鎢層：高性能核熱推進燃料的製備秘訣

爲了提高核熱推進燃料的性能和使用壽命，通常需要在二氧化鈾（UO2）外塗上鎢層，以提高與鎢基體的相容性和耐腐蝕性能。

熱核推進是指利用核裂變能加熱工質，再將加熱後的高溫高壓工質定向噴出而獲得推力，具有功率高、壽命長、比沖大、不受外界環境影響等特點，特別是隨著工作時間的增加，熱核推進的質量優勢更加明顯，既不需要太陽能等外部能量，也對外太空星球表面的輻射帶不敏感，因此廣泛應用于核電站、核動力艦船和航天器中。

作爲熱核推進的“血液”，核燃料的性能和使用壽命將直接影響整個系統的實用性能。據中鎢在綫瞭解，金屬陶瓷燃料（CERMET）是目前最具有發展潜力的熱核推進的燃料之一。

金屬陶瓷核燃料是一種兩相合金，即把陶瓷燃料顆粒均勻彌散于金屬基體中，如UO2-W等，因此綜合了陶瓷與金屬鎢的優點，如高熔點、高强度、低膨脹係數、良好輻照穩定性和塑性等。然而，由于裂變碎片所引起的輻照損傷基本上集中在燃料顆粒內，所以將嚴重下降燃料的性能和壽命。

爲了解决上述的問題，中國科學院上海應用物理研究所林俊研究者表示可以在UO2外塗上鎢包覆層，以在减小燃料的輻照損傷程度的同時，可以增强與鎢基體相容性。

研究者通過噴動床化學氣相沉積法在燃料顆粒表面製備了純相、厚度均勻、表面光滑、緻密的鎢層。經過檢測發現，過快的沉積速率會增加孔隙的尺寸和比例，不利于生長緻密的鎢包覆層；在1173K的沉積溫度下製備的鎢包覆層具有較高的硬度、楊氏模量和熱導率。

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