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石墨作為反應堆材料的優缺點

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石墨作為反應堆材料的優缺點

發布日期:2016-07-27 作者: 點擊:

石墨作為反應堆材料的優缺點如下:

(1)石墨具有較高的散射截面和極低的熱中子吸收截面,較高的散射截面用以慢化中子,低的吸收截面防止中子被吸收,使得核反應堆能夠利用少量燃料達到臨界或正常運行。

(2)石墨是耐高溫材料,它的三相點,15MPa時為4024℃,因此不能采用熔化、鑄造、鍛造等熱加工方法制造而隻能采用類似粉末冶金的方法。它不像金屬那樣強度随溫度而下降,而是略有增加,在2000℃以下應用,不會出現問題。

(3)石墨有良好的導熱性能,在堆内可以有效地降低溫度梯度,不緻産生太大的熱應力。

(4)石墨化學性質非常穩定。除了高溫下的氧化、水蒸氣外,可以耐酸、堿、鹽的腐蝕,因而可以用作熔鹽核反應堆和鈾铋核反應堆的堆芯構件。


(5)石墨抗輻照性能極好,能長期在堆内服役30~40年。

(6)石墨可加工性好,可以加工成各種形狀的構件。

(7)石墨原料豐富,價格便宜,容易制成純度高、強度大、不同密度要求的各種核石墨,但石墨也有缺點,它是各向異性晶體結構,成層狀分布,原子密集于a、b晶面,同層原子最近距離為0.141nm,相互為共價結合,具有較強的結合力;而層距離為0.335nm,層間結合力為範德瓦爾力,結合力較弱。這種各向異性在石墨的物理、強度、輻照等行為中都會強烈地表現出來。

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