Deteriorarea prin radiații a pulberii de grafit are un efect decisiv asupra performanței tehnice și economice a reactorului, în special a reactorului răcit cu gaz la temperatură înaltă, cu pat de pietricele. Mecanismul de moderare a neutronilor constă în împrăștierea elastică a neutronilor și a atomilor materialului moderator, iar energia transportată de aceștia este transferată atomilor materialului moderator. Pulberea de grafit este, de asemenea, un candidat promițător pentru materialele orientate spre plasmă pentru reactoarele de fuziune nucleară. Următorii editori de la Fu Ruite prezintă aplicarea pulberii de grafit în testele nucleare:
Odată cu creșterea fluenței neutronice, pulberea de grafit se contractă mai întâi, iar după ce atinge o valoare mică, contracția scade, revine la dimensiunea inițială și apoi se extinde rapid. Pentru a utiliza eficient neutronii eliberați prin fisiune, aceștia trebuie încetiniți. Proprietățile termice ale pulberii de grafit sunt obținute prin test de iradiere, iar condițiile testului de iradiere trebuie să fie aceleași cu condițiile reale de lucru ale reactorului. O altă măsură pentru îmbunătățirea utilizării neutronilor este utilizarea materialelor reflectorizante pentru a reflecta neutronii care se scurg din zona de reacție a fisiunii nucleare - miezul. Mecanismul de reflexie a neutronilor este, de asemenea, împrăștierea elastică a neutronilor și atomilor din materialele reflectorizante. Pentru a controla pierderile cauzate de impurități la nivelul admis, pulberea de grafit utilizată în reactor trebuie să fie pură din punct de vedere nuclear.
Pulberea de grafit nuclear este o ramură a materialelor sub formă de pulbere de grafit, dezvoltată ca răspuns la nevoile construirii reactoarelor de fisiune nucleară la începutul anilor 1940. Este utilizată ca material moderator, de reflexie și structural în reactoarele de producție, reactoarele răcite cu gaz și reactoarele răcite cu gaz la temperatură înaltă. Probabilitatea ca neutronul să reacționeze cu nucleul se numește secțiune transversală, iar secțiunea transversală de fisiune a neutronilor termici (energie medie de 0,025 eV) a U-235 este cu două grade mai mare decât secțiunea transversală de fisiune a neutronilor de fisiune (energie medie de 2 eV). Modulul de elasticitate, rezistența și coeficientul de dilatare liniară ale pulberii de grafit cresc odată cu creșterea fluenței neutronice, ating o valoare mare și apoi scad rapid. La începutul anilor 1940, doar pulberea de grafit era disponibilă la un preț accesibil, apropiat de această puritate, motiv pentru care fiecare reactor și reactoarele de producție ulterioare au folosit pulberea de grafit ca material moderator, inaugurând era nucleară.
Cheia pentru fabricarea pulberii de grafit izotrop este utilizarea particulelor de cocs cu izotropie bună: cocs izotrop sau cocs secundar macroizotrop obținut din cocs anizotrop, iar în prezent se folosește în general tehnologia cocsului secundar. Mărimea daunelor provocate de radiații este legată de materiile prime ale pulberii de grafit, procesul de fabricație, fluența neutronilor rapizi și rata de fluență, temperatura de iradiere și alți factori. Echivalentul în bor al pulberii de grafit nuclear trebuie să fie în jur de 10~6.
Data publicării: 18 mai 2022