燃料棒產(chǎn)品簡介

以最常見的壓水堆核電站為例，核燃料采用的鈾是低濃縮鈾，其中含裂變材料鈾-235的含量為3%（稱為富集度，天然鈾的鈾-235富集度為0.714%）。

在壓水反應(yīng)堆燃料組件中，一組15×15的含芯塊和包殼的燃料棒由15×15的定位格架在多點(diǎn)支承，每根燃料棒長約4m，外徑約1 cm，沿軸向約有7到8個(gè)定位格架。在燃料組件的流致振動分析時(shí)，通常將燃料棒簡化為在流場作用下的多跨連續(xù)梁，格架中的每個(gè)單元分別含兩個(gè)彈簧片和四個(gè)剛凸。

有些類型的反應(yīng)堆其它部分也有放射性，比如重水反應(yīng)堆中的重水，輕水反應(yīng)堆中的一回路冷卻水，這些都是有放射性的。

伊朗正在生產(chǎn)用于核反應(yīng)堆的燃料棒。這是伊朗政府推動其核項(xiàng)目的最新進(jìn)展，國際社會正試圖對伊朗的核項(xiàng)目加以限制。燃料棒含有低濃縮度的鈾，它被放置在核反應(yīng)堆的核心位置以使反應(yīng)堆運(yùn)轉(zhuǎn)。

濃縮鈾可用于生產(chǎn)核能或用于制造核武。作為核不擴(kuò)散條約成員國的伊朗堅(jiān)持稱其核能項(xiàng)目只是出于生產(chǎn)電力的和平目的，但美國、法國和英國正推動安理會通過一項(xiàng)要求伊朗放棄鈾濃縮活動的決議案，否則將面臨安理會采取進(jìn)一步措施的威脅。

韓媒體公開朝鮮未使用的核燃料棒照片

2009年2月4日，據(jù)韓聯(lián)社報(bào)道，朝鮮為生產(chǎn)核原料钚而制作的未使用燃料棒的照片首次曝光。照片共有9張，韓國外交通商部朝核外交企劃團(tuán)團(tuán)長黃浚局等韓政府考察團(tuán)于上月15日至19日訪朝，并于16日前往朝鮮寧邊核燃料棒制造工廠燃料棒保管倉庫，親自拍下這些照片。經(jīng)外交通商部同意，媒體公開了這些照片。

據(jù)參與考察團(tuán)的韓國某官員介紹，未使用燃料棒共有1.4萬多根，其中包括1.2萬根用于50MW反應(yīng)堆的燃料棒和2千根用于5MW的燃料棒，分別被放在不同的房間里，每個(gè)擱板上捆放著30根。這些未使用燃料棒于1993年至1994年生產(chǎn)，1994年簽署《日內(nèi)瓦協(xié)議》后核燃料棒工廠關(guān)閉。考察團(tuán)在訪朝期間向朝方提議取回燃料棒樣本，但朝方以為時(shí)尚早為由，表示了拒絕。此前，六方會談同意作為朝鮮核設(shè)施去功能化的一部分，以將未使用燃料棒弄彎或購買的方式進(jìn)行處理。

福島核燃料棒轉(zhuǎn)移工作

福島第一核電站封堆作業(yè)第一階段的關(guān)鍵環(huán)節(jié)——從4號機(jī)組乏燃料池中取出核燃料棒的工作于2013年11月18日正式啟動。福島第一核電站4號機(jī)組的乏燃料池里共存放1533根核燃料棒，其中1331根為使用完的乏燃料，輻射極高。工作人員須從乏燃料池中取出核燃料棒，裝入運(yùn)輸專用的“干式貯存桶”，再使用大型起重機(jī)將裝有核燃料棒的貯存桶轉(zhuǎn)移到地面，然后運(yùn)輸?shù)?00米外、名為“共用燃料池”的儲存設(shè)施內(nèi)。東京電力公司計(jì)劃2014年年底結(jié)束從4號機(jī)組乏燃料池取出核燃料棒的工作，而能否按計(jì)劃完成作業(yè)、確保安全無誤備受關(guān)注。

定位格架彈性約束對燃料棒振動特性的影響

燃料組件是核反應(yīng)堆的核心部件，其性能直接影響核電站的可靠性、安全性和經(jīng)濟(jì)性，而定位格架作為燃料組件的重要結(jié)構(gòu)，應(yīng)保證反應(yīng)堆在其壽期內(nèi)，具有良好的熱工水力性能、足夠的強(qiáng)度和剛度，其功能除了定位、支承和導(dǎo)向外，還需起到合理分配流量、限制燃料棒振動水平的作用。

國內(nèi)外對于格架力學(xué)性能的研究主要有：從流場分析的角度，研究定位格架導(dǎo)向翼和攪混翼的不同設(shè)計(jì)對合理分配流量的影響；通過靜力試驗(yàn)和分析，研究定位格架的力學(xué)參數(shù)，考察其整體剛度和強(qiáng)度是否滿足設(shè)計(jì)要求。燃料組件在實(shí)際運(yùn)行工況下，長期處于高溫高壓以及輻照等惡劣環(huán)境中，隨著燃耗的增加，定位格架上的彈簧片和剛凸有可能由于輻照生長和蠕變而出現(xiàn)松動，導(dǎo)致格架的力學(xué)性能參數(shù)會有不同程度的變化，對燃料棒模態(tài)參數(shù)將會產(chǎn)生顯著影響，進(jìn)一步影響燃料組件的使用壽命。而燃料棒在流致振動分析中一般將其簡化為在流場作用下的多跨連續(xù)梁，文獻(xiàn)僅分析了單跨情形下，兩端的彈性約束對燃料棒一階固有頻率的影響；將燃料棒作為多跨連續(xù)梁作整體分析，考慮格架的彈性約束對其模態(tài)參數(shù)的影響，這方面公開發(fā)表的研究成果較為少見。

應(yīng)用多跨連續(xù)梁振動理論，研究了定位格架約束對燃料棒固有振動特性的影響，以某核電廠燃料組件為例，建立了定位格架彈性約束的等效線剛度與燃料棒一階固有頻率的關(guān)系，在此基礎(chǔ)上根據(jù)實(shí)測值確定格架彈性約束的等效剛度系數(shù)，并進(jìn)行了燃料棒在彈性約束下的固有振動特性分析。結(jié)果表明，定位格架約束的不同處理對燃料棒的振動特性影響顯著。因此，在燃料組件的設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮定位格架剛度的變化，所導(dǎo)致的燃料棒流致振動特性的改變。

核燃料棒235U富集度檢測設(shè)備的軟件設(shè)計(jì)

核電站不同堆型所使用的核燃料棒富集度也有所差異，核燃料元件廠為滿足這些需求，生產(chǎn)了不同富集度的核燃料芯塊。裝填芯塊時(shí)由于某些原因可能出現(xiàn)混裝，使得核燃料棒中出現(xiàn)異常芯塊，在反應(yīng)堆運(yùn)行過程中由于這些異常芯塊以及²³⁵U富集度不均勻產(chǎn)生的熱點(diǎn)可能引起燃料棒破裂。因此，必須對所生產(chǎn)的燃料棒²³⁵U富集度及其均勻性進(jìn)行100%的檢測。中國核電工程有限公司鄭州分公司新研制的²⁵²Cf中子活化核燃料棒²³⁵U富集度無損檢測設(shè)備在傳動裝置、前端探測器、上下料以及檢測軟件等方面相對以前研制的設(shè)備都有所改進(jìn)，其中檢測軟件由DOS平臺運(yùn)行升級為Windows平臺運(yùn)行。

（1）檢測原理

熱中子誘發(fā)UO₂芯塊中的²³⁵U發(fā)生裂變反應(yīng)產(chǎn)生的裂變產(chǎn)物不穩(wěn)定，伴隨一系列β-衰變，釋放出大量γ射線(稱為緩發(fā)γ射線)。在中子源強(qiáng)度、輻照時(shí)間和冷卻時(shí)間一定的條件下，緩發(fā)γ射線強(qiáng)度與²³⁵U富集度成正比關(guān)

系，因此，通過測量γ射線強(qiáng)度沿燃料棒軸向分布和利用差值超限判別法便可確定核燃料棒的實(shí)際²³⁵U富集度值并判斷出棒中是否混有異常芯塊。

（2）系統(tǒng)組成

為提高中子源利用率和檢測效率，²⁵²Cf中子活化核燃料棒²³⁵U富集度檢測設(shè)備采用雙通道設(shè)計(jì)，每個(gè)通道上布置3路探測器，整套設(shè)備由上下料架、傳動裝置、中子源、²⁵²Cf中子輻照器，六路探測器、放大器、單道脈沖幅度分析器、PLC自動控制系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)等部分組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1《系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖》所示。 2100433B

一般采用拉棒方式組裝燃料棒，棒表面不涂膜，劃傷深度小于10μm，一根棒的拉力為500N。用裝棒機(jī)每次可拉棒十多根。

分成三個(gè)工序：①骨架組裝；②燃料棒組裝；③組件的檢查。

核反應(yīng)堆的運(yùn)行方法，其中組件包括核燃料棒(3)，至少一根核燃料棒是下述這種類型的，其包括：完全再結(jié)晶鋯基合金的包殼(17)，以質(zhì)量計(jì)該合金含有0.8-1.3%鈮和100ppm-1700ppm氧；以及以氧化鈾為基礎(chǔ)的核燃料芯塊(23)，這些芯塊堆積在包殼(17)內(nèi)。對反應(yīng)堆運(yùn)行的控制要使得在功率瞬變過程中：核燃料棒(3)的線功率密度保持在低于極限線功率密度，該極限線功率密度大于430W/cm，和/或核燃料棒的線功率密度變化保持在低于極限變化，該極限變化大于180W/cm。