前言

核能发电较之火力（煤、天然气、石油）发电，在降低资源消耗、缓解交通运输压力、减少对环境的污染物排放方面具有显著的优势。与其他新能源比较，其单机组功率大、能级密度高，更加安全、清洁。几十年来，我国通过自主研究、自行设计，建造、安装多座压水堆核电站（厂）并长期安全运行，积累了宝贵的经验。目前正在建造多座第三代压水堆核电站（厂）。

由于核燃料的放射性特征及可能带来的污染，核事故可能会对公众和环境造成极大的危害和影响。因而从世界上第一座核电站（厂）建造伊始，核电站（厂）的安全、可靠运行即受到核安全监管部门、设计单位、运营机构和研究单位等的高度重视。而运行工况中高温、高压（压水堆）、强辐照、动静态载荷、化学介质等因素共存的苛刻环境，不断提高的降低发电成本、减少核事故、防止核扩散等设计要求，都使得优质材料的选用及研发成为核电站（厂）安全可靠运行的必要条件之一。尤其是在反应堆及一、二回路压力边界系统中，所有主设备和主管道均为核安全Ⅰ级部件，其结构材料的性能即直接关系到一、二回路压力边界的完整性。在材料服役中，随时间推移及辐照、介质与材料的相互作用，材料性能将逐渐劣化，即老化。材料老化及其导致的失效将影响部件、设备和系统的功能，从而影响核电站（厂）的安全、可靠运行，造成安全事故和严重经济损失及不可估量的社会影响等。

材料老化机理研究包括：对载荷、介质、温度、辐照及其耦合作用引发的材料脆化、腐蚀、质量减少及由此造成的材料脆断、开裂、腐蚀、放射性物质迁移等的研究，是核电站（厂）老化管理的重要组成部分。

上述问题及其他非设计基准事故将影响到核电站（厂）的正常、安全运行和延寿问题。延长安全运行时间可直接降低发电成本，从而获取更大的经济和社会效益。例如，使用非金属陶瓷材料二氧化铀代替抗腐蚀性能差的铀金属作为核燃料后，保证了压水堆长期安全运行。反应堆安全壳是防止放射性物质外泄到生态环境中去的重要设备，安全壳等使用的材料研究亦是重要的研究课题等。

1986年4月26日苏联的切尔诺贝利核电站发生七级严重核事故，因核电站的第4号核反应堆突然失控，引起爆炸，其辐射量相当于500颗原子弹。爆炸使机组被完全损坏，8吨多强辐射物质泄漏，尘埃随风飘散，致使许多地区遭到核辐射的污染。2011年3月11日发生的日本福岛七级核事故造成堆芯融化、堆顶爆炸、放射物大量外泄，造成死亡及下落不明的人员近2万人，大面积地造成了日本的核污染，给日本国民经济及社会造成难以估量的危害；对周围海域及大气造成了深远影响。1979年3月28日美国三哩岛核反应堆发生冷却水和放射性颗粒外逸的严重事故，引起了公众对核电安全性的疑虑，一些国家的核电发展因此而停滞，或重新考虑核电发展计划。

由此可见，材料中的腐蚀与老化研究对保证核电站（厂）的安全运行与延寿及向可持续发展的社会提供清洁的能源十分重要。为此，我们组织编写了这本书，希望给核电专业科研、规划、设计、制造、建设、安装、运行、管理和教育领域的人员阅读和参考。

本书主要章节按照压水堆核电站（厂）主系统及主设备流程进行阐述。本书共分8章。第1章绪言（白新德、许维钧）；第2章压水堆主系统及主要设备（徐雪莲、沙仁礼）；第3章压水堆主设备的老化退化（徐雪莲、沙仁礼）；第4章压水堆二回路、三回路材料腐蚀及腐蚀案例（赵万祥、文燕、白新德）；第5章核电站中的非金属材料（沙仁礼、徐雪莲、赵万祥）；第6章核电技术创新发展（白新德、陈宝山、许维钧）；第7章压水堆核燃料元件腐蚀、安全与创新（白新德、陈宝山、许维钧）；第8章核电站（厂）的老化管理（王理）。主审：陈鹤鸣教授、徐雪莲教授级高级工程师。在这里还要说明的是，本书未包括如汽轮机等方面的材料老化、安全与延寿问题。

本书具体由中国腐蚀与防护学会能源工程委员会组织编写。编委会由中国原子能科学研究院、上海核工程研究设计院、清华大学、中核建中核燃料元件有限公司、中国核动力研究设计院、苏州热工研究院有限公司等单位的长期从事核反应堆设计、核材料研究、核电站现场事故处理及教学的研究员、教授、教授级高级工程师、高级工程师组成。

本书得到了中国腐蚀与防护学会、《材料延寿与可持续发展》丛书总主编李金桂研究员、张启富教授的关心、支持与指导，借此机会向他们表示最衷心的感谢！

本书内容力图充实、广泛、易懂。由于我们水平有限，书中难免存在疏漏、缺点及不足之处，请读者和专家指正！

编著者