Radiační poškození grafitového prášku má rozhodující vliv na technický a ekonomický výkon reaktoru, zejména vysokoteplotního plynem chlazeného reaktoru s oblázkovým ložem. Mechanismus moderování neutronů spočívá v elastickém rozptylu neutronů a atomů moderačního materiálu, přičemž energie, kterou nesou, se přenáší na atomy moderačního materiálu. Grafitový prášek je také slibným kandidátem na plazmově orientované materiály pro jaderné fúzní reaktory. Následující editoři z Fu Ruite představují použití grafitového prášku v jaderných testech:
Se zvyšující se neutronovou fluencí se grafitový prášek nejprve smršťuje a po dosažení malé hodnoty se smrštění snižuje, vrací se na původní velikost a poté se rychle rozpíná. Aby se neutrony uvolněné štěpením efektivně využily, měly by být zpomaleny. Tepelné vlastnosti grafitového prášku se získávají ozařovací zkouškou a podmínky ozařovací zkoušky by měly být stejné jako skutečné provozní podmínky reaktoru. Dalším opatřením ke zlepšení využití neutronů je použití reflexních materiálů k odrážení neutronů unikajících z reakční zóny jaderného štěpení zpět. Mechanismus odrazu neutronů spočívá také v elastickém rozptylu neutronů a atomů reflexních materiálů. Aby se ztráty způsobené nečistotami snížily na povolenou úroveň, měl by být grafitový prášek používaný v reaktoru jaderně čistý.
Jaderný grafitový prášek je odvětví grafitových práškových materiálů vyvinutých v reakci na potřeby stavby jaderných štěpných reaktorů na počátku 40. let 20. století. Používá se jako moderátor, reflexní a konstrukční materiál v produkčních reaktorech, plynem chlazených reaktorech a vysokoteplotních plynem chlazených reaktorech. Pravděpodobnost reakce neutronu s jádrem se nazývá průřez a štěpný průřez U-235 pro tepelný neutron (průměrná energie 0,025 eV) je o dva stupně vyšší než štěpný průřez pro štěpný neutron (průměrná energie 2 eV). Modul pružnosti, pevnost a koeficient lineární roztažnosti grafitového prášku se zvyšují se zvyšující se fluencí neutronů, dosahují velké hodnoty a poté prudce klesají. Na začátku 40. let 20. století byl k dispozici pouze grafitový prášek za dostupnou cenu blízkou této čistotě, a proto každý reaktor a následné produkční reaktory používaly grafitový prášek jako moderátorský materiál, což zahájilo jaderný věk.
Klíčem k výrobě izotropního grafitového prášku je použití koksových částic s dobrou izotropií: izotropní koks nebo makroizotropní sekundární koks vyrobený z anizotropního koksu, přičemž v současnosti se obecně používá technologie sekundárního koksu. Velikost radiačního poškození souvisí se surovinami grafitového prášku, výrobním procesem, fluencí rychlých neutronů a rychlostí fluence, teplotou ozáření a dalšími faktory. Ekvivalent bóru v jaderném grafitovém prášku by měl být okolo 10~6.
Čas zveřejnění: 18. května 2022