目录
第1篇基础篇
第1章核能利用与核能用材料概述
1.1核能基础知识
1.1.1核反应
1.1.2中子截面
1.1.3中子慢化
1.1.4核裂变与衰变
1.2核能利用现状
1.2.1裂变反应堆
1.2.2核武器
1.2.3核动力装置
1.3世界商用核电站发展历程
1.3.1核电发展历程
1.3.2世界核电发展现状
1.3.3中国核电发展现状
1.4商业反应堆的发展
1.4.1商业反应堆类型
1.4.2商业反应堆发展历程
1.4.3其他先进核能系统
1.5核燃料与材料
1.5.1核燃料
1.5.2核用材料
1.5.3反应堆先进核燃料和材料性能要求
参考文献
第2章核材料基础
2.1材料科学基础概述
2.1.1材料的晶体结构
2.1.2材料的相结构
2.1.3材料中的缺陷
2.2材料的基本制备方法
2.2.1粉体制备方法
2.2.2金属工艺
2.2.3陶瓷工艺
2.2.4涂层工艺
2.3材料表征方法
2.3.1形貌观测
2.3.2成分分析
2.3.3结构分析
2.3.4表面化学状态分析
2.3.5光谱分析技术
2.4材料辐照效应基础
2.4.1辐照损伤
2.4.2辐照缺陷
2.4.3辐照效应
2.4.4辐照效应实例
参考文献
第3章核燃料循环概述
3.1核燃料循环过程
3.1.1核燃料循环体系
3.1.2核燃料循环方式
3.2铀资源与铀矿冶
3.2.1铀资源的分类和分布
3.2.2铀矿石分类
3.2.3铀矿开采
3.2.4铀矿冶
3.3铀的转化
3.3.1以铀化学浓缩物为原料制备UO2
3.3.2UO2氢氟化制备UF4
3.3.3UF4制备UF6
3.3.4金属铀的制备
3.4铀浓缩
3.4.1气体扩散法
3.4.2气体离心法
3.4.3激光分离法
3.5燃料元（组）件制造
3.6堆内使用
3.6.1中子循环
3.6.2反应堆临界
3.7核燃料的后处理
3.7.1乏燃料后处理工艺
3.7.2乏燃料后处理工艺流程
参考文献
第2篇燃料篇
第4章金属及合金燃料
4.1金属铀
4.1.1铀的基本性质
4.1.2铀的辐照行为
4.2铀合金
4.2.1UMo合金
4.2.2UZr与UPuZr合金
4.3铀金属间化合物
4.3.1燃料结构
4.3.2UAl合金
4.3.3USi合金
4.3.4铀金属间化合物的辐照行为
4.4UZrH燃料体系
4.4.1UZrH燃料的应用
4.4.2UZrH燃料的基本性质
4.4.3UZrH燃料的制造
4.4.4UZrH燃料的辐照行为
参考文献
第5章氧化物燃料
5.1UO2的性质
5.1.1热学性质
5.1.2力学性能
5.1.3化学性质
5.2UO2芯块的制备
5.2.1UO2粉体的制备
5.2.2成型
5.2.3烧结
5.2.4磨削
5.2.5完美燃料芯块
5.2.6可燃毒物UO2芯块制备
5.3UO2燃料棒的制造
5.3.1燃料棒的基本结构
5.3.2包壳材料
5.3.3燃料棒的制造和检测工艺
5.4商业堆中的UO2燃料组件
5.4.1我国水堆燃料组件发展现状
5.4.2压水堆燃料组件
5.4.3沸水堆燃料组件
5.4.4重水堆燃料组件
5.5UO2燃料棒的堆内辐照行为
5.5.1UO2芯块的堆内行为
5.5.2锆合金包壳的堆内行为
5.5.3燃料棒运行破损率
参考文献
第6章非氧化物燃料
6.1碳化物燃料
6.1.1晶体结构与相图
6.1.2碳化物燃料的制备
6.1.3碳化物燃料的性能
6.2氮化物燃料
6.2.1晶体结构与相图
6.2.2氮化物燃料的制备
6.2.3氮化物燃料的性能
6.3非氧化物燃料的辐照效应
6.3.1碳化物燃料的辐照效应
6.3.2氮化物燃料的辐照效应
参考文献
第7章复合燃料及嬗变靶材
7.1复合燃料
7.1.1复合燃料的分类
7.1.2复合燃料的主要结构形式
7.1.3复合燃料设计的理论基础
7.1.4复合燃料制造
7.1.5复合燃料的性能
7.2惰性基体燃料
7.2.1制备方法
7.2.2燃料性能
7.3含锕系元素燃料与嬗变靶材
7.3.1锕系元素
7.3.2嬗变
7.3.3含锕系元素核燃料
7.3.4含锕系元素燃料制备工艺
7.3.5加速器驱动次临界系统
参考文献
第8章高温气冷堆燃料
8.1高温气冷堆及其发展历程
8.2高温气冷堆燃料设计
8.2.1反应堆固有安全性理念
8.2.2高温气冷堆燃料元件设计
8.3高温气冷堆燃料元件制备
8.3.1溶胶凝胶法制备UO2核芯颗粒
8.3.2流化床化学气相沉积法制备TRISO型包覆燃料颗粒
8.3.3冷准等静压法制备球形燃料元件
8.3.4高温气冷堆燃料元件的性能检测
8.3.5高温气冷堆燃料元件商业生产线的建立
8.4高温气冷堆燃料的失效形式及堆内考验
8.4.1燃料元件制造中的破损
8.4.2包覆燃料颗粒失效
8.4.3燃料元件失效
8.4.4高温气冷堆堆内辐照试验
8.5高温气冷堆新型核燃料研究
参考文献
第9章钠冷快中子增殖堆燃料
9.1快中子堆及其发展历程
9.1.1快中子堆的特点
9.1.2国外快堆发展历史及现状
9.1.3中国快堆发展现状
9.2核燃料增殖原理及运行物理机制
9.2.1中子谱
9.2.2中子动力学
9.2.3快堆增殖特性
9.3钠冷快堆系统
9.3.1钠冷快堆系统布置
9.3.2钠冷快堆材料体系
9.4钠冷快堆燃料组件
9.4.1燃料组件的特征
9.4.2燃料棒结构
9.4.3燃料组件结构
9.4.4其他组件
9.5MOX燃料
9.5.1MOX燃料的主要特征
9.5.2MOX燃料制备
9.6快堆燃料堆内行为
9.6.1燃料棒运行条件
9.6.2快堆燃料堆内辐照效应
9.7钠冷快堆燃料的发展趋势
9.7.1结构材料体系的发展趋势
9.7.2燃料元件的发展趋势
9.7.3燃料发展前沿
参考文献
第10章其他第四代反应堆燃料
10.1铅合金液态金属冷却堆燃料
10.1.1铅冷快堆简介
10.1.2铅冷却剂的物理特性
10.1.3核燃料与结构材料
10.1.4发展历程及未来方向
10.2气冷快堆燃料
10.2.1气冷快堆简介
10.2.2气冷快堆燃料类型
10.2.3核燃料的辐照考验
10.3超临界水堆燃料
10.3.1超临界流体
10.3.2超临界水堆
10.3.3燃料设计
10.3.4超临界水堆对材料的要求
10.4熔盐堆燃料
10.4.1熔盐堆简介
10.4.2熔盐堆的发展
10.4.3熔盐堆燃料类型
10.4.4熔盐堆用材料
参考文献
第3篇材料篇
第11章反应堆用功能材料与结构材料
11.1反应堆控制材料
11.1.1核反应堆的反应性控制
11.1.2控制棒
11.1.3中子吸收材料
11.2反应堆屏蔽材料
11.2.1γ射线屏蔽材料
11.2.2中子屏蔽材料
11.2.3屏蔽材料分类
11.3反射层材料
11.3.1主要反射层材料
11.3.2制备工艺
11.4反应堆结构材料
11.4.1反应堆用低合金高强度钢
11.4.2反应堆用不锈钢
11.4.3反应堆用高温合金
参考文献
第12章反应堆用炭材料
12.1炭材料的结构
12.1.1炭材料的结构多样性
12.1.2石墨的结构类型
12.1.3炭材料的石墨化
12.2炭材料在反应堆中的应用及发展概况
12.2.1炭材料在反应堆中的应用
12.2.2高温气冷堆中的炭材料
12.3核用石墨材料的生产和显微结构
12.3.1核用石墨的生产过程
12.3.2核用石墨的显微结构
12.4石墨材料的性能
12.4.1物理性能
12.4.2机械性能
12.4.3热学性能
参考文献
第13章聚变堆用材料
13.1聚变堆原理
13.1.1聚变反应
13.1.2磁性约束
13.1.3惯性约束
13.2聚变反应堆材料
13.2.1热核材料
13.2.2第一壁材料
13.2.3高热流部件材料
13.2.4面向等离子体材料
13.2.5氚增殖材料
13.2.6功能材料
13.3核聚变在我国的发展
参考文献
第4篇发展篇
第14章先进核燃料与材料中的数值模拟
14.1数值模拟简介
14.1.1数值模拟的重要性
14.1.2数值模拟方法多尺度分析
14.2先进核燃料与材料中的数值模拟归类
14.3先进核燃料与材料模拟实际应用举例
14.3.1性质模拟——含裂变气体的UO2热导率MD模拟
14.3.2制备模拟——流化床化学气相沉积CFDDEMCVD模拟
14.3.3性能模拟——基体石墨表面吸附性能DFT模拟
14.3.4服役性能模拟——包覆颗粒受力有限元模拟
14.4先进核燃料与材料中数值模拟未来发展趋势
参考文献
第15章纳米结构与核燃料
15.1纳米材料的性能
15.2纳米核燃料
15.2.1核燃料纳米颗粒
15.2.2纳米核燃料芯块
15.3核用纳米结构材料
15.3.1纳米结构的抗辐照性能
15.3.2纳米结构对力学性能的提升
15.3.3纳米涂层
15.4核用纳米功能材料
15.4.1纳米冷却流体
15.4.2纳米核素识别材料
15.4.3纳米吸附材料
参考文献
第16章事故容错燃料
16.1事故容错燃料设计理念及发展
16.1.1事故容错燃料的定义及设计理念
16.1.2事故容错燃料的发展历程及现状
16.2事故容错燃料芯块研究
16.2.1改进型UO2芯块
16.2.2高铀密度芯块
16.2.3全陶瓷微封装芯块
16.3事故容错燃料包壳研究
16.3.1事故容错燃料包壳基本要求和类型
16.3.2Zr合金表面涂覆
16.3.3SiCf/SiC复合材料包壳
16.3.4FeCrAl合金包壳
16.3.5Mo及Mo合金包壳
16.3.6MAX相材料包壳
16.3.7ODS合金包壳
16.4事故容错燃料发展展望
参考文献
附录
