Kerusakan radiasi pada bubuk grafit memiliki pengaruh yang menentukan terhadap kinerja teknis dan ekonomi reaktor, terutama reaktor berpendingin gas suhu tinggi tipe pebble bed. Mekanisme moderasi neutron adalah hamburan elastis neutron dan atom material moderasi, dan energi yang dibawa oleh neutron tersebut ditransfer ke atom material moderasi. Bubuk grafit juga merupakan kandidat yang menjanjikan untuk material pengarah plasma pada reaktor fusi nuklir. Berikut ini adalah penjelasan editor dari Fu Ruite tentang aplikasi bubuk grafit dalam uji coba nuklir:
Dengan meningkatnya fluks neutron, bubuk grafit awalnya menyusut, dan setelah mencapai nilai kecil, penyusutan berkurang, kembali ke ukuran semula, dan kemudian mengembang dengan cepat. Untuk memanfaatkan neutron yang dilepaskan oleh fisi secara efektif, kecepatannya harus diperlambat. Sifat termal bubuk grafit diperoleh melalui uji iradiasi, dan kondisi uji iradiasi harus sama dengan kondisi kerja aktual reaktor. Langkah lain untuk meningkatkan pemanfaatan neutron adalah dengan menggunakan bahan reflektif untuk memantulkan kembali neutron yang bocor keluar dari zona reaksi fisi nuklir—inti reaktor. Mekanisme pemantulan neutron juga merupakan hamburan elastis neutron dan atom dari bahan reflektif. Untuk mengontrol kehilangan yang disebabkan oleh pengotor hingga tingkat yang diizinkan, bubuk grafit yang digunakan dalam reaktor harus murni nuklir.
Serbuk grafit nuklir adalah cabang dari material serbuk grafit yang dikembangkan sebagai respons terhadap kebutuhan pembangunan reaktor fisi nuklir pada awal tahun 1940-an. Serbuk ini digunakan sebagai moderator, bahan refleksi, dan bahan struktural dalam reaktor produksi, reaktor berpendingin gas, dan reaktor berpendingin gas suhu tinggi. Probabilitas neutron bereaksi dengan inti disebut penampang lintang, dan penampang lintang fisi neutron termal (energi rata-rata 0,025 eV) U-235 dua tingkat lebih tinggi daripada penampang lintang fisi neutron (energi rata-rata 2 eV). Modulus elastisitas, kekuatan, dan koefisien ekspansi linier serbuk grafit meningkat seiring dengan peningkatan fluks neutron, mencapai nilai besar, dan kemudian menurun dengan cepat. Pada awal tahun 1940-an, hanya serbuk grafit yang tersedia dengan harga terjangkau dengan kemurnian mendekati ini, itulah sebabnya setiap reaktor dan reaktor produksi selanjutnya menggunakan serbuk grafit sebagai bahan moderator, yang mengantarkan era nuklir.
Kunci untuk membuat bubuk grafit isotropik adalah menggunakan partikel kokas dengan isotropi yang baik: kokas isotropik atau kokas sekunder makro-isotropik yang dibuat dari kokas anisotropik, dan teknologi kokas sekunder umumnya digunakan saat ini. Besarnya kerusakan radiasi berkaitan dengan bahan baku bubuk grafit, proses pembuatan, fluks neutron cepat dan laju fluks, suhu iradiasi, dan faktor-faktor lainnya. Ekuivalen boron dari bubuk grafit nuklir diperlukan sekitar 10~6.
Waktu posting: 18 Mei 2022