Strålingsskadene fra grafittpulver har en avgjørende effekt på reaktorens tekniske og økonomiske ytelse, spesielt den høytemperatur gasskjølte reaktoren med pebble bed. Mekanismen for nøytronmoderering er elastisk spredning av nøytroner og atomene i det modererende materialet, og energien som bæres av dem overføres til atomene i det modererende materialet. Grafittpulver er også en lovende kandidat for plasmaorienterte materialer for kjernefusjonsreaktorer. Følgende redaktører fra Fu Ruite introduserer bruken av grafittpulver i kjernefysiske tester:
Med økende nøytronfluens krymper grafittpulveret først, og etter å ha nådd en liten verdi, avtar krympingen, går tilbake til den opprinnelige størrelsen og utvider seg deretter raskt. For å effektivt utnytte nøytronene som frigjøres ved fisjon, bør de reduseres. De termiske egenskapene til grafittpulveret oppnås ved bestrålingstest, og bestrålingstestforholdene bør være de samme som reaktorens faktiske driftsforhold. Et annet tiltak for å forbedre utnyttelsen av nøytroner er å bruke reflekterende materialer for å reflektere nøytronene som lekker ut av kjernefisjonsreaksjonssonen/kjernen tilbake. Mekanismen for nøytronrefleksjon er også elastisk spredning av nøytroner og atomer i reflekterende materialer. For å kontrollere tapet forårsaket av urenheter til det tillatte nivået, bør grafittpulveret som brukes i reaktoren være kjernefysisk rent.
Kjernegrafittpulver er en gren av grafittpulvermaterialer utviklet som svar på behovene til bygging av kjernefysjonsreaktorer tidlig på 1940-tallet. Det brukes som moderator-, refleksjons- og strukturmaterialer i produksjonsreaktorer, gasskjølte reaktorer og høytemperatur gasskjølte reaktorer. Sannsynligheten for at nøytronet reagerer med kjernen kalles tverrsnittet, og det termiske nøytronet (gjennomsnittlig energi på 0,025 eV) fisjonstverrsnittet til U-235 er to grader høyere enn fisjonstverrsnittet til nøytronet (gjennomsnittlig energi på 2 eV). Elastisitetsmodulen, styrken og den lineære ekspansjonskoeffisienten til grafittpulver øker med økningen av nøytronfluens, når en stor verdi og avtar deretter raskt. Tidlig på 1940-tallet var det bare grafittpulver tilgjengelig til en overkommelig pris nær denne renheten, og det er derfor alle reaktorer og påfølgende produksjonsreaktorer brukte grafittpulver som modereringsmateriale, og dermed innledet atomalderen.
Nøkkelen til å lage isotropisk grafittpulver er å bruke kokspartikler med god isotropi: isotropisk koks eller makroisotropisk sekundærkoks laget av anisotropisk koks, og sekundærkoksteknologi brukes vanligvis i dag. Størrelsen på strålingsskaden er relatert til råmaterialene til grafittpulveret, produksjonsprosessen, rask nøytronfluens og fluenshastighet, bestrålingstemperatur og andre faktorer. Borekvivalenten for kjernegrafittpulver må være rundt 10~6.
Publisert: 18. mai 2022