国家核电（上海核工院）灰控制棒材料发明专利获得美英等国授权

　　近日，由国家核电（上海核工院）燃料材料所牵头、堆芯设计所参与申请的国际专利“Gray Control Rod, and Neutron Absorber and Assembly Thereof”（一种灰控制棒及其中子吸收体和组件），于2020年5月和7月相继获得美国和英国的发明专利授权。

　　传统压水堆核电厂从满功率降到低功率运行，需要注入硼酸才能降功率并满足电网负荷跟踪要求。从低功率恢复到满功率，又需要注入大量的水稀释硼酸浓度，这个过程会产生大量废水。

灰棒材料实物

　　三代先进非能动核电厂采用“机械式调节补偿（Mechanical Shim, MSHIM）”运行策略进行负荷跟踪，主要依靠先进灰控制棒组件的移动（插入和提出）来改变功率。在绝大多数情况下无需调硼，大大减少了废水的产生量，还简化了反应堆化学和容积控制系统（CVS）的设计和操作，显著提高了核电厂的经济性和安全性。

　　为实现MSHIM运行策略，先进灰控制棒需满足两点要求，一是要能提供相对较低的中子吸收能力，二是在堆内长期吸收中子后，其中子吸收能力仍然能够保持不变。国家核电（上海核工院）自主化燃料研发团队从“元素周期表”出发，历时两年分析了至少14种元素方案的核特性、超过30种材料方案的反应性。最终通过不同元素“大小搭配、趋势互补”的创新理念开发出“Tb-Dy”元素组合，获得了使用寿命超过20年的自主化新型灰控制棒中子吸收材料方案。

　　公司灰控制棒国际专利进入国家阶段后，美国专利及商标局历时七年先后4次提出审查意见，最终认可方案的创造性和新颖性，并给予授权。