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石墨在核工业的应用

发表时间:2018-11-19 人气:1825

石墨具有良好的中子减速剂用于原子反应堆中,铀一石墨反应堆是应用较多的一种原子反应堆。作为动力用的原子能反应堆中的减速材料应当具有高熔点,稳定,耐腐蚀的性能,石墨完全可以满足上述要求。作为原子反应堆用的石墨纯度要求很高,杂质含量不应超过几十个PPM 。特别是其中硼含量应少于0.5PPM 。在国防工业中还用石墨制造固体燃料火箭的喷嘴,导弹的鼻锥,宇宙航行设备的零件,隔热材料和防射线材料。

石墨炉原子吸收光谱法是一种运用有石墨涂层的的熔炉,使样本蒸发的光谱测定法。简而言之,这项技术是基于这样一个事实,即自由原子可以吸收一定频率的光和带有特殊利益元素的波长。在一定范围内,被吸收的光波可以直接与所要分析的的物体联系起来。许多元素的自由原子可以用高温从样本中提取。在石墨炉原子吸收光谱法中,样本储存在有石墨或热解碳涂层的小石墨立方体中,这个立方体将来可以通过加热来使样本蒸发和分解。我们可以根据已知的浓度来校正仪器,从而通过工作曲线来决定浓缩程度。

随着科学技术的不断发展,人们对石墨也开发了许多新用途。柔性石墨制品。柔性石墨又称膨胀石墨,是年代开发的一种新的石墨制品。2009年美国研究成功柔性石墨密封材料,解决了原子能阀门泄漏问题,随后德、日、法也开始研制生产。这种产品除具有天然石墨所具有的特性外,还具有特殊的柔性和弹性。

因此,是一种理想的密封材料。隔热、耐高温、防辐射材料:核反应堆中中子减速剂和防原子辐射的外壳及火箭的喷嘴、导弹的鼻锥、宇航设备零件、隔热材料、防射线材料等。
据了解,高温气冷堆是目前国际核能界公认的一种具有良好安全特性的堆型。在美国三里岛核事故后世界核反应堆安全性改进趋势中处于领先地位。我国高温气冷堆的研究工作已被列入16个国家级重大专项。
而对于石墨材料如何应用在高温气冷堆中,吴郁龙用了一个简单的蜂窝煤炉的比喻说明石墨材料的应用:“在核电关闭的瞬间,核电站并不能瞬间停下,这中间还有6%的剩余发热。如果核反应堆是一个蜂窝煤炉,那么我们研究的核石墨材料就是那一圈隔热层,能够把热量一点点散发出去,是一种散热的慢化剂。”
他认为,正因为有了安全的核石墨材料,核电站高温气冷堆才安全,也因此可以建在离城市稍近的地方。但遗憾的是,目前国内还没有可供使用的核级石墨。
制约中国核石墨材料发展的是核辐照实验
“目前国际上能供应核石墨的只有三家,我国目前还没有能力生产自己的核石墨,但像中钢集团这样的中国企业把核石墨作为目标在追求,在国内屈指可数。”于溯源教授认为,此次核石墨专家会议之所以在中国举行,也是世界希望了解中国在核石墨研究方面的新发展。
于溯源认为,真正制约中国核石墨材料发展的是核辐照实验。
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