El daño por radiación del polvo de grafito tiene un efecto decisivo en el rendimiento técnico y económico del reactor, especialmente del reactor de lecho de guijarros de alta temperatura refrigerado por gas. El mecanismo de moderación de neutrones es la dispersión elástica de neutrones y átomos del material moderador, y la energía transportada por ellos se transfiere a los átomos del material moderador. El polvo de grafito también es un candidato prometedor para materiales orientados al plasma para reactores de fusión nuclear. Los siguientes editores de Fu Ruite presentan la aplicación del polvo de grafito en pruebas nucleares:
Con el aumento de la fluencia de neutrones, el polvo de grafito primero se contrae y, después de alcanzar un valor pequeño, la contracción disminuye, vuelve al tamaño original y luego se expande rápidamente. Para utilizar eficazmente los neutrones liberados durante la fisión, es necesario ralentizarlos. Las propiedades térmicas del polvo de grafito se obtienen mediante pruebas de irradiación, y las condiciones de la prueba de irradiación deben ser las mismas que las condiciones de trabajo reales del reactor. Otra medida para mejorar la utilización de neutrones es el uso de materiales reflectantes para reflejar los neutrones que se escapan de la zona de reacción de fisión nuclear hacia atrás. El mecanismo de reflexión de neutrones es también la dispersión elástica de neutrones y átomos de materiales reflectantes. Para controlar la pérdida causada por impurezas al nivel permitido, el polvo de grafito utilizado en el reactor debe ser nuclear puro.
El polvo de grafito nuclear es una rama de los materiales en polvo de grafito desarrollados en respuesta a las necesidades de la construcción de reactores de fisión nuclear a principios de la década de 1940. Se utiliza como moderador, material reflectante y estructural en reactores de producción, reactores refrigerados por gas y reactores refrigerados por gas de alta temperatura. La probabilidad de que el neutrón reaccione con el núcleo se llama sección transversal, y la sección transversal de fisión del neutrón térmico (energía promedio de 0,025 eV) del U-235 es dos grados más alta que la sección transversal de fisión del neutrón de fisión (energía promedio de 2 eV) . El módulo elástico, la resistencia y el coeficiente de expansión lineal del polvo de grafito aumentan con el aumento de la fluencia de neutrones, alcanzan un valor grande y luego disminuyen rápidamente. A principios de la década de 1940, sólo el polvo de grafito estaba disponible a un precio asequible cercano a esta pureza, razón por la cual todos los reactores y los reactores de producción posteriores utilizaron polvo de grafito como material moderador, marcando el comienzo de la era nuclear.
La clave para producir polvo de grafito isotrópico es utilizar partículas de coque con buena isotropía: coque isotrópico o coque secundario macroisotrópico elaborado a partir de coque anisotrópico, y en la actualidad se utiliza generalmente la tecnología de coque secundario. La magnitud del daño por radiación está relacionada con las materias primas del polvo de grafito, el proceso de fabricación, la fluencia de neutrones rápidos y la tasa de fluencia, la temperatura de irradiación y otros factores. Se requiere que el equivalente de boro del polvo de grafito nuclear sea de alrededor de 10~6.
Hora de publicación: 18 de mayo de 2022