흑연 분말의 방사선 손상은 원자로, 특히 페블 베드 고온 가스 냉각 원자로의 기술적 및 경제적 성능에 결정적인 영향을 미칩니다. 중성자 감속 메커니즘은 중성자와 감속재 원자 간의 탄성 산란이며, 중성자가 가진 에너지는 감속재 원자로 전달됩니다. 흑연 분말은 핵융합로용 플라즈마 지향성 소재로서도 유망한 후보입니다. 다음은 푸루이테(Fu Ruite) 편집진이 핵 실험에서 흑연 분말의 응용 사례를 소개합니다.
중성자 조사량이 증가함에 따라 흑연 분말은 처음에는 수축하다가 작은 값에 도달한 후에는 수축률이 감소하여 원래 크기로 돌아온 다음 급격히 팽창합니다. 핵분열로 방출되는 중성자를 효과적으로 이용하기 위해서는 중성자의 속도를 줄여야 합니다. 흑연 분말의 열적 특성은 조사 시험을 통해 얻을 수 있으며, 조사 시험 조건은 원자로의 실제 운전 조건과 동일해야 합니다. 중성자 이용률을 향상시키는 또 다른 방법은 반사 재료를 사용하여 핵분열 반응 영역-노심에서 누출되는 중성자를 반사하는 것입니다. 중성자 반사 메커니즘은 반사 재료의 원자와 중성자 사이의 탄성 산란입니다. 불순물로 인한 손실을 허용 가능한 수준으로 제어하기 위해 원자로에 사용되는 흑연 분말은 핵 순도가 높아야 합니다.
핵용 흑연 분말은 1940년대 초 핵분열 원자로 건설 수요에 부응하여 개발된 흑연 분말 재료의 한 종류입니다. 생산 원자로, 가스냉각 원자로, 고온 가스냉각 원자로에서 감속재, 반사재, 구조재로 사용됩니다. 중성자가 핵과 반응할 확률을 단면적이라고 하는데, 우라늄-235의 열중성자(평균 에너지 0.025eV) 핵분열 단면적은 핵분열 중성자(평균 에너지 2eV) 핵분열 단면적보다 두 단계 높습니다. 흑연 분말의 탄성 계수, 강도, 선팽창 계수는 중성자 조사량이 증가함에 따라 증가하다가 큰 값에 도달한 후 급격히 감소합니다. 1940년대 초에는 이 정도 순도의 흑연 분말을 저렴한 가격에 구할 수 있었기 때문에 모든 원자로와 그 이후의 생산 원자로에서 감속재로 사용되었고, 이는 핵 시대의 도래를 알리는 계기가 되었습니다.
등방성 흑연 분말 제조의 핵심은 등방성이 우수한 코크스 입자를 사용하는 것입니다. 즉, 등방성 코크스 또는 비등방성 코크스로 만든 거대 등방성 2차 코크스를 사용하며, 현재는 일반적으로 2차 코크스 제조 기술이 사용됩니다. 방사선 손상 크기는 흑연 분말의 원료, 제조 공정, 고속 중성자 플루언스 및 플루언스율, 조사 온도 등의 요인과 관련이 있습니다. 핵 흑연 분말의 붕소 당량은 약 10⁶ 정도여야 합니다.
게시 시간: 2022년 5월 18일