מידע אחרון: יישום אבקת גרפיט בניסוי גרעיני

לנזקי הקרינה של אבקת גרפיט יש השפעה מכרעת על הביצועים הטכניים והכלכליים של הכור, במיוחד הכור מקורר גז בטמפרטורה גבוהה של מיטת חלוקים. מנגנון התמתנות הנייטרונים הוא פיזור אלסטי של נויטרונים ושל האטומים של החומר הממתן, והאנרגיה הנישאת בהם מועברת לאטומים של החומר הממתן. אבקת גרפיט היא גם מועמדת מבטיחה לחומרים מוכווני פלזמה לכורי היתוך גרעיני. העורכים הבאים מ-Fu Ruite מציגים את היישום של אבקת גרפיט בניסויים גרעיניים:

עם עליית שטף הנייטרונים, אבקת הגרפיט מתכווצת תחילה, ולאחר הגעה לערך קטן, ההתכווצות פוחתת, חוזרת לגודל המקורי ולאחר מכן מתרחבת במהירות. על מנת לנצל ביעילות את הנייטרונים המשתחררים בביקוע, יש להאטם. התכונות התרמיות של אבקת גרפיט מתקבלות על ידי בדיקת קרינה, ותנאי בדיקת הקרינה צריכים להיות זהים לתנאי העבודה בפועל של הכור. אמצעי נוסף לשיפור הניצול של נויטרונים הוא שימוש בחומרים רפלקטיביים כדי לשקף את הנייטרונים הדולפים מתוך תגובת הביקוע הגרעיני-ליבה בחזרה. המנגנון של השתקפות נויטרונים הוא גם פיזור אלסטי של נויטרונים ואטומים של חומרים מחזירי אור. על מנת לשלוט באובדן הנגרם על ידי זיהומים לרמה המותרת, אבקת הגרפיט המשמשת בכור צריכה להיות טהורה גרעינית.

אבקת גרפיט גרעינית היא ענף של חומרי אבקת גרפיט שפותחו כמענה לצורכי בניית כורי ביקוע גרעיני בתחילת שנות ה-40. הוא משמש כמנחה, השתקפות וחומרים מבניים בכורי ייצור, כורים מקוררי גז וכורים מקוררי גז בטמפרטורה גבוהה. ההסתברות שהנייטרון יגיב עם הגרעין נקראת חתך רוחב, וחתך הביקוע של הנייטרון התרמי (אנרגיה ממוצעת של 0.025eV) של U-235 גבוה בשתי דרגות מהנייטרון הביקוע (אנרגיה ממוצעת של 2eV) חתך הביקוע. . המודול האלסטי, החוזק ומקדם ההתפשטות הליניארי של אבקת גרפיט עולים עם עליית שטף הנייטרונים, מגיעים לערך גדול ואז יורדים במהירות. בתחילת שנות ה-40, רק אבקת גרפיט הייתה זמינה במחיר סביר קרוב לטוהר זה, וזו הסיבה שכל כור וכורי ייצור שלאחר מכן השתמשו באבקת גרפיט כחומר ממתן, והובילו את העידן הגרעיני.

המפתח להכנת אבקת גרפיט איזוטרופית הוא להשתמש בחלקיקי קוק עם איזוטרופיה טובה: קוק איזוטרופי או קוק משני מאקרו-איזוטרופי עשוי קוקס אנזוטרופי, וטכנולוגיית קוק משנית משמשת כיום בדרך כלל. גודל נזקי הקרינה קשור לחומרי הגלם של אבקת גרפיט, תהליך ייצור, שטף ניוטרונים מהיר וקצב שטף, טמפרטורת הקרינה וגורמים נוספים. המקבילה של בורון לאבקת גרפיט גרעינית נדרשת להיות סביב 10~6.