中氧浓度的调控及对包层材料腐蚀的理论研究

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液态PbBi合金中氧浓度的调控及对包层材料腐蚀的理论研究
核裂变反应堆运行过程中会产生长寿命、高放射性的核废料,而核废料的处理对人类是一个重大挑战。随着加速器和反应堆技术的发展,人们提出了一种新的处理核废料的策略：加速器驱动的次临界系统(ADS)。
它的核心是利用加速器产生高能强流质子束,轰击重金属靶材(如铅、铅铋合金)产生散裂中子作为外源中子驱动,对核废料进行次临界核反应。铅铋合金具有非常多的优良特性,如熔点低、沸点高、导热性能好、中子性能好、化学性质稳定,是铅冷式快堆和加速器驱动的次临界系统中冷却剂和散裂靶材的候选材料。
但是铅铋合金对它的包层材料(如钢)具有严重的溶解腐蚀作用,因此如何提高包层材料的抗腐蚀性能在ADS的发展中是至关重要的科学问题。研究发现在铅铋合金中加入合适浓度的O后,能够在很大程度上降低包层材料的溶解腐蚀。
这是因为加入的氧会与包层材料反应表面形成了稳定的氧化物薄膜将钢与液态铅铋合金隔开。这种保护性的氧化层对合金中氧的浓度非常敏感。
当合金中O浓度较低,包层材料表面无法形成保护性的氧化膜,浓度太高时,包层材料表面出现氧化腐蚀现象。因此,铅铋合金中的O浓度需要进行 ...

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关键词：理论研究 如何提高 加速器 反应堆 保护性