由于核工業材料性能的特殊要求，有的只有用粉末冶金工藝才能滿足，有的則是采用粉末冶金工藝具有更大的優越性，因此，粉末冶金材料對于核工業有其獨特的貢獻。

例如，核工業采用的可裂變材料 U235在天然鈾中的濃度只有0.71%，要達到反應堆和制造原子彈要求的濃度，必須將U235和 U238分離開來，目前工業生產中大量采用的是氣體擴散法，這種方法的關鍵在于制造擴散分離膜，用鎳或氧化鋁粉末通過粉末冶金工藝制造的擴散膜能滿足其特殊要求。

此外，對于新一代核反應堆，為加強核安全，防止核泄漏的發生，采用粉末冶金工藝制備的鎢基高密度合金的慣性儲能裝置，能在事故發生后沒有任何動力的情況下維持3～5min的冷卻循環，從而為事故的處理贏得寶貴的應急時間，防止核反應堆燒穿發生核泄漏。鎢合金還作為冷核試驗的模擬材料，用于核彈及核反應堆設計參數的確定。

由于要求最有效地利用空間，軍用核動力艦船的安全和核防護就顯得更為重要。因此需要性能更好的鋯、鉬、鎢材料。鈮合金具有良好的抗海水腐蝕能力，經多年使用的鈮合金件取出時仍光亮如新，可制作水下裝置，如潛艇測深用壓力傳感器、聲納探測器等。這些材料大多采用粉末冶金工藝制備。

此外，作為核反應堆慢化劑或反射層材料的金屬鈹或氧化鈹，作控制材料用的碳化硼，作燃料芯塊的氧化鈾、氮化鈾或彌散體型的元件，核燃料元件的包殼材料以及核廢物的固化處理，目前大多采用粉末冶金工藝制備。

原子彈、氫彈和中子彈等核武器另一重要的殺傷力就是高能射線。而高密度物質對射線具有良好的屏蔽作用，與中子吸收物質配合使用可收到良好的作用。以前人們廣泛采用鉛作屏蔽材料，因鉛的密度為11.3 g/cm3。而高密度鎢合金的密度在17 g/cm3以上，因此它比鉛對X 射線和γ射線的吸收能力更理想。對射線的屏蔽效果是鉛的1.5 倍以上，且鉛材質軟，而鎢合金硬度較高，是理想的核燃料儲存器與防輻射的屏蔽材料。

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