核燃料用γ-U合金的成分规律

苑峻豪¹，董丹丹²，王清¹，王英敏¹，羌建兵¹，李晓娜¹，董闯¹，黄火根³，柯海波³，张培³，张鹏国³，刘天伟⁴

1. 大连理工大学三束材料改性教育部重点实验室2. 大连大学3. 中国工程物理研究院4. 表面物理与化学重点实验室

摘 要：铀合金作为一种重要核燃料,其体心立方结构的高温稳定的γ-U合金具有较好的综合性能,是合金设计所追求的目标。本文引入描述稳定固溶体结构的"团簇加连接原子"模型,用于建立γ-U固溶体合金的结构模型和相应成分式,指出其结构单元为体心立方第一近邻配位多面体团簇加3个连接原子构成。进而利用该结构单元对现有合金成分进行了解析,能够稳定形成体心立方bcc结构的合金均满足上述模型,如[Mo-U₁₄]Mo₃（U-10.7Mo）,[Zr-U₁₄]Nb₃（U-7.5Nb-2.5Zr,即不锈铀）等,这些合金实际上均在各自体系中具有最优良的结构稳定性,显示出优异的耐蚀性。本文证实,基于团簇加连接原子模型的成分设计方法在预测γ-U合金成分与性能上具有重要指导价值。

关键词：铀合金;团簇加连接原子结构模型;固溶体;成分;耐蚀性能;