俄罗斯莫斯科工程物理学院研制高温气冷堆微燃料无损检测装置

近日，俄罗斯国家研究型核大学“莫斯科工程物理学院”(MEPhI)核反应堆理论与实验物理教研室副教授塔季扬娜·鲍里索夫娜·阿列耶娃(Tatyana Borisovna Aleyeva)领导的科研团队宣布，即将完成一套用于创新型高温气冷堆(HTGR)燃料芯块铀含量无损检测的实验装置研制。

据悉，正在设计的 200 兆瓦高温气冷堆堆芯出口氦气温度可达 850°C，旨在为核能大规模制氢工艺站(AETS)提供高势位热能。其燃料采用高 5 厘米、直径 12.5 毫米的石墨圆柱体芯块，每个芯块内均匀分布着约 4000 个直径小于 1 毫米、带有二氧化铀核芯及多层陶瓷包壳的微燃料颗粒。针对复杂制造工艺带来的颗粒数量与铀富集度偏差问题，高精度的无损检测成为保障燃料质量的关键。

该检测装置基于主动中子法研制。系统利用重约 3 吨的石墨慢化立方体与钚-铍(Pu-Be)同位素中子源产生热中子流，诱发芯块内部的铀发生受激裂变;上方设置带镉屏蔽层的氦-3(He-3)计数管探测单元，通过记录快中子响应强度并与标准样品进行对比，实现高灵敏度、低本底的相对定量测量。

莫斯科工程物理学院研制的这套装置能够确保新鲜燃料芯块在装入燃料组件(TVS)前完成高精度的铀含量校验。这一技术突破填补了俄罗斯高温气冷堆燃料生产工艺链中的核心质量检测环节，为后续工业级核能制氢示范工程的建设奠定了坚实的技术基础。