一項國際合作研究提出一種新型復(fù)合核燃料設(shè)計，通過在鈾鉬金屬基體中嵌入氮化鈾納米顆粒，來提升核燃料在極端輻射環(huán)境下的性能與穩(wěn)定性。該研究發(fā)表于《先進(jìn)材料界面》期刊，旨在為下一代核反應(yīng)堆開發(fā)更安全、耐久的燃料方案。

　　目前金屬核燃料在輻照下會膨脹并與包裹它的包殼材料接觸，裂變副產(chǎn)物與包殼的長期作用可能導(dǎo)致其劣化，影響反應(yīng)堆壽命與安全。密西西比大學(xué)機(jī)械工程系副教授Samrat Choudhury指出：“目前核燃料，特別是金屬燃料，存在的主要問題之一是，在輻照過程中，燃料材料會膨脹并與周圍的包殼材料接觸。”研究團(tuán)隊的思路是，利用氮化鈾納米顆粒與金屬燃料基體之間的界面，在裂變產(chǎn)物到達(dá)包殼前就將其捕獲。

　　這項設(shè)計有助于提升核能效率并減少廢物。Choudhury解釋道：“如果我們能更長時間地利用這種燃料，就有可能減少我們產(chǎn)生的廢物量。核能面臨的主要障礙之一就是它會產(chǎn)生大量的核廢料。”通過延長燃料在堆內(nèi)的有效運行時間，可以減緩乏燃料的積累速度。愛達(dá)荷大學(xué)核工程系主任Indrajit Charit補充道，該研究也有助于提高燃料的燃耗和效率。

　　盡管該復(fù)合核燃料設(shè)計在原理上展現(xiàn)出潛力，但要走向?qū)嶋H應(yīng)用仍需進(jìn)一步驗證。研究人員表示，下一步需要籌集資金以完善技術(shù)，并在真實條件下測試其安全性，之后才可能尋求與工業(yè)界的合作。這項工作是開發(fā)高性能核燃料材料的重要一步。

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