石墨制品在原子反應堆中的應用主要體現在其作為中子減速劑的作用。
在核反應堆中,石墨具有良好的中子減速性能,能夠有效地將高速中子減速為低速中子。這種減速過程對于核反應中的鏈式反應至關重要,因為低速中子更有可能與其他原子核發生碰撞,從而引發更多的核反應。石墨的原子結構能夠通過與中子的碰撞來散射中子,使其速度減慢,并重新排列,使中子被彈回到反應堆中,同時保持較低的速度。
此外,石墨還可以用作控制放射性核素濃度的桿插入。通過吸收中子,石墨桿能夠控制反應堆中的反應速率。當需要停止或降低反應堆中的反應時,操作員可以在反應堆芯中插入石墨桿,以減少發生核鏈式反應的中子數量和能量水平。
另外,石墨的純度要求極高,其雜質含量不應超過幾十個PPM,尤其是硼的含量應低于0.5PPM。這樣的純度要求確保了石墨在原子反應堆中的高效和穩定性能。
總的來說,石墨制品在原子反應堆中起到了關鍵的作用,其優良的中子減速性能和控制放射性核素濃度的能力,使得石墨成為原子反應堆中不可或缺的材料。