Die Strahlungsschädigung von Graphitpulver hat einen entscheidenden Einfluss auf die technische und wirtschaftliche Leistung des Reaktors, insbesondere des gasgekühlten Kugelbett-Hochtemperaturreaktors. Der Mechanismus der Neutronenmoderation ist die elastische Streuung von Neutronen und den Atomen des moderierenden Materials, wobei die von ihnen getragene Energie auf die Atome des moderierenden Materials übertragen wird. Graphitpulver ist auch ein vielversprechender Kandidat für plasmaorientierte Materialien für Kernfusionsreaktoren. Die folgenden Redakteure von Fu Ruite stellen die Verwendung von Graphitpulver in Atomtests vor:
Mit zunehmender Neutronenfluenz schrumpft das Graphitpulver zunächst, nach Erreichen eines kleinen Wertes nimmt die Schrumpfung ab, kehrt zur ursprünglichen Größe zurück und dehnt sich dann schnell aus. Um die bei der Spaltung freigesetzten Neutronen effektiv nutzen zu können, sollten diese abgebremst werden. Die thermischen Eigenschaften von Graphitpulver werden durch Bestrahlungstests ermittelt, und die Bedingungen des Bestrahlungstests sollten mit den tatsächlichen Arbeitsbedingungen des Reaktors übereinstimmen. Eine weitere Maßnahme zur Verbesserung der Neutronenausnutzung besteht darin, reflektierende Materialien zu verwenden, um die aus der Kernspaltungsreaktionszone austretenden Neutronen zurück zu reflektieren. Der Mechanismus der Neutronenreflexion ist auch die elastische Streuung von Neutronen und Atomen reflektierender Materialien. Um den durch Verunreinigungen verursachten Verlust auf das zulässige Maß zu beschränken, sollte das im Reaktor verwendete Graphitpulver kernrein sein.
Kerngraphitpulver ist ein Zweig der Graphitpulvermaterialien, der als Reaktion auf die Anforderungen beim Bau von Kernspaltungsreaktoren in den frühen 1940er Jahren entwickelt wurde. Es wird als Moderator-, Reflexions- und Strukturmaterial in Produktionsreaktoren, gasgekühlten Reaktoren und gasgekühlten Hochtemperaturreaktoren eingesetzt. Die Wahrscheinlichkeit, dass das Neutron mit dem Kern reagiert, wird als Querschnitt bezeichnet, und der Spaltquerschnitt des thermischen Neutrons (durchschnittliche Energie 0,025 eV) von U-235 ist zwei Grade höher als der Spaltquerschnitt des Spaltneutrons (durchschnittliche Energie 2 eV). . Der Elastizitätsmodul, die Festigkeit und der lineare Ausdehnungskoeffizient von Graphitpulver nehmen mit zunehmender Neutronenfluenz zu, erreichen einen großen Wert und nehmen dann schnell ab. In den frühen 1940er Jahren war nur Graphitpulver zu einem erschwinglichen Preis erhältlich, das dieser Reinheit nahekam, weshalb jeder Reaktor und alle nachfolgenden Produktionsreaktoren Graphitpulver als Moderierungsmaterial verwendeten, was das Atomzeitalter einläutete.
Der Schlüssel zur Herstellung von isotropem Graphitpulver liegt in der Verwendung von Kokspartikeln mit guter Isotropie: isotroper Koks oder makroisotroper Sekundärkoks, der aus anisotropem Koks hergestellt wird, und derzeit wird im Allgemeinen die Sekundärkokstechnologie verwendet. Die Größe des Strahlenschadens hängt von den Rohstoffen des Graphitpulvers, dem Herstellungsverfahren, der Fluenz und Fluenzrate schneller Neutronen, der Bestrahlungstemperatur und anderen Faktoren ab. Das Boräquivalent von Kerngraphitpulver muss etwa 10~6 betragen.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 18. Mai 2022