补充资料：快中子增殖堆燃料元件

快中子增殖堆燃料元件
fast breeder fuel element

　　快中子增殖堆燃料元件fast breeder fuel ele-ment快中子增殖堆中进行链式反应、产生裂变能的部件。以高能中子(平均能量)0.IMeV)维持链式反应，燃料转换比大于1(即新生的易裂变核素大于链式反应消耗的易裂变核素)的反应堆称作快中子增殖堆。一般是以液态金属为冷却剂流经嫩料元件带走热量，所以又称液态金属快中子增殖堆。简称快堆。 冷却别为了保持高能中子谱，快堆内不能人为地加入慢化剂，需要使用传热性能好，又几乎无慢化作用的冷却剂。世界上已运行的或正在建造的快堆大多选择液态金属钠(Na)作冷却剂。液态金属钠作冷却剂的优点是:沸点高，传热性能好，比热大;可在低压下使用，且反应堆停堆后，通过钠自然对流冷却可把衰变热导出堆芯外。缺点是:与空气和水易发生化学反应，对燃料和包壳有腐蚀作用，不具有透明性，一旦发生沸腾或有气体进入会发生空泡效应;停堆后为保持钠的流动性还需加热等。 燃料可供快堆选择的燃料有合金型燃料，如铀怀错(U一Pu一Zr)合金;陶瓷型嫩料，如(U，Pu)02、(U，Pu)C和(U，Pu)N。 金属型姗料具有高的金属原子密度和热导率，因而能提高增殖性能，缩短倍增时间。利用铀合金作为快堆嫩料已取得成功。金属铀在辐照和热循环下的相变和严重肿胀，以及金属铀在万一包壳破裂时与冷却剂的剧烈化学作用，可通过采用铀错合金来解决。 大多数快堆采用混合型氧化物(U，Pu) 02燃料。这种燃料熔点高，与包壳和冷却剂相容性好，辐照稳定性以及对裂变产物的包容能力较好。缺点是金属原子密度低，热导率低，其中氧原子具有慢化效应等。 混合氧化物燃料的成分和性能随嫌耗的加深发生明显的变化，如U/Pu比的变化和氧势的增加。要严格控制嫌料的化学成分为亚化学计量，以改善燃料与包壳的相容性。固态裂变产物和没有释放的气体裂变产物使燃料体积增加。例如，在嫩耗为10%菲玛时，燃料体积将增加6一10%，所以必须选择合适的有效密度调节燃料肿胀。此外，棍合氧化物燃料中温度梯度陡峭(高达104’C/cm)，引起燃料重结构和裂变产物、钢系元素和氧的重新分布。 碳化物燃料与氧化物燃料相比，除了金属原子密度和导热系数高以外，几乎与钠不发生化学反应，允许用钠作结合层，显著地改善燃料与包壳间的传热性能。但是要严格控制其化学计量，以改善嫩料与包壳、钠的相容性和抗辐照肿胀性能。碳化物燃料缺乏足够高的嫩耗和高温下的辐照数据。目前只有印度的FBTR实验快堆使用这种燃料。 氮化物燃料与碳化物燃料相似。但由于其制造经验有限，辐照数据很少，尚处于实验研究阶段。 铀一238吸收一个中子可转化为核素杯一239。

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