乏燃料棒M5锆合金包壳的透射电镜分析

压水堆燃料元件的锆合金包壳，在服役期间会经受高中子注量辐照，其微观组织将发生很大变化，从而影响其宏观性能，因此锆合金包壳的中子辐照行为研究一直是核领域的研究重点。但由于材料经中子辐照后具有较强的放射性，相关的实验必须在热室内进行，因此针对辐照后燃料包壳微观组织的研究也一直是工作的难点。本文在中国原子能科学研究院热室设施上，通过透射电镜分析手段，研究了M5锆合金包壳材料中子辐照后的微观组织。样品来源于国内商业压水堆AFA3G型乏燃料棒，其燃耗分别为14 GW·d/tU和41 GW·d/tU。从燃料棒上截取长度约10 mm的包壳样品，在热室内完成去芯块与化学清洗，获得空包壳样品，然后通过机械制样方法，制备出?3 mm薄片状包壳基体样品，最后采用电解双喷减薄方法，制备出包壳透射电镜观察分析样品。另外，为对比锆包壳辐照后的组织变化，采用同样方法制备了相同材料的冷态观察分析样品。冷态样品与辐照样品的观察分析结果表明：冷态Zr合金包壳基体组织内部存在原生的第二相粒子，基体内部整体较为干净，纳米析出相稀少，未观察到明显的位错结构；辐照后，基体内原生的第二相粒子尺寸和分布与冷态样品差异不明显，但出现了...