碳化硅在核燃料包壳中的应用

核燃料元件是核电站的核心部件，由核燃料与包壳组成。核燃料包壳是核反应发生的容器，又是盛放核反应放射性产物的容器。核燃料包壳在核电站中发挥着至关重要的作用。在核电站运行期间，核燃料包壳的工作条件是：强烈的中子流辐照，高速冷却剂流的侵蚀、腐蚀，裂变产物的腐蚀，高温、高压与机械应力的作用。

为了保证核电站的安全性和可靠性，就必须制备合适的核燃料包壳。目前国内外核燃料包壳普遍使用的材料主要是锆及锆合金，而碳化硅陶瓷复合材料包壳是近年来国际上高度关注的新应用研究方向。

碳化硅是共价键性极强的化合物，其独特的分子结构决定了这种材料具有很高的稳定性。碳化硅的性能特点是：高温下强度大、硬度高、耐磨损性好、抗热冲击性好、热导率大、抗氧化性强、耐化学腐蚀，中子吸收截面较小，固有活性低，衰变热低，辐照尺寸稳定性好。材料领域制备成了不同密度的碳化硅，致密碳化硅可以形成密封的容器，疏松碳化硅可以吸收气体裂变产物。这些独特的性能使碳化硅材料在核燃料包壳领域展示出巨大的发展潜力。