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核工業


用于原子能工業和國防工業:石墨具有良好的中子減速劑用于原子反應堆中,鈾一石墨反應堆是應用較多的一種原子反應堆。作為動力用的原子能反應堆中的減速材料應當具有高熔點,穩定,耐腐蝕的性能,石墨完全可以滿足上述要求。作為原子反應堆用的石墨純度要求很高,雜質含量不應超過幾十個PPM。特別是其中硼含量應少于0.5PPM。在國防工業中還用石墨制造固體燃料火箭的石墨噴嘴,石墨鼻錐,宇宙航行設備的零件,隔熱材料和防射線材料。


石墨爐原子吸收光譜法是一種運用有石墨涂層的的熔爐,使樣本蒸發的光譜測定法。簡而言之,這項技術是基于這樣一個事實,即自由原子可以吸收一定頻率的光和帶有特殊利益元素的波長。在一定范圍內,被吸收的光波可以直接與所要分析的的物體聯系起來。許多元素的自由原子可以用高溫從樣本中提取。在石墨爐原子吸收光譜法中,樣本儲存在有石墨或熱解碳涂層的小石墨立方體中,這個立方體將來可以通過加熱來使樣本蒸發和分解過程。在线 国产 欧美 专区可以根據已知的濃度來校正儀器,從而通過工作曲線來決定濃縮程度。.和原子吸附相比,石墨爐主要有有以下優勢:


1.對于許多元素來說,石墨爐探測范圍可達十億分之一;


2.采用改良型設備,阻礙降至小;


3.通過原子吸收大量基質,石墨爐可以探測絕大多數已知元素。

 

核工業石墨材料的優缺點如下:


在线 国产 欧美 专区(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,使得核反應堆能夠利用少量燃料達到臨界或正常運行。


(2)石墨是耐高溫材料,它的三相點,15MPa時為4024℃,因此不能采用熔化、鑄造、鍛造等熱加工方法制造而只能采用類似粉末冶金的方法。它不像金屬那樣強度隨溫度而下降,而是略有增加,在2000℃以下應用,不會出現問題。


在线 国产 欧美 专区(3)石墨有良好的導熱性能,在堆內可以有效地降低溫度梯度,不致產生太大的熱應力。


(4)石墨化學性質非常穩定。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堆和鈾鉍核反應堆的堆芯構件。


(5)石墨抗輻照性能極好,能長期在堆內服役30~40年。


(6)石墨可加工性好,可以加工成各種形狀的構件。


(7)石墨原料豐富,價格便宜,容易制成純度高、強度大、不同密度要求的各種核石墨,但石墨也有缺點,它是各向異性晶體結構,成層狀分布,原子密集于a、b晶面,同層原子最近距離為0.141nm,相互為共價結合,具有較強的結合力;而層距離為0.335nm,層間結合力為范德瓦爾力,結合力較弱。這種各向異性在石墨的物理、強度、輻照等行為中都會強烈地表現出來。