石墨制品在原子反应堆中的应用主要体现在其作为中子减速剂的作用。
在核反应堆中,石墨具有良好的中子减速性能,能够有效地将高速中子减速为低速中子。这种减速过程对于核反应中的链式反应至关重要,因为低速中子更有可能与其他原子核发生碰撞,从而引发更多的核反应。石墨的原子结构能够通过与中子的碰撞来散射中子,使其速度减慢,并重新排列,使中子被弹回到反应堆中,同时保持较低的速度。
此外,石墨还可以用作控制放射性核素浓度的杆插入。通过吸收中子,石墨杆能够控制反应堆中的反应速率。当需要停止或降低反应堆中的反应时,操作员可以在反应堆芯中插入石墨杆,以减少发生核链式反应的中子数量和能量水平。
另外,石墨的纯度要求极高,其杂质含量不应超过几十个PPM,尤其是硼的含量应低于0.5PPM。这样的纯度要求确保了石墨在原子反应堆中的高效和稳定性能。
总的来说,石墨制品在原子反应堆中起到了关键的作用,其优良的中子减速性能和控制放射性核素浓度的能力,使得石墨成为原子反应堆中不可或缺的材料。