石墨作為反應(yīng)堆材料的優(yōu)缺點(diǎn)有什么?
jcshimo
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2023-09-11 15:44:06
(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(yīng)堆可以使用少數(shù)燃料抵達(dá)臨界或正常工作。
(2)石墨是耐高溫資料,它的三相點(diǎn),15MPa時為4024℃,因而不能選用熔化、鑄造、鑄造等熱加工方法制作而只能選用類似粉末冶金的方法。它不像金屬那樣強(qiáng)度隨溫度而下降,而是略有添加,在2000℃以下使用,不會出現(xiàn)問題。
(3)石墨有良好的導(dǎo)熱功能,在堆內(nèi)可以有效地下降溫度梯度,不致發(fā)生太大的熱應(yīng)力。
(4)石墨化學(xué)性質(zhì)十分安穩(wěn)。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(yīng)堆和鈾鉍核反應(yīng)堆的堆芯構(gòu)件。
(5)石墨抗輻照功能極好,能長時間在堆內(nèi)執(zhí)役30——40年。
(6)石墨可加工性好,可以加工成各種形狀的構(gòu)件。
(7)石墨質(zhì)料豐厚,價格便宜,簡單制成純度高、強(qiáng)度大、不同密度要求的各種核石墨,但石墨也有缺陷,它是各向異性晶體結(jié)構(gòu),成層狀散布,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(jié)合,具有較強(qiáng)的結(jié)合力;而層距離為0.335nm,層間結(jié)合力為范德瓦爾力,結(jié)合力較弱。這種各向異性在石墨的物理、強(qiáng)度、輻照等行為中都會激烈地表現(xiàn)出來。
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