Оштећење графитног праха услед зрачења има одлучујући утицај на техничке и економске перформансе реактора, посебно реактора са високотемпературним гасом хлађеним реактором са слојем шљунка. Механизам модерирања неутрона је еластично расејање неутрона и атома модераторског материјала, а енергија коју носе преноси се на атоме модераторског материјала. Графитни прах је такође обећавајући кандидат за плазма оријентисане материјале за реакторе за нуклеарну фузију. Следећи уредници из Фу Руитеа представљају примену графитног праха у нуклеарним тестовима:
Са повећањем флуенса неутрона, графитни прах се прво скупља, а након достизања мале вредности, скупљање се смањује, враћа се на првобитну величину, а затим се брзо шири. Да би се ефикасно искористили неутрони ослобођени фисијом, треба их успорити. Термичка својства графитног праха се добијају тестом зрачења, а услови теста зрачења треба да буду исти као и стварни услови рада реактора. Још једна мера за побољшање искоришћења неутрона је употреба рефлектујућих материјала за рефлектовање неутрона који цуре из зоне реакције нуклеарне фисије назад. Механизам рефлексије неутрона је такође еластично расејање неутрона и атома рефлектујућих материјала. Да би се губици изазвани нечистоћама свели на дозвољени ниво, графитни прах који се користи у реактору треба да буде нуклеарно чист.
Нуклеарни графитни прах је грана материјала од графитног праха развијена као одговор на потребе изградње нуклеарних фисионих реактора почетком 1940-их. Користи се као модератор, рефлексни и структурни материјал у производним реакторима, реакторима хлађеним гасом и високотемпературним гасом хлађеним реакторима. Вероватноћа да неутрон реагује са језгром назива се попречни пресек, а попречни пресек фисије U-235 термалног неутрона (просечна енергија од 0,025eV) је два степена већи од попречног пресека фисије неутрона (просечна енергија од 2eV). Модул еластичности, чврстоћа и коефицијент линеарног ширења графитног праха повећавају се са повећањем флуенса неутрона, достижу велику вредност, а затим брзо опадају. Почетком 1940-их, само графитни прах је био доступан по приступачној цени близу ове чистоће, због чега је сваки реактор и каснији производни реактори користио графитни прах као модераторски материјал, што је увело у нуклеарно доба.
Кључ за производњу изотропног графитног праха је употреба честица кокса са добром изотропијом: изотропни кокс или макроизотропни секундарни кокс направљен од анизотропног кокса, а технологија секундарног кокса се тренутно генерално користи. Величина оштећења од зрачења зависи од сировина графитног праха, производног процеса, флуенса брзих неутрона и брзине флуенса, температуре зрачења и других фактора. Еквивалент бора у нуклеарном графитном праху треба да буде око 10~6.
Време објаве: 18. мај 2022.