高熵合金设计理念
熔炼Pb-Sn-Sb-Bi-Cu五元铅锭（原子百分比各20%），经急冷甩带形成非晶/纳米晶复合结构。中子衍射分析表明：该合金在10⁻³Pa真空下辐照损伤阈值达80dpa（传统铅锭仅7dpa），肿胀率控制在0.08%/年。中国核动力院将其应用于“玲珑一号”小型堆屏蔽层，实测γ射线屏蔽效率提升至99.99997%（需铅厚度仅18cm，传统设计需1.2m），中子屏蔽率99.92%，满足万年级核废料贮存需求。
自修复防护机制
在铅锭中预埋微胶囊（直径50μm）：
- 外壳：Pb-Sn共晶合金（熔点183℃）
- 内核：低熔点GaInSn合金（熔点10℃）
当屏蔽体受辐照产生微裂纹时，微胶囊破裂释放液态金属填充缺陷。同步辐射成像显示：裂纹在400s内愈合率达95%，强度恢复至98%。该技术使核电站压力容器设计寿命从40年延长至100年。
热工水力优化
在铅合金屏蔽体内构建微流道网络：
- 流道截面：1mm×0.5mm矩形通道
- 冷却剂：液态铅铋合金（流速2m/s）
- 热移除能力：2MW/m³
ITER项目验证：该设计使屏蔽体热点温度从650℃降至380℃，避免高温导致的强度劣化。
