日本对中子对混凝土影响的新研究

一组日本作者在《核材料杂志》上发表了一篇致力于研究中子通量对混凝土的影响的文章。

文章标题：中子通量对石英膨胀率的影响。参考文献：Ippei Maruyama、Kenta Murakami、Takahiro Ohkubo、Shohei Sawada、Osamu Kontani、Takafumi Igari、Masaki Kawai、Junji Etoh，《中子通量对石英膨胀率的影响》，《核材料杂志》，2025 年，155631，ISSN 0022-3115，https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2025.155631。

中子通量对混凝土结构的影响问题随着世界范围内延长核电机组使用寿命的广泛实践而具有重要的现实意义。

来自日本大学和研究机构的作者团队在捷克共和国雷日的 LVR-15 研究反应堆进行了一系列辐照实验并进行了分析。在九次活动中，样品接受不同中子通量和通量值的辐照。

混凝土是由多种成分构成的复合材料。它们可能因各种因素而变化，包括当地条件，尤其是作为混凝土主要成分的骨料。

填料中通常含有石英，因此日本作者在研究中重点关注辐射负荷对石英的影响。

在文章中，日本作者指出了中子通量大小对石英颗粒退化(膨胀)的影响。对于相同的损伤剂量，流量越大(即剂量积累得越快)，膨胀越大。

在评论中，作者将这种效果与晒黑进行了比较。只要小心谨慎，人们就能晒出漂亮的古铜色皮肤，但如果不小心接触到强烈的直射阳光，就会造成糟糕的后果。

作者还指出，混凝土具有修复辐射损伤的机制。具体来说，它们可能与二氧化硅和氧的扩散有关。

“中子辐射会扭曲晶体结构，导致非晶化和膨胀。另一方面，存在一种现象，导致扭曲的晶体恢复原状，其膨胀会减少，”其中一位作者评论道。

“我们还注意到，这种现象取决于混凝土中石英晶体的大小。晶粒越大，膨胀越小，这表明存在尺寸依赖性，”他补充道。

根据实验方案的结果，日本作者得出了乐观的结论。他们认为，混凝土在中子辐射影响下的退化可能并不像以前认为的那么危险。