Les dommages causés par les rayonnements de la poudre de graphite ont un effet décisif sur les performances techniques et économiques du réacteur, en particulier du réacteur refroidi au gaz à haute température à lit de galets. Le mécanisme de modération des neutrons est la diffusion élastique des neutrons et des atomes du matériau modérateur, et l'énergie qu'ils transportent est transférée aux atomes du matériau modérateur. La poudre de graphite est également un candidat prometteur pour les matériaux orientés plasma destinés aux réacteurs à fusion nucléaire. Les éditeurs suivants de Fu Ruite présentent l'application de la poudre de graphite dans les essais nucléaires :
Avec l'augmentation de la fluence neutronique, la poudre de graphite rétrécit d'abord, et après avoir atteint une petite valeur, le retrait diminue, revient à sa taille d'origine, puis se dilate rapidement. Afin d’utiliser efficacement les neutrons libérés par la fission, il convient de les ralentir. Les propriétés thermiques de la poudre de graphite sont obtenues par test d'irradiation, et les conditions du test d'irradiation doivent être les mêmes que les conditions de fonctionnement réelles du réacteur. Une autre mesure visant à améliorer l'utilisation des neutrons consiste à utiliser des matériaux réfléchissants pour refléter les neutrons qui s'échappent de la zone de réaction de fission nucléaire-cœur. Le mécanisme de réflexion des neutrons est également la diffusion élastique des neutrons et des atomes de matériaux réfléchissants. Afin de contrôler les pertes causées par les impuretés au niveau admissible, la poudre de graphite utilisée dans le réacteur doit être nucléairement pure.
La poudre de graphite nucléaire est une branche de matériaux en poudre de graphite développée en réponse aux besoins de construction de réacteurs à fission nucléaire au début des années 1940. Il est utilisé comme matériau modérateur, réfléchissant et structurel dans les réacteurs de production, les réacteurs refroidis au gaz et les réacteurs refroidis au gaz à haute température. La probabilité que le neutron réagisse avec le noyau est appelée section efficace, et la section efficace de fission des neutrons thermiques (énergie moyenne de 0,025eV) de l'U-235 est de deux degrés supérieure à la section efficace de fission des neutrons de fission (énergie moyenne de 2eV). . Le module élastique, la résistance et le coefficient de dilatation linéaire de la poudre de graphite augmentent avec l'augmentation de la fluence neutronique, atteignent une valeur élevée, puis diminuent rapidement. Au début des années 1940, seule la poudre de graphite était disponible à un prix abordable, proche de cette pureté. C'est pourquoi chaque réacteur et les réacteurs de production ultérieurs utilisaient de la poudre de graphite comme matériau modérateur, ouvrant ainsi la voie à l'ère nucléaire.
La clé pour fabriquer de la poudre de graphite isotrope est d'utiliser des particules de coke avec une bonne isotropie : coke isotrope ou coke secondaire macro-isotrope fabriqué à partir de coke anisotrope, et la technologie du coke secondaire est généralement utilisée à l'heure actuelle. L'ampleur des dommages causés par les rayonnements est liée aux matières premières que sont la poudre de graphite, au processus de fabrication, à la fluence et au taux de fluence des neutrons rapides, à la température d'irradiation et à d'autres facteurs. L'équivalent en bore de la poudre de graphite nucléaire doit être d'environ 10 ~ 6.
Heure de publication : 18 mai 2022