Радіаційне пошкодження графітового порошку має вирішальний вплив на техніко-економічні показники реактора, особливо високотемпературного реактора з газовим охолодженням у вигляді шару гальки. Механізм нейтронного сповільнення полягає в пружному розсіюванні нейтронів та атомів сповільнювального матеріалу, а енергія, яку вони переносять, передається атомам сповільнювального матеріалу. Графітовий порошок також є перспективним кандидатом на плазмоорієнтовані матеріали для термоядерних реакторів. Наступні редактори з Fu Ruite представляють застосування графітового порошку в ядерних випробуваннях:
Зі збільшенням флюенсу нейтронів графітовий порошок спочатку стискається, а після досягнення невеликого значення усадка зменшується, повертається до початкового розміру, а потім швидко розширюється. Для ефективного використання нейтронів, що вивільняються в результаті поділу, їх слід уповільнити. Теплові властивості графітового порошку отримують за допомогою випробувань на опромінення, а умови випробувань на опромінення повинні бути такими ж, як і фактичні умови роботи реактора. Ще одним заходом для покращення використання нейтронів є використання відбивних матеріалів для відбиття нейтронів, що витікають із зони реакції ядерного поділу - активної зони. Механізм відбиття нейтронів також полягає в пружному розсіюванні нейтронів та атомів відбивних матеріалів. Щоб контролювати втрати, спричинені домішками, до допустимого рівня, графітовий порошок, що використовується в реакторі, повинен бути ядерно чистим.
Ядерний графітовий порошок — це галузь графітових порошкових матеріалів, розроблених у відповідь на потреби будівництва ядерних реакторів поділу на початку 1940-х років. Він використовується як сповільнювач, відбивний та конструкційний матеріал у виробничих реакторах, газоохолоджувальних реакторах та високотемпературних газоохолоджувальних реакторах. Ймовірність реакції нейтрона з ядром називається поперечним перерізом, а поперечний переріз поділу U-235 для теплових нейтронів (середня енергія 0,025 еВ) на два ступені вищий, ніж поперечний переріз поділу для нейтронів (середня енергія 2 еВ). Модуль пружності, міцність та коефіцієнт лінійного розширення графітового порошку збільшуються зі збільшенням флюенсу нейтронів, досягають великого значення, а потім швидко зменшуються. На початку 1940-х років лише графітовий порошок був доступний за доступною ціною, близькою до цієї чистоти, тому кожен реактор та наступні виробничі реактори використовували графітовий порошок як сповільнювач, що започаткувало ядерну еру.
Ключем до виготовлення ізотропного графітового порошку є використання частинок коксу з хорошою ізотропією: ізотропний кокс або макроізотропний вторинний кокс, виготовлений з анізотропного коксу, і наразі зазвичай використовується технологія вторинного коксу. Розмір радіаційного пошкодження залежить від сировини графітового порошку, виробничого процесу, флюенсу швидких нейтронів та швидкості флюенсу, температури опромінення та інших факторів. Борний еквівалент ядерного графітового порошку повинен становити близько 10~6.
Час публікації: 18 травня 2022 р.