नवीनतम जानकारी: परमाणु परीक्षण में ग्रेफाइट पाउडर का अनुप्रयोग

ग्रेफाइट पाउडर की विकिरण क्षति रिएक्टर के तकनीकी और आर्थिक प्रदर्शन पर निर्णायक प्रभाव डालती है, विशेष रूप से पेबल बेड उच्च तापमान गैस-शीतित रिएक्टर पर। न्यूट्रॉन मॉडरेशन की क्रियाविधि न्यूट्रॉन और मॉडरेशन सामग्री के परमाणुओं के बीच प्रत्यास्थ प्रकीर्णन पर आधारित है, और उनके द्वारा वहन की गई ऊर्जा मॉडरेशन सामग्री के परमाणुओं में स्थानांतरित हो जाती है। ग्रेफाइट पाउडर परमाणु संलयन रिएक्टरों के लिए प्लाज्मा-उन्मुख सामग्रियों के रूप में भी एक आशाजनक विकल्प है। फू रुइटे के निम्नलिखित संपादक परमाणु परीक्षणों में ग्रेफाइट पाउडर के अनुप्रयोग का परिचय देते हैं:

न्यूट्रॉन प्रवाह बढ़ने पर, ग्रेफाइट पाउडर पहले सिकुड़ता है, और एक निश्चित मान तक पहुँचने के बाद, सिकुड़न कम हो जाती है, मूल आकार में वापस आ जाता है, और फिर तेजी से फैलता है। विखंडन से निकलने वाले न्यूट्रॉनों का प्रभावी उपयोग करने के लिए, उनकी गति को धीमा करना आवश्यक है। ग्रेफाइट पाउडर के ऊष्मीय गुणों का पता विकिरण परीक्षण द्वारा लगाया जाता है, और विकिरण परीक्षण की स्थितियाँ रिएक्टर की वास्तविक कार्य स्थितियों के समान होनी चाहिए। न्यूट्रॉनों के उपयोग को बेहतर बनाने का एक अन्य उपाय परावर्तक पदार्थों का उपयोग करना है ताकि नाभिकीय विखंडन प्रतिक्रिया क्षेत्र-कोर से निकलने वाले न्यूट्रॉनों को वापस परावर्तित किया जा सके। न्यूट्रॉन परावर्तन की क्रियाविधि भी परावर्तक पदार्थों के न्यूट्रॉनों और परमाणुओं का प्रत्यास्थ प्रकीर्णन है। अशुद्धियों के कारण होने वाली हानि को स्वीकार्य स्तर तक नियंत्रित करने के लिए, रिएक्टर में उपयोग किया जाने वाला ग्रेफाइट पाउडर नाभिकीय रूप से शुद्ध होना चाहिए।

परमाणु ग्रेफाइट पाउडर, ग्रेफाइट पाउडर पदार्थों की एक शाखा है जिसे 1940 के दशक के आरंभ में परमाणु विखंडन रिएक्टरों के निर्माण की आवश्यकताओं के जवाब में विकसित किया गया था। इसका उपयोग उत्पादन रिएक्टरों, गैस-शीतित रिएक्टरों और उच्च-तापमान गैस-शीतित रिएक्टरों में मॉडरेटर, परावर्तन और संरचनात्मक सामग्री के रूप में किया जाता है। नाभिक के साथ न्यूट्रॉन की अभिक्रिया की संभावना को अनुप्रस्थ काट कहा जाता है, और U-235 का तापीय न्यूट्रॉन (औसत ऊर्जा 0.025eV) विखंडन अनुप्रस्थ काट, विखंडन न्यूट्रॉन (औसत ऊर्जा 2eV) विखंडन अनुप्रस्थ काट से दो श्रेणी अधिक होता है। ग्रेफाइट पाउडर का प्रत्यास्थता मापांक, सामर्थ्य और रैखिक विस्तार गुणांक न्यूट्रॉन प्रवाह में वृद्धि के साथ बढ़ते हैं, एक उच्च मान तक पहुँचते हैं, और फिर तेजी से घटते हैं। 1940 के दशक की शुरुआत में, इस शुद्धता के करीब किफायती कीमत पर केवल ग्रेफाइट पाउडर ही उपलब्ध था, यही कारण है कि प्रत्येक रिएक्टर और बाद के उत्पादन रिएक्टरों ने एक मॉडरेटिंग सामग्री के रूप में ग्रेफाइट पाउडर का उपयोग किया, जिससे परमाणु युग की शुरुआत हुई।

आइसोट्रोपिक ग्रेफाइट पाउडर बनाने की कुंजी अच्छी आइसोट्रोपी वाले कोक कणों का उपयोग करना है: आइसोट्रोपिक कोक या एनिसोट्रोपिक कोक से निर्मित मैक्रो-आइसोट्रोपिक सेकेंडरी कोक, और सेकेंडरी कोक तकनीक का उपयोग वर्तमान में आमतौर पर किया जाता है। विकिरण क्षति का आकार ग्रेफाइट पाउडर के कच्चे माल, निर्माण प्रक्रिया, तीव्र न्यूट्रॉन प्रवाह और प्रवाह दर, विकिरण तापमान और अन्य कारकों से संबंधित है। परमाणु ग्रेफाइट पाउडर का बोरॉन समतुल्य लगभग 10⁶ होना आवश्यक है।