石墨粉的辐射损伤对反应堆特别是球床高温气冷堆的技术经济性能具有决定性影响。中子慢化的机理是中子与慢化材料原子的弹性散射,其携带的能量转移给慢化材料的原子。石墨粉也是核聚变反应堆等离子体定向材料的有前途的候选者。下面富瑞特小编介绍一下石墨粉在核试验中的应用:
随着中子注量的增加,石墨粉首先收缩,达到一个很小的值后,收缩减小,恢复到原来的尺寸,然后迅速膨胀。为了有效地利用裂变释放的中子,应该减慢它们的速度。石墨粉的热性能是通过辐照试验获得的,辐照试验条件应与反应堆实际工况相同。提高中子利用率的另一个措施是采用反射材料将核裂变反应区-堆芯泄漏出的中子反射回来。中子反射的机理也是中子和反射材料原子的弹性散射。为了将杂质造成的损失控制在允许的水平,反应堆使用的石墨粉应是核纯的。
核石墨粉是20世纪40年代初期因应建造核裂变反应堆的需要而开发的石墨粉末材料的一个分支。在生产反应堆、气冷反应堆和高温气冷反应堆中用作慢化剂、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0.025eV)裂变截面比裂变中子(平均能量2eV)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着中子注量的增加而增加,达到一个较大值,然后迅速下降。在 20 世纪 40 年代初期,只有石墨粉能够以接近这种纯度的价格获得,这就是为什么每个反应堆和随后的生产反应堆都使用石墨粉作为慢化材料,从而迎来了核时代。
制造各向同性石墨粉的关键是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,目前普遍采用二次焦技术。辐射损伤的大小与石墨粉的原料、制造工艺、快中子注量及注量率、辐照温度等因素有关。核石墨粉的硼当量要求在10~6左右。
发布时间:2022年5月18日