最新消息：石墨粉在核试验中的应用

石墨粉的辐射损伤对反应堆的技术经济性能，特别是球床高温气冷反应堆，具有决定性的影响。中子慢化机制是中子与慢化材料原子发生弹性散射，中子携带的能量传递给慢化材料原子。石墨粉也是核聚变反应堆等离子体导向材料的一种很有前景的候选材料。以下是傅瑞特编辑对石墨粉在核试验中应用的介绍：

随着中子注量的增加，石墨粉先收缩，达到一定值后收缩程度减小，恢复到初始尺寸，然后迅速膨胀。为了有效利用裂变释放的中子，需要对其进行减速。石墨粉的热性能通过辐照试验获得，辐照试验条件应与反应堆的实际工况相同。提高中子利用率的另一项措施是使用反射材料将泄漏出核裂变反应区-堆芯的中子反射回去。中子反射的机制也是中子与反射材料原子之间的弹性散射。为了将杂质造成的损失控制在允许的范围内，反应堆中使用的石墨粉应为核纯石墨粉。

核石墨粉是石墨粉材料的一个分支，于20世纪40年代初为满足核裂变反应堆的建造需求而开发。它被用作生产反应堆、气冷反应堆和高温气冷反应堆的慢化剂、反射材料和结构材料。中子与原子核发生反应的概率称为截面，U-235的热中子（平均能量0.025 eV）裂变截面比裂变中子（平均能量2 eV）裂变截面高两个等级。石墨粉的弹性模量、强度和线膨胀系数随中子注量的增加而增大，达到一个较大值后迅速下降。在20世纪40年代初期，只有价格适中且纯度接近核裂变反应堆的石墨粉才能获得，因此所有反应堆及其后续生产反应堆都使用石墨粉作为慢化材料，从而开启了核能时代。

制备各向同性石墨粉的关键在于使用各向同性良好的焦炭颗粒：各向同性焦炭或由各向异性焦炭制成的宏观各向同性二次焦炭，目前普遍采用二次焦炭技术。辐射损伤的大小与石墨粉的原材料、制造工艺、快中子注量和注量率、辐照温度等因素有关。核石墨粉的硼当量要求在10~6左右。