最新情報：核実験における黒鉛粉末の応用

黒鉛粉末の放射線損傷は、反応器、特にペブルベッド高温ガス冷却反応器の技術的および経済的性能に決定的な影響を及ぼします。中性子減速のメカニズムは、中性子と減速材の原子の弾性散乱であり、それらによって運ばれるエネルギーが減速材の原子に伝達されます。黒鉛粉末は、核融合炉用のプラズマ向け材料の有望な候補でもあります。 Fu Ruite の次の編集者は、核実験における黒鉛粉末の応用を紹介しています。

中性子フルエンスの増加に伴い、黒鉛粉末は最初に収縮し、小さな値に達すると収縮は減少し、元のサイズに戻り、その後急速に膨張します。核分裂によって放出される中性子を効果的に利用するには、中性子を減速する必要があります。黒鉛粉末の熱的特性は照射試験によって得られ、照射試験条件は原子炉の実際の作動条件と同じでなければなりません。中性子の利用を改善するためのもう 1 つの手段は、核分裂反応領域から漏れ出る中性子を後方に反射する反射材を使用することです。中性子反射のメカニズムも、中性子と反射物質の原子の弾性散乱です。不純物による損失を許容レベルに抑えるために、原子炉に使用される黒鉛粉末は核純度でなければなりません。

核黒鉛粉末は、1940 年代初頭に核分裂炉建設のニーズに応えて開発された黒鉛粉末材料の一種です。生産反応器、ガス冷却反応器、高温ガス冷却反応器の減速材、反射材、構造材として使用されます。中性子が原子核と反応する確率を断面積と呼びますが、U-235の熱中性子（平均エネルギー0.025eV）の核分裂断面積は、核分裂中性子（平均エネルギー2eV）の核分裂断面積よりも2等級大きくなっています。 。黒鉛粉末の弾性率、強度、線膨張係数は、中性子フルエンスの増加とともに増加し、大きな値に達した後、急速に減少します。 1940 年代初頭、この純度に近い手頃な価格で入手できるのは黒鉛粉末だけでした。そのため、すべての原子炉とその後の生産原子炉では減速材として黒鉛粉末が使用され、原子力時代の幕開けとなりました。

等方性黒鉛粉末を製造する鍵は、等方性の良好なコークス粒子、すなわち等方性コークスまたは異方性コークスから作られるマクロ等方性二次コークスを使用することであり、現在、二次コークス技術が一般的に使用されている。放射線による損傷の大きさは、黒鉛粉末の原料、製造プロセス、高速中性子のフルエンスとフルエンス率、照射温度、その他の要因に関連します。核黒鉛粉末のホウ素当量は10～6程度が必要です。