Grafit tozunun radyasyon hasarı, özellikle çakıl yataklı yüksek sıcaklık gaz soğutmalı reaktörlerde, reaktörün teknik ve ekonomik performansı üzerinde belirleyici bir etkiye sahiptir. Nötron moderasyonunun mekanizması, nötronların ve moderasyon malzemesinin atomlarının elastik saçılmasıdır ve bunların taşıdığı enerji moderasyon malzemesinin atomlarına aktarılır. Grafit tozu, nükleer füzyon reaktörleri için plazma odaklı malzemeler için de umut vadeden bir adaydır. Fu Ruite'den aşağıdaki editörler, grafit tozunun nükleer testlerdeki uygulamalarını ele almaktadır:
Nötron akısının artmasıyla grafit tozu önce büzülür, küçük bir değere ulaştıktan sonra büzülme azalır, orijinal boyutuna döner ve ardından hızla genişler. Fisyonla açığa çıkan nötronlardan etkin bir şekilde yararlanmak için yavaşlatılmaları gerekir. Grafit tozunun termal özellikleri ışınlama testi ile elde edilir ve ışınlama testi koşulları reaktörün gerçek çalışma koşullarıyla aynı olmalıdır. Nötron kullanımını iyileştirmek için bir diğer önlem de nükleer fisyon reaksiyon bölgesi-çekirdekten sızan nötronları geri yansıtmak için yansıtıcı malzemeler kullanmaktır. Nötron yansıma mekanizması da nötronların ve yansıtıcı malzemelerin atomlarının elastik saçılmasıdır. Safsızlıkların neden olduğu kaybı izin verilen düzeyde tutmak için reaktörde kullanılan grafit tozunun nükleer saflıkta olması gerekir.
Nükleer grafit tozu, 1940'ların başlarında nükleer fisyon reaktörlerinin inşası için geliştirilen grafit tozu malzemelerinin bir dalıdır. Üretim reaktörlerinde, gaz soğutmalı reaktörlerde ve yüksek sıcaklıklı gaz soğutmalı reaktörlerde moderatör, yansıtıcı ve yapısal malzeme olarak kullanılır. Nötronun çekirdekle reaksiyona girme olasılığına kesit denir ve U-235'in termal nötron (ortalama enerji 0,025 eV) fisyon kesiti, fisyon nötronundan (ortalama enerji 2 eV) iki derece daha yüksektir. Grafit tozunun elastik modülü, mukavemeti ve doğrusal genleşme katsayısı, nötron akısının artmasıyla artar, büyük bir değere ulaşır ve ardından hızla azalır. 1940'ların başlarında, bu saflığa yakın uygun fiyatlı tek grafit tozu mevcuttu; bu nedenle her reaktör ve sonraki üretim reaktörleri, grafit tozunu moderatör malzeme olarak kullanarak nükleer çağın habercisi oldu.
İzotropik grafit tozu üretmenin anahtarı, iyi izotropiye sahip kok parçacıkları kullanmaktır: izotropik kok veya anizotropik koktan üretilen makro-izotropik ikincil kok ve günümüzde genellikle ikincil kok teknolojisi kullanılmaktadır. Radyasyon hasarının boyutu, grafit tozunun hammaddesine, üretim sürecine, hızlı nötron akısına ve akı oranına, ışınlama sıcaklığına ve diğer faktörlere bağlıdır. Nükleer grafit tozunun bor eşdeğerinin yaklaşık 10-6 olması gerekmektedir.
Gönderim zamanı: 18 Mayıs 2022