უახლესი ინფორმაცია: გრაფიტის ფხვნილის გამოყენება ბირთვულ ტესტებში

გრაფიტის ფხვნილის რადიაციული დაზიანება გადამწყვეტ გავლენას ახდენს რეაქტორის ტექნიკურ და ეკონომიკურ მახასიათებლებზე, განსაკუთრებით კი კენჭის ფენის მაღალი ტემპერატურის გაზით გაცივებული რეაქტორის. ნეიტრონების მოდერაციის მექანიზმი არის ნეიტრონებისა და მოდერატორი მასალის ატომების ელასტიური გაფანტვა, ხოლო მათ მიერ გადატანილი ენერგია გადაეცემა მოდერატორი მასალის ატომებს. გრაფიტის ფხვნილი ასევე პერსპექტიული კანდიდატია ბირთვული შერწყმის რეაქტორებისთვის პლაზმურად ორიენტირებული მასალებისთვის. ფუ რუიტეს შემდეგი რედაქტორები წარმოგიდგენთ გრაფიტის ფხვნილის გამოყენებას ბირთვულ ტესტებში:

ნეიტრონების ნაკადის ზრდასთან ერთად, გრაფიტის ფხვნილი თავდაპირველად იკუმშება, ხოლო მცირე მნიშვნელობის მიღწევის შემდეგ, შეკუმშვა მცირდება, უბრუნდება საწყის ზომას და შემდეგ სწრაფად ფართოვდება. დაშლის შედეგად გამოყოფილი ნეიტრონების ეფექტურად გამოსაყენებლად, ისინი უნდა შენელდეს. გრაფიტის ფხვნილის თერმული თვისებები მიიღება დასხივების ტესტით და დასხივების ტესტის პირობები უნდა იყოს რეაქტორის რეალური სამუშაო პირობების იგივე. ნეიტრონების გამოყენების გაუმჯობესების კიდევ ერთი ღონისძიებაა ამრეკლავი მასალების გამოყენება ბირთვის დაშლის რეაქციის ზონიდან - ბირთვიდან გამოჟონილი ნეიტრონების უკან ასახვისთვის. ნეიტრონების არეკვლის მექანიზმი ასევე არის ნეიტრონებისა და ამრეკლავი მასალების ატომების ელასტიური გაფანტვა. მინარევებით გამოწვეული დანაკარგის დასაშვებ დონემდე კონტროლის მიზნით, რეაქტორში გამოყენებული გრაფიტის ფხვნილი უნდა იყოს ბირთვული სისუფთავის.

ბირთვული გრაფიტის ფხვნილი გრაფიტის ფხვნილის მასალების ერთ-ერთი დარგია, რომელიც შემუშავდა 1940-იანი წლების დასაწყისში ბირთვული დაშლის რეაქტორების მშენებლობის საჭიროებების დასაკმაყოფილებლად. იგი გამოიყენება როგორც მოდერატორი, არეკვლისა და სტრუქტურული მასალები საწარმოო რეაქტორებში, გაზით გაცივებულ რეაქტორებსა და მაღალი ტემპერატურის გაზით გაცივებულ რეაქტორებში. ნეიტრონის ბირთვთან რეაქციის ალბათობას განივი კვეთი ეწოდება, ხოლო U-235-ის თერმული ნეიტრონული (საშუალო ენერგია 0.025 eV) დაშლის განივი კვეთა ორი გრადუსით მეტია დაშლის ნეიტრონულ (საშუალო ენერგია 2 eV) დაშლის განივი კვეთაზე. გრაფიტის ფხვნილის ელასტიურობის მოდული, სიმტკიცე და წრფივი გაფართოების კოეფიციენტი იზრდება ნეიტრონული ნაკადის ზრდასთან ერთად, აღწევს დიდ მნიშვნელობას და შემდეგ სწრაფად მცირდება. 1940-იანი წლების დასაწყისში მხოლოდ გრაფიტის ფხვნილი იყო ხელმისაწვდომი ამ სისუფთავესთან მიახლოებულ ხელმისაწვდომ ფასად, რის გამოც ყველა რეაქტორი და შემდგომი საწარმოო რეაქტორები იყენებდნენ გრაფიტის ფხვნილს, როგორც მოდერატორულ მასალას, რამაც ბირთვული ეპოქის დასაწყისი გახადა.

იზოტროპული გრაფიტის ფხვნილის დამზადების გასაღები კარგი იზოტროპიის მქონე კოქსის ნაწილაკების გამოყენებაა: იზოტროპული კოქსი ან მაკროიზოტროპული მეორადი კოქსი, რომელიც დამზადებულია ანიზოტროპული კოქსისგან და ამჟამად ძირითადად გამოიყენება მეორადი კოქსის ტექნოლოგია. რადიაციული დაზიანების ზომა დამოკიდებულია გრაფიტის ფხვნილის ნედლეულზე, წარმოების პროცესზე, ნეიტრონების სწრაფ ფლუორესცენციასა და ფლუორესცენციის სიჩქარეზე, დასხივების ტემპერატურასა და სხვა ფაქტორებზე. ბირთვული გრაფიტის ფხვნილის ბორის ეკვივალენტი დაახლოებით 10~6 უნდა იყოს.