美國能源部下屬太平洋西北國家實驗室（PNNL）研究團隊開發(fā)出一種用于核裂變反應堆的新型金屬合金V555。該團隊利用名為“穩(wěn)健合金設計”（RAD）的計算方法，對近1000種潛在金屬組合進行快速篩選、模擬與優(yōu)化，Zui終鎖定V555進行初始實驗室測試。初步室溫測試結果顯示，該合金的預估屈服強度約為500至600兆帕（MPa）。

RAD評估流程包含八個步驟，旨在根據(jù)抗輻射性、可制造性等要求篩選材料。研究人員Zui初通過該方法識別出約724種具有潛力的合金成分，隨后借助RAD評分系統(tǒng)進一步縮小范圍。該系統(tǒng)根據(jù)材料對核反應堆的適用性進行排名，Zui終選定V555驗證計算方法的實際效果。

傳統(tǒng)反應堆包殼材料主要為鋼和鋯基合金（如Zircaloy）。PNNL材料科學家指出，由多種主元素構成的新型合金可通過調(diào)整金屬成分獲得更優(yōu)性能。項目參與者莫漢·納圖博士表示，傳統(tǒng)做法僅是元素間的簡單替換，并未改變基礎配方；而新方法允許在明確標準的前提下從頭選擇元素，從而系統(tǒng)性地為核應用設計材料。

盡管早期結果證實了該合金的強度，但仍需更多測試以確認其是否真正適用于核反應堆環(huán)境。下一步研究將重點考察V555在高溫、輻射及其他反應堆條件下的表現(xiàn)，并測試通過RAD流程識別的其他成分。此外，團隊發(fā)現(xiàn)未使用的V555材料可回收用于制備新樣品且不影響質(zhì)量，有助于減少實驗測試中的材料浪費。該項目由美國能源部核能辦公室創(chuàng)新核材料計劃資助，研究成果已發(fā)表于《材料與設計》期刊。

資料來源：Interesting Engineering；原文發(fā)布日期：2026-10-28。本文為資料編譯。