המידע העדכני ביותר: יישום אבקת גרפיט בבדיקה גרעינית

נזק הקרינה של אבקת גרפיט משפיע מכריע על הביצועים הטכניים והכלכליים של הכור, ובמיוחד על הכור המקורב בגז בטמפרטורה גבוהה בטמפרטורה. המנגנון של מתינות הנויטרון הוא הפיזור האלסטי של נויטרונים והאטומים של החומר המתון, והאנרגיה שנשאו על ידיהם מועברת לאטומים של החומר המתון. אבקת גרפיט היא גם מועמד מבטיח לחומרים מוכווני פלזמה לכורים של היתוך גרעיני. העורכים הבאים מ- Fu Ruite מציגים את היישום של אבקת גרפיט בבדיקות גרעיניות:

עם עליית זרימת הנויטרון, אבקת הגרפיט מתכווצת תחילה, ואחרי שהגיעה לערך קטן, ההצטמקות פוחתת, חוזרת לגודל המקורי ואז מתרחבת במהירות. על מנת להשתמש ביעילות בנויטרונים שמשתחררים על ידי ביקוע, יש להאט אותם. המאפיינים התרמיים של אבקת גרפיט מתקבלים על ידי בדיקת הקרנה, ותנאי בדיקת ההקרנה צריכים להיות זהים לתנאי העבודה בפועל של הכור. מדד נוסף לשיפור השימוש בנויטרונים הוא להשתמש בחומרים רפלקטיביים כדי לשקף את הנויטרונים שדלפים מהגב לתגובת הביקוע הגרעינית. המנגנון של השתקפות נויטרונים הוא גם הפיזור האלסטי של נויטרונים ואטומים של חומרים רפלקטיביים. על מנת לשלוט על האובדן הנגרם על ידי זיהומים לרמה המותרת, אבקת הגרפיט המשמשת בכור צריכה להיות טהורה גרעינית.

אבקת גרפיט גרעינית היא ענף של חומרי אבקת גרפיט שפותחו כתגובה לצרכים של בניית כורי ביקוע גרעיניים בראשית שנות הארבעים. הוא משמש כמנחה, השתקפות וחומרים מבניים בכורים לייצור, כורים מקוררים בגז וכורים מקוררים בגז בטמפרטורה גבוהה. ההסתברות של הנויטרון המגיב עם הגרעין נקראת חתך הרוחב, והנויטרון התרמי (אנרגיה ממוצעת של 0.025EV) חתך רוחב ביקוע של U-235 הוא שתי כיתות גבוהות יותר מחתך הנויטרון בביקוע (אנרגיה ממוצעת של 2EV). המודולוס האלסטי, חוזק ומקדם התפשטות ליניארית של אבקת גרפיט גדלים עם עליית שטף הנויטרונים, מגיעים לערך גדול ואז יורדים במהירות. בתחילת שנות הארבעים של המאה העשרים, רק אבקת גרפיט הייתה זמינה במחיר משתלם קרוב לטוהר זה, וזו הסיבה שכל כור וכורים ייצור עוקבים השתמשו באבקת גרפיט כחומר מתמתן, תוך שהם מופיעים בעידן הגרעיני.

המפתח לייצור אבקת גרפיט איזוטרופית הוא להשתמש בחלקיקי קולה עם איזוטרופיה טובה: קולה איזוטרופית או קולה משנית מקרו-איזוטרופית העשויה כיום מקוקה אניסוטרופית, וטכנולוגיית קולה משנית משמשת בדרך כלל כיום. גודל הנזק לקרינה קשור לחומרי הגלם של אבקת גרפיט, תהליך ייצור, שטף נויטרון מהיר וקצב זרימה, טמפרטורת ההקרנה וגורמים אחרים. המקבילה של בורון של אבקת גרפיט גרעינית נדרשת להיות בסביבות 10 ~ 6.