Oštećenje zračenjem grafitnog praha ima odlučujući uticaj na tehničke i ekonomske performanse reaktora, posebno reaktora sa šljunčanim slojem na visokoj temperaturi hlađenog gasom. Mehanizam moderiranja neutrona je elastično raspršivanje neutrona i atoma materijala koji umiruje, a energija koju oni nose prenosi se na atome materijala koji modira. Grafitni prah je također obećavajući kandidat za plazma orijentirane materijale za nuklearne fuzijske reaktore. Sljedeći urednici iz Fu Ruitea uvode primjenu grafitnog praha u nuklearnim testovima:
Sa povećanjem fluensa neutrona, grafitni prah se prvo skuplja, a nakon što dosegne malu vrijednost, skupljanje se smanjuje, vraća se na prvobitnu veličinu, a zatim se brzo širi. Da bi se efikasno iskoristili neutroni oslobođeni fisijom, trebalo bi ih usporiti. Termička svojstva grafitnog praha se dobijaju ispitivanjem zračenja, a uslovi ispitivanja zračenja treba da budu isti kao i stvarni radni uslovi reaktora. Još jedna mjera za poboljšanje korištenja neutrona je korištenje reflektirajućih materijala da reflektiraju neutrone koji istječu iz jezgre zone reakcije nuklearne fisije. Mehanizam refleksije neutrona je i elastično raspršivanje neutrona i atoma reflektirajućih materijala. Kako bi se gubitak uzrokovan nečistoćama kontrolirao na dozvoljeni nivo, grafitni prah koji se koristi u reaktoru trebao bi biti nuklearno čist.
Nuklearni grafitni prah je grana grafitnih praškastih materijala razvijenih kao odgovor na potrebe izgradnje nuklearnih fisijskih reaktora ranih 1940-ih. Koristi se kao moderator, refleksioni i strukturni materijali u proizvodnim reaktorima, gasnim hlađenim reaktorima i visokotemperaturnim gasnim hlađenim reaktorima. Vjerovatnoća reakcije neutrona sa jezgrom naziva se poprečni presjek, a poprečni presjek fisije termalnog neutrona (prosječna energija od 0,025eV) U-235 je dva stepena veći od poprečnog presjeka fisije neutrona fisije (prosječna energija od 2eV) . Modul elastičnosti, čvrstoća i koeficijent linearne ekspanzije grafitnog praha rastu s povećanjem fluensa neutrona, dostižu veliku vrijednost, a zatim se brzo smanjuju. Početkom 1940-ih, samo je grafitni prah bio dostupan po pristupačnoj cijeni blizu ove čistoće, zbog čega su svaki reaktor i kasniji proizvodni reaktori koristili grafitni prah kao umjereni materijal, što je započelo nuklearno doba.
Ključ za pravljenje izotropnog grafitnog praha je korištenje čestica koksa sa dobrom izotropijom: izotropni koks ili makro-izotropni sekundarni koks napravljen od anizotropnog koksa, a tehnologija sekundarnog koksa se općenito koristi trenutno. Veličina radijacijskog oštećenja povezana je sa sirovinama grafitnog praha, proizvodnim procesom, fluensom i brzinom fluence brzih neutrona, temperaturom zračenja i drugim faktorima. Ekvivalent bora u prahu nuklearnog grafita treba da bude oko 10~6.
Vrijeme objave: 18.05.2022