Oštećenje od zračenja grafitnog praha ima odlučujući učinak na tehničku i ekonomsku izvedbu reaktora, posebno visokotemperaturnog plinom hlađenog reaktora sa šljunčanim slojem. Mehanizam moderacije neutrona je elastično raspršenje neutrona i atoma moderirajućeg materijala, a energija koju oni nose prenosi se na atome moderirajućeg materijala. Grafitni prah također je obećavajući kandidat za plazma orijentirane materijale za reaktore nuklearne fuzije. Sljedeći urednici iz Fu Ruite predstavljaju primjenu grafitnog praha u nuklearnim pokusima:
S porastom fluencije neutrona grafitni prah se najprije skuplja, a nakon što postigne malu vrijednost, skupljanje se smanjuje, vraća se na izvornu veličinu, a zatim se brzo širi. Kako bi se učinkovito iskoristili neutroni koji se oslobađaju fisijom, potrebno ih je usporiti. Toplinska svojstva grafitnog praha dobivaju se ispitivanjem zračenjem, a uvjeti ispitivanja zračenjem trebaju biti isti kao stvarni radni uvjeti reaktora. Još jedna mjera za poboljšanje iskorištavanja neutrona je korištenje reflektirajućih materijala za odbijanje neutrona koji cure iz reakcijske zone nuklearne fisije natrag u jezgru. Mehanizam refleksije neutrona također je elastično raspršenje neutrona i atoma reflektirajućih materijala. Kako bi se kontrolirao gubitak uzrokovan nečistoćama do dopuštene razine, grafitni prah koji se koristi u reaktoru trebao bi biti nuklearno čist.
Nuklearni grafitni prah grana je grafitnih praškastih materijala razvijenih kao odgovor na potrebe izgradnje nuklearnih fisijskih reaktora ranih 1940-ih. Koristi se kao moderator, refleksija i strukturni materijal u proizvodnim reaktorima, plinom hlađenim reaktorima i visokotemperaturnim plinom hlađenim reaktorima. Vjerojatnost reakcije neutrona s jezgrom naziva se poprečni presjek, a poprečni presjek fisije toplinskog neutrona (prosječna energija 0,025 eV) U-235 dva je stupnja viši od poprečnog presjeka fisije neutrona (prosječna energija 2 eV). . Modul elastičnosti, čvrstoća i koeficijent linearne ekspanzije grafitnog praha rastu s povećanjem fluencije neutrona, dosežu veliku vrijednost, a zatim brzo opadaju. Početkom 1940-ih samo je grafitni prah bio dostupan po pristupačnoj cijeni bliskoj ovoj čistoći, zbog čega su svi reaktori i kasniji proizvodni reaktori koristili grafitni prah kao moderirajući materijal, čime je počelo nuklearno doba.
Ključ za izradu izotropnog grafitnog praha je korištenje čestica koksa s dobrom izotropijom: izotropni koks ili makro-izotropni sekundarni koks napravljen od anizotropnog koksa, a trenutno se općenito koristi tehnologija sekundarnog koksa. Veličina oštećenja od zračenja povezana je sa sirovinama grafitnog praha, procesom proizvodnje, fluencijom brzih neutrona i brzinom fluencije, temperaturom zračenja i drugim čimbenicima. Ekvivalent bora nuklearnog grafitnog praha mora biti oko 10~6.
Vrijeme objave: 18. svibnja 2022