随着核电的高速发展,核废物安全处置成为核电工业可持续发展的全球性问题。目前国际上采用的低、中放射性废物包装容器类型很多,我国使用的大多数核废物包装容器是引进美国ES公司的交联高密度聚乙烯(CL-HDPE)高整体容器(High Integrity Container,HIC)。随着我国核电的不断发展,对HIC的需求越来越大,对HIC进行设计、分析并国产化生产具有重要科学意义和经济价值。基于HIC国产化的背景,本文针对低、中水平放射性废物高整体容器—交联高密度聚乙烯容器的材料及结构性能进行系统的实验测试研究。主要工作如下:1.容器成型后交联高密度聚乙烯材料的性能测试按照我国的《低、中水平放射性废物高整体容器—交联高密度聚乙烯容器(报批稿)》,本次研究对交联高密度聚乙烯材料的物理性能、力学性能、热性能、阻燃性能、抗霉菌性能、耐蠕变性能进行测试。结果表明:材料的密度、耐环境应力开裂、邵氏硬度、弹性模量、弯曲模量、简支梁缺口冲击强度、脆化温度、负荷变形温度、熔融温度、维卡软化温度、水平燃烧等级、长霉等级、辐照前拉伸强度、低剂量辐照下的拉伸强度都能满足有关要求;而断裂拉伸应变、燃点温度、耐蠕变性能、高剂量辐照下的拉伸强度有待改进。2.高整体容器的跌落和贯穿试验对交联高密度聚乙烯容器进行1.2米高、倾斜45°自由跌落和4米高、垂直跌落两种跌落方式测试,利用高速相机和非接触全场应变测量系统得到容器跌落过程中的应变云图,试验结束后容器桶体与顶盖无开裂、内装固体物质无泄漏;对容器进行垂直高1.5米和5米贯穿棒的自由落体贯穿测试,利用非接触全场应变测量系统得到容器贯穿过程中的变形量,试验结束后容器表面无破损。3.高整体容器的蠕变测试与寿命预测本文进行了高整体容器的材料在9种应力水平下的蠕变试验,得到不同应力水平的时间-应变曲线,根据蠕变曲线,得到不同应力水平下的断裂时间;采用最小二乘法对应力和断裂时间(取对数)进行线性拟合,得到应力-蠕变断裂时间曲线,采用外推算法得到300年时对应的拉伸断裂应力为8.89MPa。