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(shí)也不消失(殘余應(yīng)力)。這是因?yàn)楹朔磻?yīng)堆長(zhǎng)期運(yùn)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(duì)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?qiáng)度圖3-80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(qiáng)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(qǐng)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(shuō)照射尺寸變化與原料焦相關(guān),不過(guò)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(qiáng)高密各向同性石墨。