El dany per radiació de la pols de grafit té un efecte decisiu en el rendiment tècnic i econòmic del reactor, especialment del reactor refrigerat per gas d'alta temperatura amb llit de còdols. El mecanisme de moderació de neutrons és la dispersió elàstica dels neutrons i els àtoms del material moderador, i l'energia que transporten es transfereix als àtoms del material moderador. La pols de grafit també és un candidat prometedor per a materials orientats a plasma per a reactors de fusió nuclear. Els següents editors de Fu Ruite presenten l'aplicació de la pols de grafit en proves nuclears:
Amb l'augment de la fluència de neutrons, la pols de grafit primer es contrau i, després d'assolir un valor petit, la contracció disminueix, torna a la mida original i després s'expandeix ràpidament. Per tal d'utilitzar eficaçment els neutrons alliberats per la fissió, s'han de reduir la velocitat. Les propietats tèrmiques de la pols de grafit s'obtenen mitjançant proves d'irradiació, i les condicions de la prova d'irradiació han de ser les mateixes que les condicions reals de treball del reactor. Una altra mesura per millorar la utilització dels neutrons és utilitzar materials reflectants per reflectir els neutrons que s'escapaven de la zona de reacció de fissió nuclear-nucli cap enrere. El mecanisme de reflexió dels neutrons també és la dispersió elàstica dels neutrons i els àtoms dels materials reflectants. Per tal de controlar la pèrdua causada per les impureses fins al nivell permès, la pols de grafit utilitzada al reactor ha de ser nuclearment pura.
La pols de grafit nuclear és una branca dels materials de pols de grafit desenvolupada en resposta a les necessitats de la construcció de reactors de fissió nuclear a principis de la dècada de 1940. S'utilitza com a material moderador, de reflexió i estructural en reactors de producció, reactors refrigerats per gas i reactors refrigerats per gas d'alta temperatura. La probabilitat que el neutró reaccioni amb el nucli s'anomena secció transversal, i la secció transversal de fissió de neutrons tèrmics (energia mitjana de 0,025 eV) de l'U-235 és dos graus superior a la secció transversal de fissió de neutrons de fissió (energia mitjana de 2 eV). El mòdul elàstic, la resistència i el coeficient d'expansió lineal de la pols de grafit augmenten amb l'augment de la fluència de neutrons, arriben a un valor gran i després disminueixen ràpidament. A principis de la dècada de 1940, només hi havia disponible pols de grafit a un preu assequible proper a aquesta puresa, motiu pel qual tots els reactors i els reactors de producció posteriors utilitzaven pols de grafit com a material moderador, marcant el començament de l'era nuclear.
La clau per fabricar pols de grafit isotròpic és utilitzar partícules de coc amb bona isotropia: coc isotròpic o coc secundari macroisotròpic fet a partir de coc anisotròpic, i actualment s'utilitza generalment la tecnologia de coc secundari. La mida del dany per radiació està relacionada amb les matèries primeres de la pols de grafit, el procés de fabricació, la fluència de neutrons ràpids i la taxa de fluència, la temperatura d'irradiació i altres factors. L'equivalent en bor de la pols de grafit nuclear ha de ser d'uns 10~6.
Data de publicació: 18 de maig de 2022