中新網(wǎng)宜賓4月22日電 (記者 王東宇)一根長(zhǎng)4米，直徑不足1厘米的核燃料棒中到底藏著怎樣的秘密？從外殼到內(nèi)核，從生產(chǎn)到運(yùn)輸，核燃料組件是如何做到“里應(yīng)外合”的精密協(xié)同？近日，記者來到了制造包殼管材的西安西部新鋯科技股份有限公司與制造核燃料元件的中核建中核燃料元件有限公司，探訪CF3燃料組件的乾坤。

　　如果將核燃料棒比作是一名驍勇善戰(zhàn)的戰(zhàn)士，包殼則是它堅(jiān)實(shí)的鎧甲。燃料組件的安全性和可靠性很大程度上取決于鋯合金包殼。在反應(yīng)堆工作過程中，包殼要承受核燃料裂變?cè)斐傻妮椪論p傷，還要承受芯體材料尺寸變化而產(chǎn)生的應(yīng)力，承受冷卻劑沖刷造成的腐蝕和疲勞。

　　在西安西部新鋯科技股份有限公司的生產(chǎn)一線，記者見到了為CF3燃料組件量身打造的N36鋯合金包殼。這款新材料歷經(jīng)了上千次試驗(yàn)與多年攻關(guān)，徹底打破國(guó)外長(zhǎng)期壟斷。它耐高溫、抗腐蝕、中子吸收低，既是燃料組件的“皮膚”，也是守護(hù)反應(yīng)堆安全的關(guān)鍵防線。

　　據(jù)西部新鋯負(fù)責(zé)人介紹，N36含有多種合金元素，其合金化難度較高，鋯與其添加合金元素的熔點(diǎn)相差最高可達(dá)1500℃以上，且彼此間的物理化學(xué)性質(zhì)存在顯著差別。啟動(dòng)N36工程化制備技術(shù)科研以來，中核集團(tuán)中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院歷時(shí)8年，歷經(jīng)6大階段的技術(shù)攻關(guān)，成功掌握了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的完整N36鋯合金工程化制備技術(shù)。

　　包殼的嚴(yán)苛不止于制造。CF3包殼的運(yùn)輸全程采用專用防護(hù)容器，每一組容器上都有嚴(yán)格控制溫濕度與震動(dòng)的裝置。在每一次的運(yùn)輸前，團(tuán)隊(duì)甚至?xí)屑?xì)勘察運(yùn)輸?shù)木€路與路況條件，確保每一段運(yùn)輸都嚴(yán)守核安全標(biāo)準(zhǔn)，讓這支“鎧甲”在抵達(dá)戰(zhàn)場(chǎng)前毫發(fā)無損。管內(nèi)填充氦氣、上端設(shè)置壓緊彈簧，細(xì)微設(shè)計(jì)只為適配堆內(nèi)極端工況，牢牢鎖住安全底線。

　　在堅(jiān)硬外殼下，則是核燃料組件的核心——二氧化鈾芯塊，也是澎湃電能的源頭。一顆芯塊中蘊(yùn)含多大的能量呢？這些經(jīng)化工轉(zhuǎn)化、壓制、燒結(jié)、磨削而成的芯塊，直徑僅約0.8厘米、高約1.4厘米，卻蘊(yùn)含著驚人能量——單顆芯塊釋放的能量相當(dāng)于0.8噸標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒釋放的能量。

　　依托自主設(shè)計(jì)，用于CF3核燃料組件的芯塊采用優(yōu)化結(jié)構(gòu)，可助力CF3核燃料組件實(shí)現(xiàn)18個(gè)月?lián)Q料，大幅提升核電站運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。

　　在中核建中的生產(chǎn)線上，燃料棒與導(dǎo)向管、定位格架精準(zhǔn)組裝，構(gòu)成CF3核燃料組件。作為亞洲最大的壓水堆核燃料元件制造基地，中核建中實(shí)現(xiàn)了CF3核燃料組件的批量化生產(chǎn)，綜合性能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

　　“外”有N36鋯合金包殼抵御極端環(huán)境，“內(nèi)”有高性能芯塊穩(wěn)定供能，CF3組件的“里應(yīng)外合”完美適配“華龍一號(hào)”堆芯設(shè)計(jì)。它具備高燃耗、高抗震、高異物過濾能力，可抵御強(qiáng)震、臺(tái)風(fēng)等極端工況，同時(shí)年發(fā)電量超100億度，低碳清潔，為能源轉(zhuǎn)型注入強(qiáng)勁動(dòng)力。全鏈條的自主可控，也為“華龍一號(hào)”走向世界提供堅(jiān)實(shí)支撐。(完)