近期,核能安全技术研究所与国内特钢企业合作,成功实现了中国低活化马氏体钢(CLAM)工业规模批量生产。单个铸锭达到6.4吨,生产工艺可重复,成分均匀性好,型材基本力学性能达到国际同类材料水平。6吨级CLAM钢的成功制备标志着我国突破了聚变堆用低活化铁素体/马氏体(RAFM)钢工业化生产的技术瓶颈,在低活化钢规模制备方面达到国际先进水平。
低活化钢是一种高纯净核级材料,由于其具有良好的抗中子辐照性能和低活化特性及相对成熟的工业技术基础,被普遍认为是未来聚变示范堆和首座商用聚变电站的首选结构材料。一座聚变示范堆大约需要使用3500吨低活化钢,因此冶炼规模是低活化钢能否实现工业应用的关键问题之一。为满足国际热核聚变实验堆(ITER)和未来聚变动力示范堆的建造需求,欧盟、日本和中国等ITER参与方均开展了RAFM钢的工业规模化研发工作。
核能安全技术研究所/FDS团队自2001年以来,在国家自然基金、中科院知识创新工程、科技部国际合作项目和国家磁约束核聚变能发展研究专项等项目支持下,通过与国内外相关科研单位的合作,主持开展了CLAM钢研发工作。经过近15年的技术攻关,FDS团队打破了国际上的技术垄断,于2015年成功制备出6.4吨规模的CLAM钢铸锭,其主成分稳定可控,杂质元素尤其是易活化元素均控制在50ppm以下,型材的基本力学性能与国外发展三十多年的同类材料Eurofer97和F82H性能相当,这标志着我国成为继欧盟和日本之后第三个成熟掌握了低活化钢工业规模制备技术的国家。目前CLAM钢已被科技部确定为中国ITER实验包层的首选结构材料。
6吨级CLAM钢铸锭
大尺寸CLAM钢材板