De stralingsschade van grafietpoeder heeft een doorslaggevende invloed op de technische en economische prestaties van de reactor, met name de gasgekoelde reactor met kiezelbed. Het mechanisme van neutronenmoderatie is de elastische verstrooiing van neutronen en de atomen van het modererende materiaal, waarbij de energie die ze dragen wordt overgedragen aan de atomen van het modererende materiaal. Grafietpoeder is ook een veelbelovende kandidaat voor plasma-georiënteerde materialen voor kernfusiereactoren. De volgende redacteuren van Fu Ruite introduceren de toepassing van grafietpoeder in kernproeven:
Naarmate de neutronenflux toeneemt, krimpt het grafietpoeder eerst. Na een kleine krimp neemt de krimp af, keert terug naar de oorspronkelijke grootte en zet vervolgens snel uit. Om de neutronen die bij kernsplijting vrijkomen effectief te benutten, moeten ze worden vertraagd. De thermische eigenschappen van grafietpoeder worden verkregen door middel van een bestralingstest. De bestralingsomstandigheden moeten gelijk zijn aan de werkelijke bedrijfsomstandigheden van de reactor. Een andere maatregel om het neutronengebruik te verbeteren, is het gebruik van reflecterende materialen om de neutronen die uit de kernsplijtingsreactiezone lekken terug te reflecteren. Het mechanisme van neutronenreflectie is ook de elastische verstrooiing van neutronen en atomen aan reflecterende materialen. Om het verlies door onzuiverheden tot het toegestane niveau te beperken, moet het in de reactor gebruikte grafietpoeder kernzuiver zijn.
Nucleair grafietpoeder is een onderdeel van grafietpoedermaterialen dat is ontwikkeld als reactie op de behoeften van de bouw van kernsplijtingsreactoren begin jaren 40. Het wordt gebruikt als moderator, reflectie- en structuurmateriaal in productiereactoren, gasgekoelde reactoren en gasgekoelde hogetemperatuurreactoren. De waarschijnlijkheid dat het neutron reageert met de kern wordt de dwarsdoorsnede genoemd, en de splijtingsdoorsnede van thermische neutronen (gemiddelde energie van 0,025 eV) van U-235 is twee graden hoger dan de splijtingsdoorsnede van splijtingsneutronen (gemiddelde energie van 2 eV). De elasticiteitsmodulus, sterkte en lineaire uitzettingscoëfficiënt van grafietpoeder nemen toe met de toename van de neutronenfluence, bereiken een hoge waarde en nemen vervolgens snel af. Begin jaren 40 was alleen grafietpoeder beschikbaar tegen een betaalbare prijs die dicht bij deze zuiverheid lag. Daarom werd in elke reactor en daaropvolgende productiereactoren grafietpoeder gebruikt als moderatormateriaal, waarmee het nucleaire tijdperk werd ingeluid.
De sleutel tot het maken van isotroop grafietpoeder is het gebruik van cokesdeeltjes met een goede isotropie: isotrope cokes of macro-isotrope secundaire cokes gemaakt van anisotrope cokes. Secundaire cokestechnologie wordt momenteel over het algemeen gebruikt. De omvang van de stralingsschade hangt af van de grondstoffen van grafietpoeder, het productieproces, de snelle neutronenfluence en -fluence, de bestralingstemperatuur en andere factoren. Het boorequivalent van nucleair grafietpoeder moet ongeveer 10~6 zijn.
Geplaatst op: 18 mei 2022