燃料包套性質(zhì)

是一個(gè)種顯鋼灰色光澤的難熔稀有金屬，其熔點(diǎn)為2467℃，密度為8.6克/m3。鈮具有良好的低溫塑性，可冷壓力加工成各種半成品。耐高溫、強(qiáng)度大，在1000℃以上仍具有足夠的強(qiáng)度、塑性和導(dǎo)熱性。在極低的溫度下超導(dǎo)性最好，如在零下260℃左右其電阻接近于零。在150℃以下抗化學(xué)腐蝕和大氣腐蝕。在常溫下對(duì)許多酸和鹽的溶液都是穩(wěn)定的，但溶于氫脆。陽(yáng)極化時(shí)生成穩(wěn)定的氧化膜。在自然界礦物中鈮。陽(yáng)極化時(shí)生成穩(wěn)定的氧化膜。在自然界礦物中鈮、鉭共生，含鈮、鉭的礦物有：燒綠石、鈮鉭鐵礦、褐釔鈮礦、含鈮鈦鐵金紅石、紅晶石以及含鈮鉭酸鹽的砂礦。某些煉鋼爐渣和煉錫爐渣也是是、提練鈮的重要資源。劃分鈮礦或鉭礦，主要是根據(jù)礦物中含鈮或鉭的多少而定。鈮三錫超導(dǎo)磁性能達(dá)到國(guó)際水平寶雞稀有色金屬加工研究院用自產(chǎn)線材試制成功內(nèi)徑為23.5毫米的插入型多芯鈮三錫超導(dǎo)磁體。這種磁體與常規(guī)磁體比體積小、重量輕，磁場(chǎng)強(qiáng)度高；若通電閉合運(yùn)行后，則長(zhǎng)期運(yùn)行不需供電。經(jīng)中法兩國(guó)科技人員在法國(guó)國(guó)家科研中心高場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室一起測(cè)試，在-286.96℃下，磁體中心場(chǎng)強(qiáng)達(dá)15.4萬(wàn)高斯，性能達(dá)到國(guó)際水平。

作為鐵基、鎳基和鋯基超級(jí)合金的添加劑，可提高其強(qiáng)度性能。鈮在原子能工業(yè)中適于作反應(yīng)堆的結(jié)構(gòu)材料和核燃料的包套材料以及航空、宇航工業(yè)中熱防護(hù)和結(jié)構(gòu)材料。鈮電容和鉭電容相似，但由于鈮的密度小，單位體積電容量則較大。鈮鈦、鈮鋯合金及鈮錫、鈮鋁鍺等化合物超導(dǎo)材料，除用作輸電、發(fā)電、制造超導(dǎo)磁體、控制核聚變外，還用于宇宙飛行器中的導(dǎo)航裝置、高速潛水船只的電磁推進(jìn)設(shè)備以及超導(dǎo)超階級(jí)高速列車等。鈮耐酸腐蝕性能比鋯好，不如鉭，可作熱交換器、冷凝器、過(guò)濾器、攪拌器等。碳化鈮可以單獨(dú)使用或與碳化鎢、碳化鉬配合使用，作熱鍛模、切削工具、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片，閥門、尾裙及火箭噴嘴涂層。含鈮的合金鋼強(qiáng)度高、韌性好、抗冷淬，廣泛用在輸油管道。鈮酸鋰單晶用于彩色電視機(jī)

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(duì)反應(yīng)堆運(yùn)行的控制要使得在功率瞬變過(guò)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。

燃耗超過(guò)45GWd/tU的燃料會(huì)引起從前所無(wú)法預(yù)料的安全問(wèn)題，并且將會(huì)打破現(xiàn)有的NRC安全條例，除非人們做一些改進(jìn)，將這些核燃料成分打包包裝。

在核電站的運(yùn)作中，假如冷卻水突然損失，就會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)。比如1979年美國(guó)賓夕法尼亞三里島的事故，曾導(dǎo)致了一個(gè)反應(yīng)堆核芯的部分熔化。要在這樣一個(gè)事故中控制放射能的泄漏，最關(guān)鍵的是核燃料棒與其外圍的鋯合金包殼在應(yīng)急制冷系統(tǒng)下插入冷水時(shí)要保持完整。如果外殼變得很脆，核燃料棒有可能會(huì)迸裂，進(jìn)而會(huì)將钚等其他放射性材料泄漏到反應(yīng)堆外圍的廠房。2100433B