以鉛鉍合金（LBE）為散裂靶或冷卻劑的ADS系統(tǒng)中，將氧含量控制在一定的合理范圍時(shí)，一方面可以避免生成氧化鉛殘留物導(dǎo)致的回路堵塞和安全事故的發(fā)生，另一方面可以保證在鐵基結(jié)構(gòu)材料表面形成一層自修復(fù)的保護(hù)性氧化層以減輕LBE對(duì)結(jié)構(gòu)材料的進(jìn)一步腐蝕，延長(zhǎng)服役壽命。因此，LBE中氧含量控制與測(cè)量對(duì)ADS系統(tǒng)穩(wěn)定、安全運(yùn)行是至關(guān)重要的。
近日，中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所先進(jìn)核能材料研究室科研人員在LBE中氧含量控制與測(cè)量方面取得重要進(jìn)展，以Y2O3-ZrO2（YSZ）、Bi2O3、Pt/Mo為基本材料，自主成功研制出可靠性高、準(zhǔn)確性好、穩(wěn)定性優(yōu)良的氧傳感器，在LBE環(huán)境中對(duì)該氧傳感器進(jìn)行了嚴(yán)格的測(cè)試試驗(yàn)并對(duì)其性能進(jìn)行了評(píng)估。以此傳感器的測(cè)量數(shù)據(jù)作為反饋信號(hào)進(jìn)行了LBE中氧含量控制研究，氧含量從飽和值分別控制到了logC0(wt.%)=-4、-5、-6、-7、-8，最低達(dá)到了-12。
與德國(guó)Karlsruhe Institute of Technology（KIT）研制的Pt-air氧傳感器的對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該氧傳感器實(shí)驗(yàn)溫度范圍更寬，測(cè)量精度更高。
該研究成果得到中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)“未來(lái)先進(jìn)核裂變能—ADS嬗變系統(tǒng)”項(xiàng)目的資助。
圖1.自主研制的Bi-Bi2O3型氧傳感器
圖2.LBE中氧含量控制效果
圖3.自主研制的Bi-Bi2O3氧傳感器與KIT Pt-air氧傳感器對(duì)比結(jié)果
化學(xué)慧納米材料系列產(chǎn)品
