碳素制品因放射損傷引起的物性變化

碳素制品因放射損傷引起的物性變化

碳素制品因放射損傷引起的物性變化

在爐芯燃料附近使用的碳素制品減速材料,存在由照射損傷引起蠕性變形,尺寸變化,熱傳導(dǎo)率降低,彈性模量增加等物性變化。石墨在溫度梯度下受到中子照射,熱應(yīng)力隨蠕變緩和,尺寸變化與溫度相關(guān),產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)變(即內(nèi)部應(yīng)力),這種情況在核反應(yīng)堆停止時也不消失(殘余應(yīng)力)。這是因為核反應(yīng)堆長期運行再讓其停止,停止初期有可能產(chǎn)生大的應(yīng)力。

而且,作為減速材料,對于照射下的蠕變變形以及因照射尺寸變化產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力,應(yīng)具有相當(dāng)?shù)膹姸葓D3-80所示為燃料塊體內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力因照射量不同的變化。在這里表示了比A碳素制品強度大的D石墨在約0.25×10°n/m的照射量下產(chǎn)生的應(yīng)力引起破壞的可能性良好的減速材料產(chǎn)生應(yīng)力很小,在高溫不斷照射下,特性變化小。具體可舉出蠕變常數(shù)、尺寸變化、線膨脹系數(shù)以及彈性模量小等。此外有關(guān)照射下的物理變化有許多的文獻(xiàn)發(fā)表,請參照表3-25所示為有關(guān)主要的高溫氣冷堆使用碳素制品材料的情況。所示為這些材料及性能。雖說照射尺寸變化與原料焦相關(guān),不過主要的高溫氣冷堆用主要原料中通常采用石油焦支撐的高強高密各向同性石墨。