福岛核事故发生后的核燃料替代方案面临挑战。曼彻斯特大学的研究表明，取代核反应堆中的氧化铀所需的首选候选燃料可能需要在使用前进一步发展。罗伯特·哈里森博士领导的研究发表在《腐蚀科学》杂志上，与大学和道尔顿核研究所的同事合作。自2011年福岛事故以来，国际上一直在努力发展事故耐受燃料（ATFs），这些是具有更好事故耐受性的基于铀的燃料材料，能够比目前的燃料组件更好地经受事故情景。其中一种ATF是一种铀硅化合物U3Si2。这种材料比传统的氧化铀燃料传热性能更佳，使反应堆堆芯能够以较低温度运行。在紧急情况下，这为工程师提供了更多时间来控制反应堆。然而，关于U3Si2在反应堆堆芯中的行为仍然有许多未知。哈里森博士表示，Ce3Si2是一种类似于U3Si2的非放射性材料，他和他的同事们研究了Ce3Si2在暴露于高温空气时的行为。使用曼彻斯特大学电子显微镜中心（EMC）提供的先进电子显微技术，研究人员能够研究Ce3Si2在高达750摄氏度的空气中暴露后的反应产物。他们发现这种材料容易形成纳米级硅和二氧化硅晶粒，以及氧化铈。这些纳米晶粒可能导致燃料材料的腐蚀增强或在反应堆活动期间形成的放射性气体逃逸。哈里森博士未直言这些ATFs在事故情况下比他们寻求替代的当前燃料更不安全，但他认为它们目前也不比现有燃料更好，“并不像曾经期望的那样对事故情况具有容忍性”。哈里森博士总结道：“然而，借助这项研究中获得的新见解，将有可能开发和设计更能够经受这些事故情况的ATF候选燃料，也许通过添加其他元素，如铝，或制造复合材料以提供更高的燃料材料保护。”论文的完整标题为“Ce3Si2氧化作为事故容忍核燃料代用”，DOI为10.1016/j.corsci.2019.108332。
