核能用石墨材料

核能用石墨材料
石墨是建造核反應堆使用的減速材料和反射材料之一，早期的反應堆都是石墨堆。作為結(jié)構(gòu)材料使用的核反應堆用石墨在選用原料、工藝控制、成品檢驗上比石墨電極嚴格得多，也昂貴得多，核反應堆用石墨必需具備下列性能：對慢中子的吸收量小、高溫強度好、抗熱震性高、對快中子的減速性能好、在輻照下尺寸穩(wěn)定、雜質(zhì)含量極少。硼、鎘等易于吸收中子的元素要嚴格控制其含量。 [1]
核石墨必需有較高的體積密度M 因為石墨對快中子的減速作用是依靠快中子對碳原子的碰撞作用而實現(xiàn)的M 單位體積內(nèi)碳原子越多M 減速效果越好M所以體積密度是核石墨的主要指標之一M 體積密度也與石墨的氣孔率和滲透率直接有關(guān)M 為了避免核燃料及載熱體的損失M 要將氣孔率及滲透率降低到一定水平。石墨的機械強度也與其體積密度有關(guān)，一般石墨堆使用的核石墨的體積密度在1.7-1.75g/cm。國外一般核石墨的物理指標舉例如表05。
　　用于發(fā)電的核反應堆當前主要是不需要用石墨的壓水堆，但專家預計高溫氣冷堆很有發(fā)展前途，高溫氣冷堆則需要大量的高級石墨材料9 在高溫氣冷堆中由于用氦氣作為冷卻劑，用炭素及陶瓷材料作為燃料的包覆材料，用石墨或炭質(zhì)材料作為減速材料和爐芯結(jié)構(gòu)材料，可以把接近( --- 5的高溫氣體導出反應堆外作為能源使用。國際上已經(jīng)建立了多座開發(fā)研究用高溫氣冷堆，所用的石墨材料性能詳見表。

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