憑借完善的核研究組合和澳大利亞唯一的核反應(yīng)堆 OPAL 的運行，ANSTO 科學(xué)家對當(dāng)前、先進(jìn)和未來核技術(shù)系統(tǒng)的燃料進(jìn)行基礎(chǔ)和應(yīng)用研究。
一群成就卓著、經(jīng)驗豐富的研究人員為 ANSTO 的主權(quán)核能力做出了貢獻(xiàn)，他們開展的調(diào)查支持 OPAL 多用途反應(yīng)堆的高性能，并為更廣泛的國際核工業(yè)做出貢獻(xiàn)。
Gordon Thorogood 教授是一位多才多藝的科學(xué)家，在研究核燃料和廢物形式方面擁有豐富的經(jīng)驗
“ANSTO 從運營初期就開始研究核燃料。我們建立在一代材料科學(xué)、化學(xué)和物理學(xué)研究人員的貢獻(xiàn)之上。這已經(jīng)發(fā)展成為今天的核心能力。我們的科學(xué)家Gordon Thorogood 教授、 A/Prof Ondrej Muránsky、Meng Jun Qin博士、Zhaoming Zhang博士、Gregory Lumpkin博士和Warwick Payten 博士因其專業(yè)知識而享譽國際，”核燃料循環(huán)研究負(fù)責(zé)人 Mihail Ionescu 教授說在安斯托。
“我們的核燃料研究團(tuán)隊正在開展核燃料方面的工作，以提高核反應(yīng)堆的安全性和可靠性。這包括目前正在運行的大多數(shù)反應(yīng)堆中使用的氧化鈾燃料和非氧化物燃料，例如基于碳化物和氮化物的燃料，以及下一代燃料，”Ionescu 教授說。
一些研究涉及著名的國際合作伙伴，包括法國替代品和原子能機(jī)構(gòu)(CEA)、愛達(dá)荷州國家實驗室、第四代反應(yīng)堆論壇和國際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)。
張兆明博士在利用核技術(shù)研究鈾氧化物方面做出了重大貢獻(xiàn)
我們的研究人員使用 ANSTO 的一系列能力來合成和表征核材料、處理“活性”(放射性)樣品的設(shè)施、分析化學(xué)實驗室、用于研究結(jié)構(gòu)和功能特性的儀器以及計算機(jī)建模。
“因為材料的特性在很大程度上取決于組成原子、雜質(zhì)和缺陷的相對位置，我們需要從最基本的層面進(jìn)行理解。”
“即使經(jīng)過數(shù)十年的研究以更清楚地了解原子水平上發(fā)生的事情，我們?nèi)栽趯W(xué)習(xí)有關(guān)核燃料的知識。”
秦孟軍博士在核燃料研究中使用計算模型
計算和多尺度建模很有用，因為它可以預(yù)測合成燃料材料的結(jié)構(gòu)和性能以及制造過程，以及在反應(yīng)堆內(nèi)使用期間的性能。
“燃料的復(fù)雜原子結(jié)構(gòu)的計算模型特別有用，不需要直接處理放射性物質(zhì)，”約內(nèi)斯庫教授說。
“然而，我們運營的實驗室專為處理活性樣品而設(shè)計，并且在處理這些樣品方面擁有先進(jìn)的專業(yè)知識，可以對計算模型進(jìn)行內(nèi)部實驗驗證。”
我們小組發(fā)表了許多關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的突破性研究，這些研究對核燃料有影響。
A/Prof Ondrej Muránsky 是分析和預(yù)測極端條件下核材料行為的專家
“任何對結(jié)構(gòu)和性能的預(yù)測都需要通過實驗活動來驗證，包括機(jī)械測試、電子顯微鏡、澳大利亞中子散射中心的中子儀器和澳大利亞同步加速器的 X 射線束線，以及使用我們的加速器進(jìn)行的離子輻照。加速器科學(xué)中心、電子顯微鏡和專門的伽馬輻照設(shè)施”，他補充道。
離子束輻照用于模擬在運行反應(yīng)堆中暴露于中子多年后材料發(fā)生的一些變化。
燃料中的鈾和其他錒系元素經(jīng)受反應(yīng)堆運行環(huán)境中的極端條件，例如高溫、輻射、腐蝕和壓力。
事實證明，建模對于核工業(yè)和其他工業(yè)中使用的工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計和維護(hù)也非常有用。這有助于減少設(shè)計公差并預(yù)測特定工廠組件的剩余使用壽命，從而提高安全性并降低成本。
對在極端環(huán)境中運行的材料(例如熔鹽反應(yīng)堆)進(jìn)行的合作研究正在使人們更好地了解材料的降解。
研究熔鹽作為潛在的核燃料是第四代反應(yīng)堆設(shè)計和用作可再生能源存儲介質(zhì)的一個有前途的研究領(lǐng)域。
還關(guān)注先進(jìn)燃料，例如事故容錯燃料，這些燃料使用新材料來減少氫的積聚，提高裂變產(chǎn)物的保留，并且在結(jié)構(gòu)上更能抵抗極端條件。
下一代核反應(yīng)堆的核燃料可以更持久、更便宜、提供更多能量、提供以前燃料的一些回收、更容易加燃料、更容易儲存和處置，并且具有抗擴(kuò)散性。
ANSTO 核燃料研究人員有助于更好地了解惰性基質(zhì)燃料(不含鈾)。
