日前，中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院核能安全技術(shù)研究所與國內(nèi)特鋼企業(yè)合作，成功實現(xiàn)了低活化馬氏體鋼工業(yè)規(guī)模批量生產(chǎn)。

    低活化鋼是一種高純凈核級材料，由于其具有良好的抗中子輻照性能和低活化特性及相對成熟的工業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)，被普遍認為是未來核聚變堆和商用核聚變電站的首選結(jié)構(gòu)材料。低活化馬氏體鋼是中國從2001年開始研發(fā)的一種具有自主知識產(chǎn)權(quán)的低活化鋼，此前一直處于實驗室研制和工業(yè)中試生產(chǎn)規(guī)模。
 

核反應(yīng)堆模型，圖片源于網(wǎng)絡(luò)
 

    中科院專家介紹，一座核聚變示范堆大約需要使用3500噸低活化鋼，因此冶煉規(guī)模是低活化鋼能否實現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用的關(guān)鍵問題之一。為滿足國際熱核聚變實驗堆和未來核聚變動力示范堆的建造需求，歐盟、日本和中國等國際熱核聚變實驗堆參與方均開展了低活化鋼的工業(yè)規(guī)模化研發(fā)工作。

    中科院核能安全技術(shù)研究所相關(guān)團隊自2001年以來，在國家自然基金、中科院知識創(chuàng)新工程、科技部國際合作項目和國家磁約束核聚變能發(fā)展研究專項等項目支持下，通過與國內(nèi)外相關(guān)科研單位的合作，主持開展了低活化鋼研發(fā)工作。

    經(jīng)過近15年的技術(shù)攻關(guān)，中科院團隊打破了國際上的技術(shù)壟斷，于近期成功制備出6.4噸規(guī)模的低活化馬氏體鋼鑄錠，其主成分穩(wěn)定可控，雜質(zhì)元素控制在極低水平，型材的基本力學(xué)性能與國外同類材料性能相當。這標志著中國成為繼歐盟和日本之后第三個成熟掌握了低活化鋼工業(yè)規(guī)模制備技術(shù)的國家。目前低活化馬氏體鋼已被科技部確定為中國ITER實驗包的首選結(jié)構(gòu)材料。

    美、法等國在20世紀80年代中期發(fā)起國際熱核聚變實驗堆計劃，旨在建立世界上第一個受控?zé)岷司圩儗嶒灧磻?yīng)堆，為人類輸送巨大的清潔能量。這一過程與太陽產(chǎn)生能量的過程類似，因此受控?zé)岷司圩儗嶒炑b置也被俗稱為“人造太陽”。中國是國際熱核聚變實驗堆的參與國之一。

    CLAM鋼

    中國低活化馬氏體鋼（China Low Activation Martensitic steel）

    CLAM鋼是低活化鐵素體/馬氏體鋼鋼 （RAFM）的一種。由中國科學(xué)院FDS團隊在國家自然科學(xué)基金、中科院知識創(chuàng)新工程、973 計劃等項目的支持下與國內(nèi)外多家研究所和大學(xué)共同設(shè)計和研發(fā)的具有中國自主知識產(chǎn)權(quán)的、成分及性能優(yōu)化的RAFM鋼。

    低活化鐵素體/馬氏體鋼鋼（RAFM）具有較低的輻照腫脹和熱膨脹系數(shù)、較高的熱導(dǎo)率等優(yōu)良的熱物理、機械性能，以及相對較為成熟的技術(shù)基礎(chǔ)，因此被普遍認為是未來聚變示范堆和聚變動力堆的首選結(jié)構(gòu)材料。近幾年來我國的CLAM鋼研究取得了較大的進展，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到噸級的冶煉水平，性能與國外已經(jīng)發(fā)展多年的RAFM鋼（如EUROFER 97、JLF21等）的性能相當。

責(zé)任編輯：李玲珊

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