Kerusakan radiasi serbuk 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-atom material moderator, dan energi yang dibawanya ditransfer ke atom-atom material moderator. Serbuk grafit juga merupakan kandidat yang menjanjikan untuk material berorientasi plasma bagi reaktor fusi nuklir. Editor dari Fu Ruite berikut memperkenalkan aplikasi serbuk grafit dalam uji coba nuklir:
Dengan meningkatnya fluensa neutron, bubuk grafit pertama-tama 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, mereka harus diperlambat. Sifat termal bubuk grafit diperoleh dengan uji iradiasi, dan kondisi uji iradiasi harus sama dengan kondisi kerja reaktor yang sebenarnya. Langkah lain untuk meningkatkan pemanfaatan neutron adalah dengan menggunakan bahan reflektif untuk memantulkan neutron yang bocor keluar dari zona reaksi fisi nuklir-inti kembali. Mekanisme refleksi neutron juga merupakan hamburan elastis neutron dan atom bahan reflektif. Untuk mengendalikan kehilangan yang disebabkan oleh pengotor ke tingkat yang diijinkan, bubuk grafit yang digunakan dalam reaktor harus murni nuklir.
Serbuk grafit nuklir adalah cabang material serbuk grafit yang dikembangkan untuk memenuhi kebutuhan pembangunan reaktor fisi nuklir pada awal 1940-an. Serbuk ini digunakan sebagai moderator, pemantul, dan material struktural dalam reaktor produksi, reaktor berpendingin gas, dan reaktor berpendingin gas suhu tinggi. Probabilitas neutron bereaksi dengan inti atom 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 termal (energi rata-rata 2 eV). Modulus elastisitas, kekuatan, dan koefisien muai linier serbuk grafit meningkat seiring dengan peningkatan fluks neutron, mencapai nilai yang besar, dan kemudian menurun dengan cepat. Pada awal 1940-an, hanya serbuk grafit yang tersedia dengan harga terjangkau dengan kemurnian mendekati kemurnian tersebut. Oleh karena itu, setiap reaktor dan reaktor produksi selanjutnya menggunakan serbuk grafit sebagai material moderator, menandai dimulainya era nuklir.
Kunci untuk membuat bubuk grafit isotropik adalah menggunakan partikel kokas dengan isotropi yang baik: kokas isotropik atau kokas sekunder makroisotropik yang terbuat dari kokas anisotropik, dan teknologi kokas sekunder umumnya digunakan saat ini. Besarnya kerusakan radiasi berkaitan dengan bahan baku bubuk grafit, proses pembuatan, fluensa neutron cepat dan laju fluensa, suhu iradiasi, dan faktor-faktor lainnya. Kadar boron setara bubuk grafit nuklir yang dibutuhkan adalah sekitar 10⁻⁴.
Waktu posting: 18 Mei 2022