SiGA 編織碳化硅核燃料包層(圖片來源：GA)

通用原子公司電磁系統(tǒng)公司 (GA-EMS) 通過事故容錯燃料計劃與美國能源部 (DOE) 簽訂合同，以推進碳化硅燃料包覆技術，從而提高美國核反應堆群的效率和安全性。

SiGA 是一種碳化硅復合材料，由于其硬度高且能夠承受極高的溫度，幾十年來一直用于工業(yè)用途。它現(xiàn)在成為開發(fā)核反應堆燃料棒的基礎，這種燃料棒能夠承受的溫度遠遠超過目前材料(如鋯合金)所能承受的溫度。

GA-EMS 已成功制造出碳化硅核燃料包層管。該公司的技術將碳化硅纖維融入包層中。這種組合創(chuàng)造了一種非常堅韌耐用的工程碳化硅復合材料，可承受高達 3800°F (2093°C) 的溫度 - 比鋯合金的熔點高出約 500 度。

GA-EMS 已經(jīng)制造出 6 英寸(15 厘米)長的 SiGA 小棒和 3 英尺(91 厘米)長的包層樣品，符合嚴格的核電反應堆級要求，并將在美國能源部愛達荷國家實驗室進行輻照測試。

最近的研究表明，該工藝可擴展至全長 12 英尺(3.6 米)的燃料棒。

GA-EMS 總裁 Scott Forney 表示：“此次 12 英尺長的 SiGA 包層制造演示是我們將這項創(chuàng)新技術推向市場的重要里程碑。我們一直在執(zhí)行一項戰(zhàn)略制造和測試計劃，并提高制造效率和擴大這一有利產(chǎn)品的規(guī)模，包括通過與國家實驗室合作測試活動來展示包層堅固性。”

GA-EMS 核技術與材料副總裁 Christina Back 補充道：“SiGA 包層的設計旨在提高現(xiàn)有核反應堆機組的安全性和可負擔性。這種材料的核心穩(wěn)定性可以減少核心燃料的更換頻率，這將提高核電站的經(jīng)濟效益，同時在發(fā)生事故的情況下提供額外的燃料保護。”

“這一制造里程碑表明，整個部件長度和整個生產(chǎn)批次的性能均一性極佳。隨著我們繼續(xù)驗證我們的放大工作，這些在 6 英寸到 3 英尺長度范圍內(nèi)展示的關鍵性能指標將繼續(xù)成為 SiGA 技術在全長度范圍內(nèi)的標志。”

GA-EMS 表示，除了擴大制造技術和工藝改進外，它還專注于 SiGA 燃料棒的先進性能測試和建模工具開發(fā)。

GA 最初為其能量倍增模塊 (EM2) 小型模塊化反應堆設計開發(fā)了 SiGA 復合材料。這是其燃氣輪機模塊化氦反應堆 (GT-MHR) 設計的改進版本。

2020 年 2 月，F(xiàn)ramatome 和 GA 同意通過熱機械和腐蝕測試評估在燃料通道應用中使用 SiGA 的可行性。長期目標是展示全長燃料通道的輻照，以支持許可和商業(yè)化。