石墨制品减速和反射材料的特性-伟名石墨

石墨制品减速和反射材料的特性

石墨制品减速层的作用是使“U之类的核裂变物质在核裂变时产生的快中子（其速度约为3x10m/s，其能量平均约为2~200万电子伏量级，这样的中子不易为核燃料所俘获，因此核裂变不能进行下去）与碳原子核作弹性碰撞，在连续的碰撞中，快中子失去大部分能量，速度大大减慢，直至速度降约2200m/s、能量降为约0.025eV时，就成为慢中子（也叫热中子)，用这样的中子去轰击其他”U的原子核，才能使它产生核裂变，释放出大量热能和辐射能，又产生新的快中子，经过石墨减速作用，又把快中子变成慢中子，去轰击其他”U，依此循环，使核裂变继续下去。

石墨制品减速层和快中子每碰撞一次，都必须使中子损失较多的能量，这样才能缩小反应堆的体积。根据物理学原理可知，两物体相碰撞时，以两物体质量相等时能量损失最大。由于中子质量比一切原子都小，故原子序数越小的物质对中子的减速越有效，在周期表开头的几个元素中，氢为气体，密度小，原子很分散，不宜作减速剂；锂、硼、氮则有很强的吸收中子的能力，也不宜作减速剂。故常用重氢、铵、碳和氢氧组成的固体或液体，如重水、水、氧化皱、石墨制品或其他碳氢化合物、氢化物。其中，石墨减速层因提纯较易，吸收中子少，资源丰富，价格便宜，而且又有良好的物理力学性能（高温下机械强度高、导热性能和耐温性能好等），故较广泛地用作减速材料。

反射层的作用是把逃逸到减速层外的中子反射回去，防止它们的散失，以提高反应堆的效率。反射层应具有良好的散射性质，吸收中子要少。常用的反射材料也是水、重水、签种或速材料的核特性见表3.21。作为核反应堆减速剂的材料，应首先具备中子停获氧化皱、石墨等。截面小和减速比大两种重要性能。现分别说明如下。

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