高强度石墨碳板中各种杂质的核特性-伟名石墨
要求作减速材料用的高强度石墨碳板必须具有密度高、结构强度大、没有裂缝和具有良好的影热性和热稳定性。天然轴堆最重要的标准是纯度，尤其是石墨中不允许含有俘获截面大的杂质石墨中各种杂质的核特性见表3-22，众所周知，经过高温(32600~280℃）石盛化处理后的人造石墨材料，其中大部分杂质都已挥发，但还存在微量杂质。表322所示为警通人造石墨中所含杂质的核特性。对用于核反应堆的人造石墨材料，必须尽可能设法将这些杂质去掉，特别是侧和锅。由于砌的热中子吸收截面大[硼的中子得获面积为(75000主10）k2]，因此主要是限制它的含量，国外几种反应堆石墨的含测量控制在0.2一）.9/8范围内，国产石墨的含测量控制在0.5/g以下。另外，百万分之几的锁、铁和其他杂质也会增加中子的保获截面。为了去掉人造高强度石墨碳板中的杂质，通常采用两种方法一是提高石墨化温度，延长石墨化时间。将石墨化温度提高到约300℃，并保持15~50h，英分可降到0.07%以下，硼（B）的含量可降到0.5u/B。低沸点的杂质如si、ca、A.ME等都已挥发，较麻烦的是难熔金属，它们形成高熔点的碳化物，如碳化硼(B.C），其熔点为2350℃，但一直到3500℃还不沸腾，并在石墨结构中形成稳定的置换式固溶体。机的中子停获截面为500kPa，形成的碳化物直到280℃还不溶化。为了去掉这些极为有害的杂质，目前世界各国广浮采用故素气体净化法（即第二种方法)，进行气体净化发处到是在石墨化过程中进行的。在950-1950℃范围内往石墨化炉中通以四氯化碳和氯(CCl，和C1)在1950～2500℃用三氯二狐甲烧替换四氯化碳来处理不纯石爆（4h以上），将石婚中的不纯物，特别是上面提到的几种危害较大的BC和VC等变成挥发性的氯化物和氟化物除去。
为了减少核石墨中的杂质，除了必须采用上述提纯方法外，还必须对原材料的纯度严加控制，而且要防止在生产各程序中混人外来杂质。反应堆用石墨除应具有上述性能外，还应具有良好的传热性能。因为石墨减速材料在降低中子速度的同时，还要把核燃料所产生的热量传给在它里面的液体或气体冷却剂，通进冷却剂把热量传到堆外面的热交换器里，把在热交换器中流动的水变成高温高压水蒸气来带动发电机、核潜艇、核航母、轮船等。
用于核反应推的石墨，还有一个不容忽视的问题是它的各向异性（各向异型高强度石墨碳板受辐射后，在平行和垂直方向的收缩和膨胀都很大，而各向同性石墨的变化则较小）。反应堆设计者希望应用各向异性小的石墨，最好能用各向同性石墨。近年来这一愿望已经实现，好多国家的碳制品公司已能为核反应堆提供各向同性石墨。