核废料固化容器内衬陶瓷辐射屏蔽效能评价

参考周期：常规试验7-15工作日，加急试验5个工作日。

注意：因业务调整,暂不接受个人委托测试,望谅解(高校、研究所等性质的个人除外)。

检测项目

辐射屏蔽性能检测：

• γ射线线性衰减系数：μ/cm（参照GB/T 14354-2008）、γ射线总衰减率（≥99.9%，1MeVγ射线）
• 中子慢化效率：热中子通量降低率（%，参照ISO 8529-1）、中子吸收截面（σa/barn，25℃）

力学性能检测：

• 弯曲强度：σf/MPa（参照ISO 14704-2000）、弹性模量（E/GPa）
• 抗压强度：σc/MPa（参照GB/T 1965-2008）、断裂韧性（KIC/MPa·m^1/2）
• 硬度检测：维氏硬度（HV10，参照GB/T 4340.1-2009）、洛氏硬度（HRA）

热稳定性检测：

• 热膨胀系数：α/10^-6℃^-1（25-1000℃，参照GB/T 16535-2008）、高温热导率：λ/W·m^-1·K^-1（800℃，参照ASTM C518）
• 热震稳定性：ΔT/℃（循环次数≥50次，参照GB/T 11346-2008）、残余强度保留率（≥70%）

理化分析：

• 主晶相含量：莫来石（3Al2O3·2SiO2）、刚玉（α-Al2O3）体积分数（%，参照GB/T 19500-2013）
• 孔隙率：闭孔率（≥95%，参照ASTM C373-2017）、气孔尺寸分布（≤10μm，体积分数≤3%）
• 化学组成：SiO2、Al2O3、B2O3、Fe2O3含量（wt%，±0.5%，参照GB/T 14506.28-2010）

界面结合性能检测：

• 粘结强度：内衬陶瓷与金属外壳粘结强度（τ/MPa，参照GB/T 7124-2008）、界面剥离力（N/mm）
• 界面缺陷：微裂纹密度（条/mm²，参照ASTM E165-2019）、界面间隙（≤50μm）

抗腐蚀性能检测：

• 核素浸出：Cs-137、Sr-90浸出率（g·cm^-2·d^-1，参照GB/T 7023-2008）、浸出液放射性活度（Bq/L）
• 酸碱腐蚀：H2SO4（5wt%，80℃）腐蚀速率（mm/a）、NaOH（10wt%，80℃）腐蚀速率（mm/a）
• 盐雾腐蚀：NaCl（5wt%）盐雾试验（1000h），表面腐蚀面积率（≤1%）

尺寸精度检测：

• 内衬厚度：偏差（±0.5mm，参照GB/T 1804-2000）、厚度均匀性（≤0.3mm/m）
• 圆度误差：≤0.3mm（参照GB/T 1182-2008）、同轴度：≤0.2mm（参照GB/T 1184-2016）
• 表面粗糙度：Ra（≤1.6μm，参照GB/T 3505-2009）、Rz（≤6.3μm）

中子吸收性能检测：

• 硼当量：Beq/wt%（参照ASTM C1276-2017）、硼元素分布均匀性（±0.1wt%）
• 中子吸收效率：热中子吸收率（%，25℃）、中子通量衰减率（%，1MeV中子）

γ射线屏蔽性能深化检测：

• 半值层厚度：HVL/cm（Co-60源，1.25MeV，参照GB/T 12163-2012）、十分之一值层厚度（TVL/cm）
• 能谱响应：不同能量γ射线（0.5-2.0MeV）衰减系数偏差（±5%）

长期服役性能检测：

• 热老化试验：1000℃×1000h，弯曲强度保留率（≥85%，参照GB/T 3074.1-2008）、质量损失率（≤1%）
• 辐照损伤试验：累积剂量1×10^6Gy（γ射线），体积膨胀率（≤2%，参照ISO 17167-2014）、断裂韧性保留率（≥70%）
• 疲劳性能：循环载荷（±10MPa，10^6次），疲劳强度保留率（≥80%）

检测范围

1. 高铝陶瓷内衬： 涵盖92%~99%Al2O3陶瓷，重点检测γ射线线性衰减系数（μ/cm）与热震稳定性（ΔT/℃，循环次数≥50次）

2. 莫来石陶瓷内衬： 3Al2O3·2SiO2含量≥90%，侧重中子慢化效率（热中子通量降低率/%）与内衬陶瓷与金属外壳粘结强度（τ/MPa）

3. 硼化陶瓷内衬： B4C含量≥20%，重点评价中子吸收截面（σa/barn）与硼元素分布均匀性（±0.1wt%）

4. 碳化硅纤维增强陶瓷： SiC纤维体积分数10%~30%，侧重弯曲强度（σf/MPa）与断裂韧性（KIC/MPa·m^1/2）

5. 低温烧结陶瓷内衬： 烧结温度≤1300℃，重点检测闭孔率（≥95%）与内衬厚度偏差（±0.5mm）

6. 梯度功能陶瓷内衬： Al2O3-SiC-B4C梯度结构，侧重界面微裂纹密度（条/mm²）与性能梯度分布（如γ射线衰减系数梯度）

7. 抗辐照陶瓷内衬： 添加ZrO2、CeO2等氧化物（含量5%~15%），重点评价辐照损伤后的体积膨胀率（≤2%）与断裂韧性保留率（≥70%）

8. 超高温陶瓷内衬： 熔点≥2000℃（如ZrB2-SiC陶瓷），侧重800℃高温热导率（λ/W·m^-1·K^-1）与热膨胀系数（α/10^-6℃^-1，25-1000℃）

9. 轻量化陶瓷内衬： 密度≤3.0g/cm³（如泡沫陶瓷、空心微珠增强陶瓷），重点检测抗压强度（σc/MPa）与中子吸收效率（热中子吸收率/%）

10. 复杂形状陶瓷内衬： 异形曲面、多腔结构（如锥形、球形内衬），侧重圆度误差（≤0.3mm）与表面粗糙度（Ra≤1.6μm）

检测方法

国际标准：

• ASTM C1276-2017 硼化陶瓷中子吸收性能试验方法
• ISO 14704-2000 陶瓷材料弯曲强度试验方法
• ASTM C373-2017 陶瓷闭孔率测试方法
• ISO 8529-1-2019 中子慢化效率测定第1部分：热中子通量法
• ASTM E165-2019 界面缺陷检测指南
• ASTM C518-2017 陶瓷材料热导率测试方法（热线法）
• ISO 17167-2014 陶瓷材料辐照损伤试验方法

国家标准：

• GB/T 14354-2008 陶瓷材料γ射线衰减系数测定方法
• GB/T 1965-2008 陶瓷抗压强度试验方法
• GB/T 7124-2008 胶粘剂拉伸剪切强度测定方法（金属-陶瓷界面）
• GB/T 11346-2008 陶瓷材料热震稳定性试验方法（水淬法）
• GB/T 14506.28-2010 硅酸盐岩石化学分析方法第28部分：硼、锂、铍、铷、铯量测定
• GB/T 12163-2012 γ射线屏蔽材料屏蔽性能测试方法
• GB/T 3074.1-2008 金属材料 弯曲试验 第1部分：室温试验方法（适用于纤维增强陶瓷）
• GB/T 1804-2000 一般公差 未注公差的线性和角度尺寸的公差
• GB/T 1182-2008 产品几何技术规范（GPS） 形状公差 形状误差的定义和允许值
• GB/T 3505-2009 产品几何技术规范（GPS） 表面结构 轮廓法 术语、定义及表面结构参数

方法差异说明：国际标准ASTM C1276-2017（硼元素测定）采用ICP-OES法，检测下限0.001wt%，相对偏差±1%；国家标准GB/T 14506.28-2010采用AAS法，检测下限0.01wt%，相对偏差±2%，ASTM方法精度更高但设备成本更高。ISO 14704-2000（弯曲强度）加载速率0.5mm/min，GB/T 1965-2008加载速率1.0mm/min，GB/T方法所得弯曲强度值较ISO高5%~8%，试验时需明确标准选取以保证数据可比性。ASTM C518-2017（热导率）采用热线法，适用于高导热陶瓷（λ>10W·m^-1·K^-1）；GB/T 10294-2008采用防护热板法，适用于低导热陶瓷（λ<10W·m^-1·K^-1），两者适用范围不同需根据材料特性选择。

检测设备

1. γ射线衰减系数测试仪： XY-γ-1000（γ射线源：Co-60，能量1.25MeV；探测器：NaI(Tl)闪烁探测器；测量范围：μ=0.1~10cm^-1；精度：±2%）

2. 中子慢化效率检测仪： ZD-N-2000（中子源：Am-Be，中子通量1×10^6 n/cm²·s；探测器：BF3正比计数管；测量范围：慢化效率0~100%；精度：±1%）

3. 陶瓷弯曲强度试验机： WDW-300（最大载荷300kN；加载速率0.1~10mm/min；位移精度：±0.01mm；符合ISO 14704、GB/T 1965标准）

4. 热震稳定性试验箱： HS-1000（温度范围：室温~1000℃；降温介质：25℃去离子水；循环次数：0~999次；温度均匀性：±5℃）

5. 界面缺陷显微镜： MX-2000（放大倍数：50~2000×；分辨率：0.1μm；光源：LED冷光源；符合ASTM E165标准）

6. 核素浸出率测试仪： JL-500（浸出介质：pH=7去离子水；温度：25±1℃；搅拌速率：100~500rpm；检测限：1×10^-12 g·cm^-2·d^-1）

7. 三坐标尺寸测量仪： CMM-800（测量范围：X=800mm，Y=600mm，Z=500mm；分辨率：0.001mm；重复精度：±0.002mm；符合GB/T 1804标准）

8. 电感耦合等离子体发射光谱仪： ICP-OES-7300（波长范围：160~800nm；检测限：0.001wt%；相对标准偏差：±1%；符合ASTM C1276标准）

9. 热线法热导率测试仪： DRL-III（测试方法：热线法；温度范围：室温~1000℃；测量范围：λ=0.1~100W·m^-1·K^-1；精度：±3%）

10. γ射线辐照装置： FZ-γ-5000（γ射线源：60Co；累积剂量：1×10^4~1×10^7 Gy；剂量率：1~100 Gy/min；温度控制：室温~200℃）

11. 陶瓷抗压强度试验机： YES-2000（最大载荷2000kN；加载速率0.5~5mm/min；压力精度：±0.5%；符合GB/T 1965标准）

12. 表面粗糙度仪： SJ-210（测量范围：Ra=0.01~10μm，Rz=0.05~50μm；分辨率：0.001μm；符合GB/T 3505标准）

13. 拉伸剪切强度试验机： LS-100（最大拉力100kN；加载速率0.5~5mm/min；位移精度：±0.01mm；符合GB/T 7124标准）

14. 闭孔率测试仪： PYC-600（测试方法：阿基米德排水法；试样体积：1~100cm³；精度：±0.5%；符合ASTM C373标准）

15. 热膨胀系数测试仪： DIL-402C（温度范围：室温~1500℃；升温速率：1~20℃/min；测量范围：α=1×10^-6~20×10^-6℃^-1；精度：±0.5×10^-6℃^-1）

北京中科光析科学技术研究所【简称：中析研究所】

报告：可出具第三方检测报告(电子版/纸质版)。

检测周期：7~15工作日，可加急。

资质：旗下实验室可出具CMA/CNAS资质报告。

标准测试：严格按国标/行标/企标/国际标准检测。

非标测试：支持定制化试验方案。

售后：报告终身可查，工程师1v1服务。

中析仪器 资质