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核废料处理行业之中子/屏蔽吸收材料国产化发展现状分析

发布时间:2020-06-29  来源:立鼎产业研究网  点击量: 111 

无论是将乏燃料暂存在乏池中还是制造干法中普遍使用的乏燃料储运容器,都需要大量使用中子吸收/屏蔽材料。

在乏燃料湿法贮存中,采用含有中子吸收材料的贮存格架,既可提高乏燃料水池的贮存密度,又能有效控制和保障贮存过程中的核安全,还可有效降低核电运营商的运行成本。

乏燃料干法贮存以及运输过程中更离不开中子吸收材料,中子吸收材料做成的格架有稳固乏燃料和屏蔽辐射的重要功能,考虑到其制备难度及安全性要求,产品毛利润率可达 50%左右。

现有的含硼聚乙烯、含硼不锈钢等材料无法满足核电运营商提出的使用寿命长达 60 年以及大幅度提高贮存密度的要求。中子吸收材料具有更高的中子吸收能力、更强的力学性能、更长的使用寿命,能够满足核电发展提出的新要求,保障乏燃料贮存水池的运行安全。

传统中子吸收材料都存在一定的缺点


资料来源:公开资料

新型中子吸收材料是一种新型 B4C-Al 复合材料,该种材料 B4C 颗粒在金属基体中均匀分布,大幅度提高乏燃料水池的贮存密度,可以有效控制和保障贮存过程中的核安全、降低核电运营商的运行成本。该技术最先由中广核和中国工程物理研究所共同研发,并已申请国家发明专利(《B4C-Al 复合材料制备方法》。主要应用领域为核能环境下的热中子屏蔽领域,如乏燃料的贮存水池-离堆贮存-暂存容器-运输。

新型中子吸收材料六大优势


资料来源:公开资料

商用核电站相继建成之后,乏燃料贮存格架用中子吸收材料自上世纪 60 年代开始,已获得广泛应用。随着第三代核电站和新型第三代核电站的需求,B4C-Al新型中子吸收材料已经逐渐替代传统含硼聚乙烯、含硼不锈钢等中子吸收材料。其以优异的机械性能、耐辐照性能和耐腐蚀性能而被广泛应用,成为压水堆贮存格架首选的功能材料。

根据国内目前核电站规划,考虑到中国核电发展水平,中子吸收材料市场空间巨大,国产替代性强。同类新型中子吸收材料的主要商家分布于美国、奥地利等,仅有美国的产品经过核安全考核并被证实材料可靠。将国内该新型中子吸收材料与美国产品性能对比,均优于美国产品,极大促进国产化。

虽然国内尚没有建成铝基复合材料生产线,但新型中子吸收材料所需的生产设备国内均有现成的生产厂家,生产线的建立和完善具有可靠的产业化基础。在国内现有条件下可以完成产品生产线的建立,实现该材料的工业化生产。

已用中子吸收材料国产化情况比较


资料来源:公开资料


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