反應堆化學指的是研究各種物質和材料在反應堆及其熱交換回路內的化學行為，以及它們在反應堆執行條件下的相互作用的放射化學分支學科。

中文名

反應堆化學

性質

化學行為

包括

核燃料、包殼材料

研究內容

慢化劑和冷卻劑的化學特性

快速

導航

研究內容

分支學科

基本含義

可以構成反應堆體系的物質和材料甚多，包括核燃料、包殼材料、結構材料、慢化劑、冷卻劑等。要求它們不僅具有合適的核性質和物理性質，還必須具有合適的化學性質；不僅要在反應堆執行條件下本身是穩定的,而且彼此能夠相容,即接觸時不起化學作用或很少起化學作用。

反應堆內有高能量的粒子和強的輻射(裂變碎片、快中子、熱中子、β射線和γ射線)，以及大量放射性物質,有時還處在高溫高壓下,為了保證執行的絕對安全，對所用的材料、部件有特殊的高要求。對各種可能發生的事故，例如水冷反應堆失水以後元件棒與空氣的作用和堆芯在高溫下熔化等事故要分析其後果並提出處置辦法。反應堆化學的研究對於保證反應堆的安全執行是必要的，對於開發新型反應堆也是不可缺少的。

研究內容

核燃料、包殼材料、結構材料、慢化劑和冷卻劑的化學特性，反應堆中冷卻劑流體對各種材料的化學侵蝕，電化學腐蝕作用及其抑制方法，以及腐蝕產物的行為等，是反應堆化學的重要研究內容。　不同型別反應堆的化學問題各不相同。一般說來，研究低功率、低溫下執行的反應堆的化學問題不很複雜；而研究大功率、高溫高壓下執行的非均勻動力反應堆的化學問題就要複雜得多，如冷卻劑的化學穩定性和輻射穩定性、冷卻劑對包殼材料和結構材料的相容性、洩漏到冷卻劑迴路中的裂變產物的行為及發生事故時的化學問題等（見非均勻反應堆化學）。均勻反應堆的核燃料與冷卻劑或與冷卻劑和慢化劑組成均勻的流體燃料，它的化學問題特別複雜（見均勻反應堆化學）。這類反應堆在20世紀50～60年代曾有試驗性裝置投入執行，但由於很多技術問題包括化學問題都不易解決，限制了它們的發展和使用。

分支學科

均勻反應堆化學

反應堆化學的一個分支。在均勻反應堆中核燃料與冷卻劑或與冷卻劑和慢化劑處於均勻混合流體狀態。由於傳熱效能好，沒有固體燃料元件的輻射損傷問題，以及中子損失少（元件無包殼、裂變產物可及時除去）等原因，與非均勻反應堆相比，均勻反應堆可達到較高的功率密度、較低的燃料裝載量、較深的燃耗和較高的轉換比；在釷232－鈾233迴圈的情況下，可能做到熱中子增殖。但是,均勻反應堆存在很多要解決的技術難題,例如找到穩定的含核燃料和轉換材料的流體體系及適當的化學處理方法、研究出能耐這些流體腐蝕的材料、研究出控制這類反應堆及熱交換回路系統造成放射性沾染的措施等，其中有大量的化學問題。

已經研究過的均勻反應堆有水均勻反應堆、液態金屬均勻反應堆和熔鹽反應堆等。

水均勻反應堆化學

水均勻反應堆用重水或輕水作冷卻劑和慢化劑，核燃料和轉換材料以鹽的形式溶解在水中，或以不溶化合物微細顆粒的形式懸浮在水中，相應的化學問題有：

燃料和轉換材料的選擇 　在可溶性鈾鹽中，硫酸鈾醯具有較高的輻照穩定性，它的水溶液是最合適的燃料流體。轉換材料流體要求含有高濃度的釷，只有二氧化釷在水中的懸浮液能滿足要求。還研究過二氧化鈾懸浮液和二氧化鈾-二氧化釷混合懸浮液等。

水的輻射分解及輻解產物的複合 　在水均勻反應堆中，由於裂變碎片反衝的直接作用，水的輻射分解很嚴重。研究過往水溶液中加催化劑（如二價銅離子）使氫氧複合成水的方法，也研究過在堆外催化反應器中（用鉑等催化劑）氫氧複合的條件。