核能用石墨材料

核能用石墨材料
石墨是建造核反應(yīng)堆使用的減速材料和反射材料之一，早期的反應(yīng)堆都是石墨堆。作為結(jié)構(gòu)材料使用的核反應(yīng)堆用石墨在選用原料、工藝控制、成品檢驗(yàn)上比石墨電極嚴(yán)格得多，也昂貴得多，核反應(yīng)堆用石墨必需具備下列性能：對(duì)慢中子的吸收量小、高溫強(qiáng)度好、抗熱震性高、對(duì)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(yán)格控制其含量。 [1]
核石墨必需有較高的體積密度M 因?yàn)槭珜?duì)快中子的減速作用是依靠快中子對(duì)碳原子的碰撞作用而實(shí)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(biāo)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(jī)械強(qiáng)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(biāo)舉例如表05。
　　用于發(fā)電的核反應(yīng)堆當(dāng)前主要是不需要用石墨的壓水堆，但專家預(yù)計(jì)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(jí)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(dǎo)出反應(yīng)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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