氢化锆析氢行为研究

摘要

氢化锆具有高热稳定性、高氢密度、低中子捕获截面、优良的导热性能和负的温度反应因子,是一种理想的固体中子慢化材料.采用氢化锆作为慢化剂的反应堆能在较高温度下工作而无需高压容器,因此氢化锆尤其适用于空间核电源的反应堆.作为中子慢化剂,其工作温度为650～750℃,氢很容易析出,影响氢化锆慢化剂的使用寿命.即使世界各国大量开展阻止或减缓氢析出的研究,在氢化锆表面制备氢渗透阻挡层可以有效防止基体氢化锆中氢的逸出,以延长氢化锆慢化剂的使用寿命.然而,氢化锆本身很脆,加之堆内辐照,慢化剂本身的温度不均匀及停开堆的热冲击,使氢化锆很容易形成裂纹.氢化锆一旦开裂,分解出的氢就会从新鲜表面逸出,氢化锆表面的阻挡层也就失去作用,也将影响其使用性能.因此,有必要开展氢化锆慢化材料在使用过程中的析氢行为研究.本文旨在通过模拟氢化锆的快速释氢行为，研究析氢过程中氢化锆的微观组织变化，同时结合锆合金氢化过程中的微观组织演变，研究氢化、脱氢两种方式下不同含氢量氢化锆在微观形貌上是否存在差异，为进一步开展高氢含量氢化锆标准金相图谱制作和定氢仪标定法标准物质的研制奠定基础，为氢化锆材料应用过程中的各类组织研究创造条件。