压水堆（PWR）核电厂一回路压力边界材料服役于高温高压水环境中，部分腐蚀产物（金属离子和氧化物颗粒）会释放到一回路循环水中。在过冷泡核沸腾工况下，金属离子和氧化物颗粒会沉积在包壳表面形成污垢。污垢的存在降低了包壳的传热效率，增加热阻，提高表面温度，可能引起垢致局部腐蚀（CILC）；多孔污垢中硼元素的富集可能导致垢致功率偏移（CIPS）或轴向偏移异常（AOA），影响反应堆运行的安全性与经济性。因此，研究燃料包壳表面污垢沉积行为、机制及控制因素，对提升核电厂的运行水平有重要意义。 

　　中科院金属所核电材料腐蚀课题组在国家自然科学基金（52171085）、中广核研究院委托项目及辽宁省博士科研启动基金计划项目（2020-BS-005）的支持下，研究了锆合金燃料包壳表面的污垢沉积行为，发现污垢疏松多孔并具有典型的烟囱结构，当沉积介质中引入Fe³⁺时污垢的主要成分为Fe₂O₃，当同时引入Fe³⁺和Ni²⁺时污垢的主要成分为NiFe₂O₄。污垢截面上观察到明显的硼元素富集，主要以LiBO₂的形式存在。讨论并澄清了污垢的沉积与演化机制。研究结果近期已发表于Journal of Nuclear Materials，568，2022，153899。 

锆合金燃料包壳表面污垢沉积特征及演化过程

　　（核电结构材料的环境疲劳性能评价研究组 供稿）