液态铅铋氧浓度测量技术初步研究

王改英，柏云清，高 胜，张 敏，黄群英，FDS团队

（1．中国科学院核能安全技术研究所 安徽 合肥230031；

2．中国科学技术大学核科学技术学院 安徽 合肥230027）

加速器驱动次临界系统（ADS）是利用加速器产生的高能质子轰击散裂靶生成的中子作为中子源，与次临界堆内的高放核废料发生持续链式反应，实现嬗变处理高放核废料、生产核燃料等功能［1］。液态铅铋合金（LBE）已成为目前ADS设计中散裂靶兼冷却剂的主要候选材料［2－3］。LBE中的氧浓度过高将使管道结构材料发生氧化腐蚀，氧化铅（Pb O）等颗粒沉积而造成管道堵塞；而氧浓度过低又不足以在结构材料表面形成氧化膜起到保护作用因而会发生结构材料组分元素的溶解腐蚀或铅铋合金沿材料晶界渗透导致的晶间脆化［4］。因此，需要将LBE中的氧浓度控制在一定范围内，以有效降低LBE对结构材料的腐蚀，延长结构材料的使用寿命，在350～550℃LBE中，氧浓度通常控制在10－6%～10－8%范围内。液态铅铋氧传感器主要用于精确测量高温LBE中的氧含量，目前世界上一些著名核能研究中心和实验室均已开展LBE氧浓度测量与控制相关实验研究工作，如德国卡尔斯鲁厄技术研究院（KIT）、美国洛斯阿拉莫斯国家实验室（LANL）、美国内华达大学（UNLV）和日本原子能机构（JAEA）等［14－18］，而国内尚未有相关的文献报道。

FDS团队是以中国科学院合肥物质科学研究院和中国科学技术大学核科学技术学院为依托，与国内外多家科研机构密切合作建立的多学科交叉先进核能研究团队，主要从事先进核能系统设计及相关技术研究工作。……