近日，中國原子能科學研究院成功自主研發(fā)耐燃料相互作用涂層，并在國內首次建立了全尺寸金屬燃料包殼內表面制備工藝，成功在長近3米、內徑不足1厘米的燃料包殼內壁完成了耐燃料相互作用涂層的制備。這是國內首次在這種極細尺寸管道內進行涂層制備，有效解決了金屬燃料與包殼之間產生相互作用的難題，可大幅提升金屬燃料使用性能。這標志著我國在金屬燃料研發(fā)領域邁出了堅實一步，對推動先進核能技術自主創(chuàng)新、提升我國核能領域核心競爭力具有重要意義。

成功制備的全尺寸涂層樣品

反應堆里的燃料棒如同能量巨大的“電池”，燃料裂變時會產生超高溫及裂變產物，需要套上包殼這件“防護服”。一體化閉式循環(huán)快堆核能系統(tǒng)(簡稱一體化快堆)堆芯采用金屬燃料，可實現(xiàn)核燃料的高增殖和深燃耗。然而，金屬燃料與包殼之間存在化學相互作用，限制了金屬燃料能量的進一步提升，對其安全使用造成影響。因此，如何控制金屬燃料與包殼之間的化學相互作用，成為提升燃料使用性能和反應堆安全的核心關鍵。然而，由于包殼形狀細長，在其內表面制備厚度均勻、致密性強、附著力優(yōu)異的涂層，一直是業(yè)界公認的技術難題。

原子能院反應堆工程技術研究所科研團隊經(jīng)過不懈攻關，自主研發(fā)出耐燃料相互作用的涂層。該涂層在不同環(huán)境下的使用性能測試中均表現(xiàn)出色，能夠有效阻止裂變產物元素向包殼內壁擴散。同時，團隊突破技術瓶頸，建立了全尺寸金屬燃料包殼內表面涂層制備工藝，為一體化快堆的金屬燃料研發(fā)提供關鍵技術支撐。后續(xù)，采用該技術制備的涂層包殼樣件，將進入反應堆輻照考驗及更深入的性能測試階段。