综述：液态金属驱动先进核能系统

本文系统评述了液态金属（LM）在先进核能（裂变与聚变）中的应用与挑战。作者指出钠/铅冷却的下一代裂变堆面临多相多物理场耦合（如腐蚀、铅-水相互作用）难题，而聚变系统中LM凭借高效传氚和能量输运特性成为关键材料，但磁流体动力学（MHD）效应仍是技术瓶颈。综述为清洁能源转型提供了创新视角，凸显LM在破解能源危机中的不可替代性。

　　

ABSTRACT
液态金属（LM）驱动的先进核能系统因其清洁可持续特性，成为低碳能源转型的核心战略。在裂变领域，以钠（Na）或铅（Pb）为冷却剂的下一代反应堆正处于设计与建造阶段，但多相流-热-力耦合机制仍受限于材料腐蚀、铅-水反应等挑战。聚变系统中，LM凭借其高热导率与氚（T）增殖能力成为包层设计的关键材料，但自由表面稳定性与MHD效应引发的压降问题亟待解决。

应用场景
钠冷快堆（SFR）通过液态钠的高热导率实现堆芯高效冷却，但钠-水蒸汽反应存在安全隐患；铅冷快堆（LFR）利用铅的化学惰性增强固有安全性，但Pb-结构材料相容性需优化。聚变堆中，液态锂（Li）包层设计可同时实现氚自持与中子屏蔽，但Li渗透引发的结构脆化需界面阻隔技术突破。

技术挑战
裂变系统需建立多尺度腐蚀预测模型，解决奥氏体钢在550℃铅铋共晶（LBE）中的溶解问题。聚变领域需开发抗MHD腐蚀的SiC_f/SiC复合材料，并通过湍流抑制技术降低液态锂回路的磁致压降。

未来方向
智能LM合金（如镓基液态金属）与纳米流体技术的结合，或将为第四代核反应堆与DEMO聚变装置提供革命性解决方案。