Radiačné poškodenie grafitového prášku má rozhodujúci vplyv na technický a ekonomický výkon reaktora, najmä vysokoteplotného plynom chladeného reaktora s vrstvou kamienkov. Mechanizmus moderovania neutrónov spočíva v elastickom rozptyle neutrónov a atómov moderačného materiálu, pričom energia, ktorú prenášajú, sa prenáša na atómy moderačného materiálu. Grafitový prášok je tiež sľubným kandidátom na plazmovo orientované materiály pre reaktory jadrovej fúzie. Nasledujúci redaktori z Fu Ruite predstavujú použitie grafitového prášku v jadrových testoch:
So zvyšujúcim sa neutrónovým fluenciom sa grafitový prášok najprv zmršťuje a po dosiahnutí malej hodnoty sa zmršťovanie znižuje, vracia sa na pôvodnú veľkosť a potom sa rýchlo rozpína. Aby sa efektívne využili neutróny uvoľnené štiepením, mali by sa spomaliť. Tepelné vlastnosti grafitového prášku sa získavajú ožarovacím testom a podmienky ožarovacieho testu by mali byť rovnaké ako skutočné prevádzkové podmienky reaktora. Ďalším opatrením na zlepšenie využitia neutrónov je použitie reflexných materiálov na odrážanie neutrónov unikajúcich z reakčnej zóny jadrového štiepenia späť. Mechanizmom odrazu neutrónov je tiež elastický rozptyl neutrónov a atómov reflexných materiálov. Aby sa straty spôsobené nečistotami obmedzili na povolenú úroveň, grafitový prášok použitý v reaktore by mal byť jadrovo čistý.
Jadrový grafitový prášok je odvetvie grafitových práškových materiálov vyvinuté v reakcii na potreby výstavby jadrových štiepnych reaktorov začiatkom 40. rokov 20. storočia. Používa sa ako moderátor, reflexný a konštrukčný materiál v produkčných reaktoroch, plynom chladených reaktoroch a vysokoteplotných plynom chladených reaktoroch. Pravdepodobnosť, že neutrón reaguje s jadrom, sa nazýva prierez a štiepny prierez U-235 pre tepelný neutrón (priemerná energia 0,025 eV) je o dva stupne vyšší ako štiepny prierez pre štiepny neutrón (priemerná energia 2 eV). Modul pružnosti, pevnosť a koeficient lineárnej rozťažnosti grafitového prášku sa zvyšujú so zvyšujúcou sa fluenciou neutrónov, dosahujú veľkú hodnotu a potom rýchlo klesajú. Začiatkom 40. rokov 20. storočia bol k dispozícii iba grafitový prášok za prijateľnú cenu blízku tejto čistote, a preto každý reaktor a nasledujúce produkčné reaktory používali grafitový prášok ako moderátorový materiál, čím sa začal jadrový vek.
Kľúčom k výrobe izotropného grafitového prášku je použitie častíc koksu s dobrou izotropiou: izotropný koks alebo makroizotropný sekundárny koks vyrobený z anizotropného koksu a v súčasnosti sa všeobecne používa technológia sekundárneho koksu. Veľkosť radiačného poškodenia súvisí so surovinami grafitového prášku, výrobným procesom, fluenciou rýchlych neutrónov a rýchlosťou fluencie, teplotou ožarovania a ďalšími faktormi. Bórový ekvivalent jadrového grafitového prášku by mal byť okolo 10~6.
Čas uverejnenia: 18. mája 2022