Tổn thất bức xạ của bột than chì có ảnh hưởng quyết định đến hiệu suất kỹ thuật và kinh tế của lò phản ứng, đặc biệt là lò phản ứng làm mát bằng khí nhiệt độ cao kiểu lớp sỏi. Cơ chế điều tiết neutron là sự tán xạ đàn hồi của neutron và các nguyên tử của vật liệu điều tiết, và năng lượng do chúng mang theo được truyền sang các nguyên tử của vật liệu điều tiết. Bột than chì cũng là một ứng cử viên đầy hứa hẹn cho vật liệu định hướng plasma cho lò phản ứng tổng hợp hạt nhân. Các biên tập viên sau đây của Fu Ruite giới thiệu về ứng dụng bột than chì trong các thử nghiệm hạt nhân:
Khi mật độ nơtron tăng, bột than chì đầu tiên co lại, và sau khi đạt đến một giá trị nhỏ, độ co lại giảm dần, trở lại kích thước ban đầu, sau đó nở ra nhanh chóng. Để sử dụng hiệu quả các nơtron được giải phóng từ phản ứng phân hạch, chúng cần được làm chậm lại. Các tính chất nhiệt của bột than chì thu được bằng thử nghiệm chiếu xạ và các điều kiện thử nghiệm chiếu xạ phải giống với các điều kiện làm việc thực tế của lò phản ứng. Một biện pháp khác để cải thiện việc sử dụng nơtron là sử dụng vật liệu phản xạ để phản xạ các nơtron rò rỉ ra khỏi vùng phản ứng phân hạch hạt nhân - lõi trở lại. Cơ chế phản xạ nơtron cũng là sự tán xạ đàn hồi của nơtron và nguyên tử của vật liệu phản xạ. Để kiểm soát tổn thất do tạp chất gây ra ở mức cho phép, bột than chì được sử dụng trong lò phản ứng phải là loại tinh khiết hạt nhân.
Bột than chì hạt nhân là một nhánh của vật liệu bột than chì được phát triển để đáp ứng nhu cầu xây dựng lò phản ứng phân hạch hạt nhân vào đầu những năm 1940. Nó được sử dụng làm vật liệu làm chậm, phản xạ và cấu trúc trong các lò phản ứng sản xuất, lò phản ứng làm mát bằng khí và lò phản ứng làm mát bằng khí nhiệt độ cao. Xác suất neutron phản ứng với hạt nhân được gọi là tiết diện và tiết diện phân hạch của neutron nhiệt (năng lượng trung bình 0,025eV) của U-235 cao hơn hai cấp so với tiết diện phân hạch của neutron (năng lượng trung bình 2eV). Mô đun đàn hồi, độ bền và hệ số giãn nở tuyến tính của bột than chì tăng theo sự gia tăng của mật độ neutron, đạt đến một giá trị lớn, sau đó giảm nhanh chóng. Vào đầu những năm 1940, chỉ có bột than chì có giá cả phải chăng gần với độ tinh khiết này, đó là lý do tại sao mọi lò phản ứng và các lò phản ứng sản xuất sau này đều sử dụng bột than chì làm vật liệu làm chậm, mở ra kỷ nguyên hạt nhân.
Chìa khóa để chế tạo bột than chì đẳng hướng là sử dụng các hạt than cốc có tính đẳng hướng tốt: than cốc đẳng hướng hoặc than cốc thứ cấp đẳng hướng vĩ mô được làm từ than cốc dị hướng, và công nghệ than cốc thứ cấp hiện nay thường được sử dụng. Mức độ thiệt hại do bức xạ liên quan đến nguyên liệu thô của bột than chì, quy trình sản xuất, mật độ neutron nhanh và tốc độ mật độ, nhiệt độ chiếu xạ và các yếu tố khác. Lượng bo tương đương của bột than chì hạt nhân cần đạt khoảng 10-6.
Thời gian đăng: 18-05-2022