Il danno da radiazioni della polvere di grafite ha un effetto decisivo sulle prestazioni tecniche ed economiche del reattore, in particolare del reattore raffreddato a gas ad alta temperatura con letto di ciottoli. Il meccanismo della moderazione dei neutroni è la diffusione elastica dei neutroni e degli atomi del materiale moderante, e l'energia da essi trasportata viene trasferita agli atomi del materiale moderante. La polvere di grafite è anche un candidato promettente per materiali orientati al plasma per reattori a fusione nucleare. I seguenti redattori di Fu Ruite introducono l'applicazione della polvere di grafite nei test nucleari:
Con l'aumento della fluenza neutronica, la polvere di grafite dapprima si restringe e, dopo aver raggiunto un valore piccolo, la contrazione diminuisce, ritorna alla dimensione originale e quindi si espande rapidamente. Per poter utilizzare efficacemente i neutroni rilasciati dalla fissione, questi dovrebbero essere rallentati. Le proprietà termiche della polvere di grafite si ottengono mediante test di irradiazione e le condizioni del test di irradiazione dovrebbero essere le stesse delle effettive condizioni di funzionamento del reattore. Un'altra misura per migliorare l'utilizzo dei neutroni consiste nell'utilizzare materiali riflettenti per riflettere i neutroni che fuoriescono dalla zona di reazione di fissione nucleare, dal nucleo. Il meccanismo della riflessione dei neutroni è anche la diffusione elastica dei neutroni e degli atomi di materiali riflettenti. Per controllare la perdita causata dalle impurità al livello consentito, la polvere di grafite utilizzata nel reattore dovrebbe essere nucleare pura.
La polvere di grafite nucleare è un ramo dei materiali in polvere di grafite sviluppati in risposta alle esigenze di costruzione di reattori a fissione nucleare all'inizio degli anni '40. Viene utilizzato come materiale moderatore, riflettente e strutturale nei reattori di produzione, nei reattori raffreddati a gas e nei reattori raffreddati a gas ad alta temperatura. La probabilità che il neutrone reagisca con il nucleo è chiamata sezione trasversale, e la sezione d'urto di fissione del neutrone termico (energia media di 0,025 eV) dell'U-235 è due gradi superiore alla sezione d'urto di fissione del neutrone di fissione (energia media di 2 eV). . Il modulo elastico, la resistenza e il coefficiente di espansione lineare della polvere di grafite aumentano con l'aumento della fluenza neutronica, raggiungono un valore elevato e quindi diminuiscono rapidamente. All’inizio degli anni ’40, solo la polvere di grafite era disponibile a un prezzo accessibile vicino a questa purezza, motivo per cui ogni reattore e i successivi reattori di produzione utilizzavano la polvere di grafite come materiale moderatore, inaugurando l’era nucleare.
La chiave per produrre polvere di grafite isotropa è utilizzare particelle di coke con una buona isotropia: coke isotropo o coke secondario macro-isotropo ottenuto da coke anisotropo e attualmente viene generalmente utilizzata la tecnologia del coke secondario. L'entità del danno da radiazioni è correlata alle materie prime della polvere di grafite, al processo di produzione, alla fluenza e alla velocità di fluenza dei neutroni veloci, alla temperatura di irradiazione e ad altri fattori. L'equivalente di boro della polvere di grafite nucleare deve essere intorno a 10~6.
Orario di pubblicazione: 18 maggio 2022