六種類型的第四代核反應(yīng)堆代表了提供核能的安全性,、可持續(xù)性,、效率和設(shè)計(jì)成本的下一階段的改進(jìn)。其中包括：
l超臨界水冷堆（SCWR）
l鉛快堆（LFR）
l鈉快堆（SFR）
l熔鹽反應(yīng)堆(MSR)
l高溫氣冷快堆（HTGR）
l甚高溫反應(yīng)堆(VHTR)
本文主要關(guān)注高溫氣冷反應(yīng)堆類型,，以描述三結(jié)構(gòu)各向同性 ( TRISO ) 核燃料顆粒制造過程,。TRISO核燃料顆粒是HTGR反應(yīng)堆的主要?jiǎng)恿碓矗部捎糜诜}冷卻高溫反應(yīng)堆（FHR）和輕水反應(yīng)堆（LWR）,。
TRISO核燃料顆粒
TRISO核燃料顆粒由各種 UOX 化學(xué)物質(zhì)組成,，例如UO2，其表面涂有四層三種各向同性材料,，作為保護(hù)核沉積,。這四層是：
1.緩沖 PyC層
2.內(nèi)部 PyC層
3.碳化硅層
4.外層 PyC層
TRISO 核燃料顆粒可避免因熱膨脹差異和高達(dá) 1600°C 溫度的裂變氣體壓力等工藝應(yīng)力而破裂,。由于這些反應(yīng)堆的運(yùn)行溫度約為 750°C,，因此在設(shè)計(jì)合理的反應(yīng)堆中，放射性燃料元件在最糟糕的熔毀情況下會(huì)被隔離,。換句話說,，反應(yīng)過程中產(chǎn)生的所有放射性裂變產(chǎn)物都被限制在燃料內(nèi)，因此燃料顆粒不會(huì)向外界釋放放射性,，即使遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出典型的操作條件（高達(dá) 1600°C）也是如此,。
FB-CVD TRISO 制造
沉積這些各向同性材料層以形成 TRISO 核燃料顆粒的主要過程是一種稱為流化床化學(xué)氣相沉積 ( FB-CVD ) 的技術(shù)。在 FB-CVD 工藝中,，核燃料 UOX 核通過流化氣體進(jìn)行流化,，并在加熱噴動(dòng)床涂層爐中通過反應(yīng)氣體進(jìn)行涂層。
l使用乙炔作為反應(yīng)氣體和氬氣作為流化氣體在約1260℃的室溫度下制備緩沖PyC層,。
l內(nèi)層和外層 PyC 層使用丙烯作為反應(yīng)氣體,，氬氣作為流化氣體，腔室溫度為 1280-1300°C,。
l相反,，SiC涂層是使用MTS蒸氣作為反應(yīng)氣體，用氫氣作為流化氣體在約1600℃的室溫度下熱解來制備的,。
FB-CVD TRISO 流量控制
用于創(chuàng)建四層中每一層的各種氣體流速和反應(yīng)時(shí)間根據(jù)核燃料內(nèi)核的尺寸而變化,，當(dāng)使用較大尺寸的顆粒時(shí)會(huì)增加,。流速和反應(yīng)時(shí)間也會(huì)根據(jù)當(dāng)前使用的氣體、系統(tǒng)的尺寸以及壓力和溫度條件而變化,。因此,，準(zhǔn)確且可重復(fù)的氣體流量控制對(duì)于最大限度地提高這些系統(tǒng)的工藝效率、確保 TRISO 核燃料滿足安全性和工藝公差至關(guān)重要,。
Alicat 的MC 系列氣體質(zhì)量流量控制器可在 FB-CVD 系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)精確且可重復(fù)的氣體流量控制,。
l精度高達(dá)讀數(shù)的 0.8% 和滿量程的 ±0.2%
l重復(fù)性 (2σ) 高達(dá)讀數(shù)的 ±0.2% + 滿量程的 0.02%
l控制在滿量程的 0.01-100% 范圍內(nèi)，從 0.5 SCCM 滿量程一直到 5000 SLPM 滿量程
氫氣,、乙炔和氬氣適用于 MC 系列氣體質(zhì)量流量控制器,，而丙烯更適合具有更高耐腐蝕性的MCS 系列。這些防腐氣體流量控制器采用不銹鋼接液材料,，以提高與腐蝕性氣體的兼容性,。
l精度高達(dá)讀數(shù)的 ±0.8% 和滿量程的 ±0.2%
l重復(fù)性高達(dá)滿量程的 ±0.2%
l將流量控制在 0.5 SCCM 滿量程至 5000 SLPM 滿量程之間
l1-100%滿量程控制范圍
(空格分隔,最多3個(gè),單個(gè)標(biāo)簽最多10個(gè)字符)
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