Page 268 - 中国核能发展报告（2018）

核电燃料元件发展现状和趋势

四 我国自主化核电燃料元件发展需求

任何新燃料在实现商业化应用之前，都需要经过试验验证和理论分析的
双重确认，以保证对其在各种工况条件下的性能都足够了解。在先进核燃料

研制过程中，我国持续加强了核燃料和核材料的研发，燃料元件的设计、制
造，以及堆外试验、堆内辐照、辐照后检查等。

在商用压水堆燃料元件技术方面，目前国内商用核燃料技术的主体仍是
引进技术，且在包壳材料、关键结构材料方面仍然没有实现 100% 自主化。
国内自主化核燃料元件技术的发展水平与核电强国相比还存在一定差距。总
体而言，完善先进的燃料研发技术体系，掌握国际前沿性的燃料设计、试验、

制造、辐照运行技术，推进自主化核电燃料元件商业化应用是我国自主化核
电燃料元件发展的迫切需求。

结合我国压水堆燃料元件发展的现状，后续应关注以下几个重点方向。
· 在先进包壳材料的自主研发方面（如 N 系列锆合金），虽已开展商用
堆的入堆辐照考验工作，但在批量商业应用前仍需开展诸多研究，如

中子辐照条件下包壳材料的服役行为与性能蜕化机制等。
· 在燃料元件其他结构材料（包括核级不锈钢、因科镍材料）方面，国
内并无太多经验，在实现工业规模制造前还需开展大量试验及鉴定。

从长远来看，满足市场需求、具备一定规模且质量合格并长期稳定才
是材料国产化的最终目标。
· 在核燃料元件性能分析模型与方法研究方面，亟待建立芯块—包壳相

互作用分析模型，研究和掌握燃料组件临界热流密度影响机理。
· 核燃料元件损伤效应基础研究方面，需要突破燃料芯块材料性能高分
辨率显微组织分析技术、微观力学测试技术、热物理性能测试技术、

包壳材料超高温性能评价技术，以掌握核燃料元件包壳材料在辐照、
腐蚀、氢化、磨蚀等多重条件下的损伤效应机理。
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此外，燃料元件的制造也是实现自主化燃料元件大规模商业应用所需解决

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