鋯和鉿物理性能——原子性能差異很大。鋯捕獲中子的截面積為0.18b(1b=10m2),而鉿的捕獲中子的截面積為115b,是鋯的六百多倍。鋯合金的熱中子吸收截面小熱導(dǎo)率高,力學(xué)性能好,具有良好的加工性;與核燃料(UO2)有優(yōu)良的相容性和優(yōu)異的耐蝕性,是核工業(yè)的重要材料,被應(yīng)用于核燃料元件的包殼、導(dǎo)向管、格架、端塞、端板、隔離塊和其他堆芯材料。核燃料組件是核電站能量的源泉。核安全的首道防線就是核的包覆材料—一包殼管(主要有鋯錫、鋯鈮合金),用來(lái)防止核泄漏。同時(shí),包殼管處在核反應(yīng)堆中工況最差的環(huán)境當(dāng)中,面臨核燃料(UO2),承受著高溫、高壓和強(qiáng)烈的中子輻射。鋯合金在反應(yīng)堆內(nèi)不斷受中子的輻射,強(qiáng)度升高,延性降低、變脆,以及輻照伸長(zhǎng)和扭曲變形,產(chǎn)生蠕變和內(nèi)應(yīng)力等,使其綜合能力變差。因此,包殼材料是一種高耗材料,在核電中需要進(jìn)行周期更換。目前除核動(dòng)力潛艇、核動(dòng)力航空母艦外,全世界已建成核發(fā)電站440座。現(xiàn)世界錯(cuò)生產(chǎn)能力約7000a,而用于核工業(yè)約3000。表2-3為核反應(yīng)堆常用鋯合金。

氫化鋯可用作反應(yīng)堆的慢化劑。目前不僅在一些核輔助設(shè)備中應(yīng)用,而且也在許多研究類堆中應(yīng)用,如美國(guó)的RGA1和 TRIGA-H堆的燃料組成為20鈾氫化結(jié)棒,減速 劑為氫化鋯石墨和氫化鋯水。

金屬鉿用作核反應(yīng)堆的控制材料,因?yàn)殂x的熱中子吸收 截面大,為115×10m2。目前,幾乎所有的船用水冷反應(yīng) 堆均用原子能級(jí)純鉿作控制棒。據(jù)報(bào)道,國(guó)外已研制成功一 種新型恰彈。這種小型鉿彈能深入地下,爆炸時(shí)形成的能量 相當(dāng)于投放到廣島的原子彈爆炸當(dāng)量的1/7,可摧毀地下深 處的敵方目標(biāo)。