Η ζημιά από την ακτινοβολία της σκόνης γραφίτη έχει καθοριστική επίδραση στην τεχνική και οικονομική απόδοση του αντιδραστήρα, ειδικά του αερόψυκτου αντιδραστήρα υψηλής θερμοκρασίας στο στρώμα βότσαλου. Ο μηχανισμός της μετριοπάθειας των νετρονίων είναι η ελαστική σκέδαση των νετρονίων και των ατόμων του μετριαζόμενου υλικού και η ενέργεια που μεταφέρεται από αυτά μεταφέρεται στα άτομα του μετριοπαθούς υλικού. Η σκόνη γραφίτη είναι επίσης ένας πολλά υποσχόμενος υποψήφιος για υλικά προσανατολισμένα στο πλάσμα για αντιδραστήρες πυρηνικής σύντηξης. Οι ακόλουθοι συντάκτες από το Fu Ruite εισάγουν την εφαρμογή της σκόνης γραφίτη σε πυρηνικές δοκιμές:
Με την αύξηση της ροής νετρονίων, η σκόνη γραφίτη πρώτα συρρικνώνεται και αφού φτάσει σε μια μικρή τιμή, η συρρίκνωση μειώνεται, επιστρέφει στο αρχικό μέγεθος και στη συνέχεια διαστέλλεται γρήγορα. Προκειμένου να χρησιμοποιηθούν αποτελεσματικά τα νετρόνια που απελευθερώνονται από τη σχάση, θα πρέπει να επιβραδυνθούν. Οι θερμικές ιδιότητες της σκόνης γραφίτη λαμβάνονται με δοκιμή ακτινοβολίας και οι συνθήκες δοκιμής ακτινοβόλησης θα πρέπει να είναι οι ίδιες με τις πραγματικές συνθήκες λειτουργίας του αντιδραστήρα. Ένα άλλο μέτρο για τη βελτίωση της χρήσης των νετρονίων είναι η χρήση ανακλαστικών υλικών για να αντανακλούν τα νετρόνια που διαρρέουν από τη ζώνη αντίδρασης πυρηνικής σχάσης πίσω στον πυρήνα. Ο μηχανισμός ανάκλασης νετρονίων είναι επίσης η ελαστική σκέδαση νετρονίων και ατόμων ανακλαστικών υλικών. Προκειμένου να ελεγχθεί η απώλεια που προκαλείται από ακαθαρσίες στο επιτρεπτό επίπεδο, η σκόνη γραφίτη που χρησιμοποιείται στον αντιδραστήρα θα πρέπει να είναι πυρηνικής καθαρότητας.
Η πυρηνική σκόνη γραφίτη είναι ένας κλάδος υλικών σε σκόνη γραφίτη που αναπτύχθηκε ως απάντηση στις ανάγκες κατασκευής πυρηνικών αντιδραστήρων σχάσης στις αρχές της δεκαετίας του 1940. Χρησιμοποιείται ως επιβραδυντικό, ανακλαστικό και δομικό υλικό σε αντιδραστήρες παραγωγής, αερόψυκτους αντιδραστήρες και αντιδραστήρες αερόψυκτους αντιδραστήρες υψηλής θερμοκρασίας. Η πιθανότητα να αντιδράσει το νετρόνιο με τον πυρήνα ονομάζεται διατομή και η διατομή σχάσης θερμικού νετρονίου (μέση ενέργεια 0,025 eV) του U-235 είναι δύο βαθμούς υψηλότερη από τη διατομή σχάσης νετρονίου (μέση ενέργεια 2eV). . Ο συντελεστής ελαστικότητας, η αντοχή και ο γραμμικός συντελεστής διαστολής της σκόνης γραφίτη αυξάνονται με την αύξηση της ροής νετρονίων, φτάνουν σε μεγάλη τιμή και στη συνέχεια μειώνονται γρήγορα. Στις αρχές της δεκαετίας του 1940, μόνο σκόνη γραφίτη ήταν διαθέσιμη σε προσιτή τιμή κοντά σε αυτή την καθαρότητα, γι' αυτό κάθε αντιδραστήρας και οι επόμενοι αντιδραστήρες παραγωγής χρησιμοποιούσαν σκόνη γραφίτη ως υλικό μετριασμού, εγκαινιάζοντας την πυρηνική εποχή.
Το κλειδί για την παραγωγή ισοτροπικής σκόνης γραφίτη είναι η χρήση σωματιδίων οπτάνθρακα με καλή ισοτροπία: ισότροπος οπτάνθρακας ή μακρο-ισότροπος δευτερογενής οπτάνθρακας που παρασκευάζεται από ανισότροπο οπτάνθρακα και η τεχνολογία δευτερογενούς οπτάνθρακα χρησιμοποιείται γενικά επί του παρόντος. Το μέγεθος της ζημιάς από την ακτινοβολία σχετίζεται με τις πρώτες ύλες της σκόνης γραφίτη, τη διαδικασία κατασκευής, τη γρήγορη ροή νετρονίων και τον ρυθμό ροής, τη θερμοκρασία ακτινοβολίας και άλλους παράγοντες. Το ισοδύναμο βορίου της σκόνης πυρηνικού γραφίτη απαιτείται να είναι περίπου 10~6.
Ώρα δημοσίευσης: 18 Μαΐου 2022