Strålningsskadorna från grafitpulver har en avgörande effekt på reaktorns tekniska och ekonomiska prestanda, särskilt den högtemperaturgaskylda reaktorn med pebble bed. Mekanismen för neutronmoderering är den elastiska spridningen av neutroner och atomerna i det modererande materialet, och den energi som bärs av dem överförs till atomerna i det modererande materialet. Grafitpulver är också en lovande kandidat för plasmaorienterade material för kärnfusionsreaktorer. Följande redaktörer från Fu Ruite introducerar tillämpningen av grafitpulver i kärnvapentester:
Med ökande neutronfluens krymper grafitpulvret först, och efter att ha nått ett litet värde minskar krympningen, återgår till sin ursprungliga storlek och expanderar sedan snabbt. För att effektivt kunna utnyttja de neutroner som frigörs vid fission bör de saktas ner. Grafitpulvrets termiska egenskaper erhålls genom bestrålningstest, och bestrålningstestförhållandena bör vara desamma som reaktorns faktiska driftsförhållanden. En annan åtgärd för att förbättra utnyttjandet av neutroner är att använda reflekterande material för att reflektera neutroner som läcker ut från kärnreaktionszonen och kärnan tillbaka. Mekanismen för neutronreflektion är också den elastiska spridningen av neutroner och atomer i reflekterande material. För att kontrollera förlusten orsakad av föroreningar till den tillåtna nivån bör grafitpulvret som används i reaktorn vara kärnren.
Kärngrafitpulver är en gren av grafitpulvermaterial som utvecklades som svar på behoven vid byggande av kärnklyvningsreaktorer i början av 1940-talet. Det används som moderator-, reflektions- och strukturmaterial i produktionsreaktorer, gaskylda reaktorer och högtemperaturgaskylda reaktorer. Sannolikheten för att neutronen reagerar med kärnan kallas tvärsnittet, och det termiska neutrontvärsnittet (medelenergi på 0,025 eV) för U-235 är två grader högre än fissionsneutrontvärsnittet (medelenergi på 2 eV). Elasticitetsmodulen, hållfastheten och den linjära expansionskoefficienten för grafitpulver ökar med ökande neutronfluens, når ett stort värde och minskar sedan snabbt. I början av 1940-talet fanns endast grafitpulver tillgängligt till ett överkomligt pris nära denna renhet, vilket är anledningen till att varje reaktor och efterföljande produktionsreaktorer använde grafitpulver som modereringsmaterial, vilket inledde kärnåldern.
Nyckeln till att tillverka isotropiskt grafitpulver är att använda kokspartiklar med god isotropi: isotropisk koks eller makroisotropisk sekundärkoks tillverkad av anisotropisk koks, och sekundärkoksteknik används generellt för närvarande. Storleken på strålningsskadorna är relaterad till grafitpulvrets råmaterial, tillverkningsprocessen, snabb neutronfluens och fluenshastighet, bestrålningstemperatur och andra faktorer. Borekvivalenten för kärngrafitpulver krävs att vara cirka 10~6.
Publiceringstid: 18 maj 2022