科创中国

氚是战略武器的核心装料和可控聚变反应的核心燃料，其资源稀缺，价格高昂，需人工制取。铀是常用氚处理材料，针对铀存在的放射性危害人体、易粉化污染系统、易自燃引发安全事故、易中毒性能衰减快等行业技术瓶颈问题，发明了可全面替代铀、高效安全的氢同位素处理系列锆基新材料，揭示了锆基合金的歧化、毒化和催化机理，突破了洁净制备、性能表征和系统应用等关键技术。

抗歧化Zr-Ti-M系新材料：揭示了ZrCo合金在密闭氢系统中的歧化机理，首次提出以Ti代Zr改善合金抗歧化性能新方法，创制出具有高抗歧化性能的ZrTiCo新材料，使用条件下不发生歧化反应，综合性能优于日本同类产品，成本降低87%。高活性Zr-Ti系新材料：通过活性金属元素的多元替代，研制出Zr-Ti-Mn系氚纯化新材料，显著提升材料对有害杂质气体的吸附活性，工作温度降至150℃，纯化效率提至99.99%，优于行业领先的意大利赛斯公司同类产品指标。首次建立了Zr-Ti-V-H四元体系热力学模型，从头设计，创建了Zr-Ti-V系氚净化新材料，室温吸氢平衡压低于10-8Pa，吸氢速率较同类产品提高5倍以上，有效提高了系统氚净化效率，降低了对环境的氚排放污染。Zr基合金表面均匀致密透氢膜制备新技术：发明了稀土改性ZrTiCo合金表面氟化预处理方法，发展了除氧刻蚀、结构可控的致密钯合金透氢膜制备新技术，纳米晶PdAg复合透氢膜的透氢温度可降至100℃，包覆PdCu合金膜的锆基材料在含10%杂质气体中吸氢容量比未包覆材料提高3倍。锆基新材料批量制备、性能表征技术和装备：开发了系列锆基新材料的原位除氧高活性材料洁净熔铸、形貌粒度可控的高强韧合金氢化闭路制粉、粗颗粒大比重粉末湍流悬粉均匀镀膜技术及装备，建立了低平衡压锆基合金性能测试技术、规范及装置。

新材料和新技术已建立完整专利群，申请发明专利18项，获授权13项，发表SCI、EI收录论文14篇。成功应用于中国原子能科学研究院等多项国家重要任务中，解决了困扰行业多年的铀放射性污染和可靠性差等难题。近3年来，累计销售锆基新材料3000余公斤，直接经济效益2407万元，用于产氚后，间接经济效益超10亿元。