核电厂材料

本书系统介绍了核反应堆堆型以及核电厂所用材料、材料特性和材料所面临的挑战、材料设计和寿命管理的理论知识。本书共分8章，分别介绍了核电厂部件及其制造技术、核材料的力学性能、辐照损伤、核电厂中的环境损伤、优选的力学试验和分析方法以及核电厂材料的设计、寿命和残余寿命。本书是一本的关于核电厂材料问题的专著，可供核电厂方面从业人员以及核工程专业和核电材料专业学生们学习和使用。

上海核工程研究设计院诞生于1970年2月8日，原名728工程研究设计院，现隶属于国家电力投资集团公司，以核电厂的研发、设计、运行服务为主营业务，具有工程设计、工程咨询、工程造价咨询、建设项目环境影响评价等甲级资质。上海核工院完成了中国核电“三个靠前”，即完成了我国靠前座自行设计、自行建造核电站（秦山30万千瓦核电站）、靠前座出口核电工程（巴基斯坦恰希玛30万千瓦核电站）的设计，以及靠前座重水反应堆秦山三期核电工程的技术支持和工程建造管理工作。目前，正承担着三代核电技术AP1000的引进消化吸收和再创新任务，从事AP1000依托项目设计、CAP1000标准设计、大型优选压水堆核电站重大专项CAP1400示范工程的研发与设计，以及其它核电工程研发设计与技术服务。

1核电厂
1.1当前反应堆
1.1.1压水反应堆
1.1.2沸水反应堆
1.1.3CANDU反应堆
1.1.4先进气体反应堆
1.2反应堆概念的改进和发展
1.2.1先进轻水反应堆
1.2.2先进重水反应堆
1.2.3小型模块化反应堆
1.2.4先进的新型反应堆概念
1.3中子谱、快堆和燃料循环
1.3.1中子谱
1.3.2燃料循环
1.4第四代核电站
1.4.1钠冷快堆
1.4.2铅冷快堆
1.4.3超高温反应堆系统
1.4.4气冷快堆系统研发
1.4.5超临界水堆
1.4.6熔盐堆
1.5其他先进的核电站概念
1.5.1行波反应堆
1.5.2加速器驱动系统
1.5.3空间核电站
1.5.4核聚变
1.6核能与电能和热能的转化
参考文献
2材料
2.1简介
2.2基础知识
2.2.1点缺陷
2.2.2线缺陷
2.2.3面缺陷
2.2.4扩散过程
2.2.5二元相图
2.3核材料的种类
2.3.1钢
2.3.2高温合金
2.3.3难熔合金
2.3.4锆合金
2.3.5金属间化合物
2.3.6纳米结构材料
2.3.7陶瓷材料
2.3.8涂料
参考文献
3组件及生产
3.1核电站组件
3.1.1容器
3.1.2燃料元件
3.1.3控制杆
3.1.4其他反应堆内部结构
3.1.5管道和蒸汽发生器
3.1.6中间热交换器
3.1.7能源转换系统
3.1.8核裂变材料
3.1.9融合
3.2生产技术
3.2.1熔化
3.2.2塑形
3.3粉末冶金
3.3.1粉末生产
3.3.2粉末压制
3.4石墨
3.5纤维增强材料
3.6融合过程
3.6.1埋弧焊和钨极氩弧焊
3.6.2焊缝缺陷
3.6.3其他粘结方法
3.7涂层和表面处理
3.7.1内衬
3.7.2化学气相沉积
3.7.3物理气相沉积
3.7.4热喷涂
3.7.5其他表面处理
参考文献
4核材料的力学性能
4.1简介
4.2材料强度
4.2.1单晶塑性变形
4.2.2应力-应变曲线
4.2.3强化机制
4.3韧性
4.3.1冲击试验和断裂面转变温度
4.3.2断裂韧性
4.4蠕变
4.4.1蠕变曲线
4.4.2应力断裂曲线
4.4.3金属热蠕变的机制的
4.4.4蠕变损伤
4.4.5应力断裂数据外推法
4.4.6蠕变裂纹扩展
4.4.7核电站陶瓷材料的热蠕变
4.5疲劳
4.5.1简介
4.5.2基本原则
4.5.3疲劳结果的表示
4.5.4疲劳裂纹扩展
4.5.5疲劳现象
4.5.6蠕变疲劳相互作用
参考文献
5辐射损伤
5.1简介
5.2早期辐射损伤
5.3辐射产生的点缺陷的应对
5.3.1温度的影响
5.3.2晶格类型影响
5.3.3化学成分的影响
5.4其他类型的辐射损伤
5.4.1辐射引起的离析（RIS）
5.4.2辐射析出
5.4.3非晶化
5.4.4异类原子的生成
5.5辐射导致的尺寸变化
5.5.1辐射肿胀
5.5.2辐射蠕变
5.6高温辐射效应
5.7辐射对力学性能的影响
5.7.1强度和韧性
5.7.2辐射对疲劳和疲劳裂纹扩展的影响
5.7.3蠕变和蠕变疲劳
5.8非金属结构材料的辐射损伤
5.8.1石墨
5.8.2碳化硅
5.9组件辐射损伤
5.9.1轻水反应堆
5.9.2先进反应堆的辐射损伤
参考文献
6核电站的环境损害
6.1腐蚀的基础知识
6.1.1腐蚀的形式
6.1.2腐蚀试验
6.1.3应力腐蚀开裂（SCC）
6.1.4腐蚀和疲劳载荷
6.1.5高温的影响
6.2轻水反应堆的环境影响
6.2.1基础知识
6.2.2压力边界
6.2.3反应堆内部
6.2.4锆合金包层腐蚀
6.3先进反应堆的环境影响
6.3.1钠冷快堆
6.3.2高温气体反应堆
6.3.3其他高级核电站
6.4核聚变
参考文献
7先进的机械测试和分析方法
7.1简介
7.2微机械测试
7.2.1疲劳裂纹扩展试验
7.2.2断裂韧性试验
7.2.3剪切冲压
7.2.4微纳米硬度测试
7.2.5微量样品的压缩和拉伸试验
7.3先进的辅助设备
7.3.1辐射
7.3.2利用聚焦离子束制备微量样品
7.3.3微量样品几何变化的测量
7.4显微组织调查
7.4.1扫描电子显微镜
7.4.2透射电子显微镜
7.4.3其他分析技术
7.4.4光束线分析
7.5建模技术
7.5.1第一原则
7.5.2分子动力学
7.5.3蒙特卡罗动力学和速率理论
7.5.4位错动力学
7.5.5热力学计算
7.5.6多尺度建模的一些结果
7.6展望
参考文献
8设计、生命周期和剩余寿命
8.1简介
8.2负荷和应力的组件
8.2.1等效应力
8.2.2凹位
8.3代码和设计规则
8.3.1代码的一般结构
8.3.2材料选择问题
8.4材料性能数据库需求
8.5无损检测/评估
8.5.1一般注意事项
8.5.2无损检测技术
8.5.3先进的材料特性
8.5.4先进核能系统的无损检测
8.5.5反应堆压力容器案例
8.6电厂寿命管理和电厂延寿
参考文献