卢俊强，陈向阳，陈芙梁，冉 广，吴怡祯

(1.上海核工程研究设计院有限公司，上海 200233；2.厦门大学能源学院，厦门 361102)

0 引 言

第三代非能动核电厂使用中子吸收能力相对较弱的材料制成的控制棒对负荷进行跟踪或为反应堆全功率运行提供反应性控制，显著减少了冷却剂的日常处理量，增强了负荷跟踪能力，简化了化学和容积控制系统的设计和操作，提高了反应堆的安全性和经济性[1-2]。该类控制棒除应具有较低的反应性价值外，为了满足上述负荷跟踪或者反应性控制的精确性和稳定性，还应具有中子吸收能力不随其吸收中子嬗变而明显变化的特性。稀土元素铽具有较小的中子吸收能力，但该能力在吸收中子嬗变后而增大；稀土元素镝具有较大的中子吸收能力，但该能力在吸收中子嬗变后减小。将元素铽和镝按质量比7…3组合使用[3-4]，通过互相补偿可使得材料中子吸收能力基本不随其吸收中子嬗变而发生变化，从而满足该类控制棒的核特性要求。中子吸收材料在高温高压反应堆环境中服役时除了需要具有合适的中子吸收性能外，还应具有优良的力学性能、热物理性能、耐腐蚀性能和耐辐照性能。稀土元素铽和镝的化学活性很强，其纯金属难以直接应用。稀土钛酸盐Ln2TiO5(Ln代表稀土元素)具有良好的力学性能、热稳定性和耐腐蚀性能，以及优异的耐辐照性能，有望成为核工业领域中子吸收元素的重要载体，且部分材料已经开始得到应用。……