核能用石墨材料

核能用石墨材料
石墨是建造核反应堆使用的减速材料和反射材料之一，早期的反应堆都是石墨堆。作为结构材料使用的核反应堆用石墨在选用原料、工艺控制、成品检验上比石墨电极严格得多，也昂贵得多，核反应堆用石墨必需具备下列性能：对慢中子的吸收量小、高温强度好、抗热震性高、对快中子的减速性能好、在辐照下尺寸稳定、杂质含量极少。硼、镉等易于吸收中子的元素要严格控制其含量。 [1]
核石墨必需有较高的体积密度M 因为石墨对快中子的减速作用是依靠快中子对碳原子的碰撞作用而实现的M 单位体积内碳原子越多M 减速效果越好M所以体积密度是核石墨的主要指标之一M 体积密度也与石墨的气孔率和渗透率直接有关M 为了避免核燃料及载热体的损失M 要将气孔率及渗透率降低到一定水平。石墨的机械强度也与其体积密度有关，一般石墨堆使用的核石墨的体积密度在1.7-1.75g/cm。国外一般核石墨的物理指标举例如表05。
　　用于发电的核反应堆当前主要是不需要用石墨的压水堆，但专家预计高温气冷堆很有发展前途，高温气冷堆则需要大量的高级石墨材料9 在高温气冷堆中由于用氦气作为冷却剂，用炭素及陶瓷材料作为燃料的包覆材料，用石墨或炭质材料作为减速材料和炉芯结构材料，可以把接近( --- 5的高温气体导出反应堆外作为能源使用。国际上已经建立了多座开发研究用高温气冷堆，所用的石墨材料性能详见表。

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