原子力研究院：“SFR反应堆核燃料包壳损伤问题已解决”

by Jeong Ilwoong

Published 24 Mar.2025 09:36(KST)

韩国研究团队找到了破解钠冷快堆（Sodium Fast cooled Reactor，以下简称 SFR）包壳管损伤问题的线索。SFR被评价为下一代反应堆中技术成熟度最高的堆型。

脉冲-反向电流方式核燃料包壳管涂层技术概念图。韩国原子能研究院提供

韩国原子能研究院24日表示，研究人员开发出一项技术，可在SFR核燃料包壳管内部均匀镀覆无杂质铬（Cr）涂层，从而阻断核燃料与包壳管之间的化学反应。

SFR的金属核燃料与包壳管在燃料—包壳化学相互作用（Fuel-Cladding Chemical Interaction，以下简称 FCCI）过程中会发生劣化现象，从而导致损伤。

为防止这一问题，通常采用的工艺是将含铬水溶液注入包壳管内部，通过电解方式在包壳管上形成镀层。

然而，此前在铬镀层中使用的直流（Direct Current）及脉冲电流（Pulse Current）电镀方式，电流仅沿单一方向流动，水在分解过程中产生的氢气或杂质会被卷入镀层中，从而引发问题。这会在镀层中形成裂纹，并成为核燃料与包壳管发生FCCI反应的诱因。

为解决上述问题，先进核燃料技术开发部研究团队在 Park Seunghwan 博士带领下，采用“脉冲—反向电流（Pulse-Reverse Current）电镀方式”，以每秒100次以上的频率反复改变电流方向，在55摄氏度条件下对包壳管内部进行30分钟铬镀覆，成功开发出相关技术。

原子能研究院研究人员正在测试用于保护SFR核燃料包壳管的脉冲反向电流涂层技术。韩国原子能研究院提供

该技术通过快速改变电流方向，阻止杂质附着于镀层表面，从而实现纯铬镀层的制备。

借此，研究团队成功制备出厚度为20微米且均匀的镀层，将相较于传统方法的镀层厚度误差缩小至原来的三分之一。

韩国原子能研究院已完成该技术的国内专利申请，今后计划向相关企业转让这一技术。

先进核燃料技术开发部部长 Kim Junhwan 表示：“研究团队开发的核燃料包壳管脉冲—反向电流电镀工艺将成为SFR反应堆材料制造的核心技术之一。韩国原子能研究院今后也将继续致力于开发可强化下一代反应堆安全性的核燃料系统。”

本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。