ข้อมูลล่าสุด: การประยุกต์ใช้ผงกราไฟต์ในการทดสอบนิวเคลียร์

ความเสียหายจากรังสีของผงกราไฟต์มีผลกระทบอย่างมากต่อประสิทธิภาพทางเทคนิคและเศรษฐกิจของเครื่องปฏิกรณ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเครื่องปฏิกรณ์แบบใช้แก๊สหล่อเย็นอุณหภูมิสูงชนิดเตียงกรวด กลไกการลดความเร็วของนิวตรอนคือการกระเจิงแบบยืดหยุ่นของนิวตรอนและอะตอมของวัสดุลดความเร็ว และพลังงานที่พวกมันนำพามาจะถูกถ่ายโอนไปยังอะตอมของวัสดุลดความเร็ว ผงกราไฟต์ยังเป็นวัสดุที่มีศักยภาพสำหรับวัสดุที่มุ่งเน้นพลาสมาในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิวชัน บทความต่อไปนี้จากบรรณาธิการของฟู่ ​​รุ่ยเต๋อ จะแนะนำการประยุกต์ใช้ผงกราไฟต์ในการทดสอบนิวเคลียร์:

เมื่อปริมาณนิวตรอนเพิ่มขึ้น ผงกราไฟต์จะหดตัวก่อน จากนั้นเมื่อถึงค่าเล็กน้อย การหดตัวจะลดลง กลับคืนสู่ขนาดเดิม แล้วจึงขยายตัวอย่างรวดเร็ว เพื่อให้สามารถใช้ประโยชน์จากนิวตรอนที่ปล่อยออกมาจากการแตกตัวของนิวเคลียสได้อย่างมีประสิทธิภาพ ควรควบคุมความเร็วในการเคลื่อนที่ของนิวตรอน คุณสมบัติทางความร้อนของผงกราไฟต์ได้มาจากการทดสอบการฉายรังสี และเงื่อนไขการทดสอบการฉายรังสีควรเหมือนกับสภาวะการทำงานจริงของเครื่องปฏิกรณ์ อีกมาตรการหนึ่งในการปรับปรุงการใช้ประโยชน์จากนิวตรอนคือการใช้วัสดุสะท้อนแสงเพื่อสะท้อนนิวตรอนที่รั่วไหลออกจากบริเวณปฏิกิริยาการแตกตัวของนิวเคลียสกลับไปยังแกนกลาง กลไกการสะท้อนนิวตรอนก็คือการกระเจิงแบบยืดหยุ่นของนิวตรอนและอะตอมของวัสดุสะท้อนแสง เพื่อควบคุมการสูญเสียที่เกิดจากสิ่งเจือปนให้อยู่ในระดับที่ยอมรับได้ ผงกราไฟต์ที่ใช้ในเครื่องปฏิกรณ์ควรมีความบริสุทธิ์ทางนิวเคลียร์

ผงกราไฟต์นิวเคลียร์เป็นสาขาหนึ่งของวัสดุผงกราไฟต์ที่พัฒนาขึ้นเพื่อตอบสนองความต้องการในการสร้างเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบฟิชชันในช่วงต้นทศวรรษ 1940 ใช้เป็นตัวหน่วงนิวตรอน ตัวสะท้อนแสง และวัสดุโครงสร้างในเครื่องปฏิกรณ์ผลิต เครื่องปฏิกรณ์ระบายความร้อนด้วยแก๊ส และเครื่องปฏิกรณ์ระบายความร้อนด้วยแก๊สอุณหภูมิสูง ความน่าจะเป็นที่นิวตรอนจะทำปฏิกิริยากับนิวเคลียสเรียกว่าภาคตัดขวาง และภาคตัดขวางฟิชชันของนิวตรอนความร้อน (พลังงานเฉลี่ย 0.025 eV) ของ U-235 สูงกว่าภาคตัดขวางฟิชชันของนิวตรอนฟิชชัน (พลังงานเฉลี่ย 2 eV) ถึงสองเท่า โมดูลัสความยืดหยุ่น ความแข็งแรง และสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นของผงกราไฟต์จะเพิ่มขึ้นตามการเพิ่มขึ้นของฟลักซ์นิวตรอน จนถึงค่าสูง แล้วจึงลดลงอย่างรวดเร็ว ในช่วงต้นทศวรรษ 1940 มีเพียงผงกราไฟต์เท่านั้นที่มีราคาเหมาะสมและมีความบริสุทธิ์ใกล้เคียงกับระดับนี้ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมเครื่องปฏิกรณ์ทุกเครื่องและเครื่องปฏิกรณ์ผลิตนิวเคลียร์รุ่นต่อๆ มาจึงใช้ผงกราไฟต์เป็นวัสดุหน่วงนิวตรอน นำไปสู่ยุคนิวเคลียร์

หัวใจสำคัญของการผลิตผงกราไฟต์ไอโซโทรปิกคือการใช้อนุภาคโค้กที่มีคุณสมบัติไอโซโทรปิกที่ดี ได้แก่ โค้กไอโซโทรปิกหรือโค้กทุติยภูมิมาโครไอโซโทรปิกที่ทำจากโค้กแอนิโซโทรปิก ซึ่งปัจจุบันนิยมใช้เทคโนโลยีโค้กทุติยภูมิ ขนาดของความเสียหายจากรังสีเกี่ยวข้องกับวัตถุดิบของผงกราไฟต์ กระบวนการผลิต ปริมาณนิวตรอนเร็วและอัตราการไหลของนิวตรอน อุณหภูมิการฉายรังสี และปัจจัยอื่นๆ ค่าเทียบเท่าโบรอนของผงกราไฟต์นิวเคลียร์ควรอยู่ที่ประมาณ 10⁻⁶