以鉛鉍合金（LBE）為散裂靶或冷卻劑的ADS系統中，將氧含量控制在一定的合理范圍時，一方面可以避免生成氧化鉛殘留物導致的回路堵塞和安全事故的發生，另一方面可以保證在鐵基結構材料表面形成一層自修復的保護性氧化層以減輕LBE對結構材料的進一步腐蝕，延長服役壽命。因此，LBE中氧含量控制與測量對ADS系統穩定、安全運行是至關重要的。
近日，中國科學院近代物理研究所先進核能材料研究室科研人員在LBE中氧含量控制與測量方面取得重要進展，以Y2O3-ZrO2（YSZ）、Bi2O3、Pt/Mo為基本材料，自主成功研制出可靠性高、準確性好、穩定性優良的氧傳感器，在LBE環境中對該氧傳感器進行了嚴格的測試試驗并對其性能進行了評估。以此傳感器的測量數據作為反饋信號進行了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，最低達到了-12。
與德國Karlsruhe Institute of Technology（KIT）研制的Pt-air氧傳感器的對比實驗結果表明，該氧傳感器實驗溫度范圍更寬，測量精度更高。
該研究成果得到中科院戰略性先導科技專項“未來先進核裂變能—ADS嬗變系統”項目的資助。
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氧傳感器對比結果
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