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核石墨生產(chǎn)核石墨生產(chǎn)基本上是在普通人造石墨生產(chǎn)工藝基礎上開(kāi)展起來(lái)的

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2021-11-25

核石墨生產(chǎn)核石墨生產(chǎn)基本上是在普通人造石墨生產(chǎn)工藝基礎上開(kāi)展起來(lái)的。針對核石墨需要高純度、高密度、各向異性小的特點(diǎn)，對現行的石墨生產(chǎn)工藝、原料和設備加以改進(jìn)，使之達到生產(chǎn)核石墨的要求。
核石墨生產(chǎn)有4個(gè)主要問(wèn)題，即高純度、高密度、各向異性和機械加工。
(1)高純度。核石墨減速劑的純度是最被重視的特性之一。首先選用純度高、雜質(zhì)含量少的石油焦和煤瀝青作原料。原料雜質(zhì)中硼含量要低，因1×10的硼含量相當于增加lmb的截面，高溫石墨化大多數金屬雜質(zhì)在2800～3000℃揮發(fā)，而硼高于3000℃亦難除去，因硼與碳形成B4C3。對原料中硼含量要求極其嚴格，除原料外在生產(chǎn)中先后經(jīng)10多道工序減少外來(lái)的雜質(zhì)和合理工藝制度也是十分重要的。
(2)高密度。核石墨應有較高的密度，一般控制在1.79/cm左右，基本上能滿(mǎn)足石墨堆運行要求，石墨的體積密度表示慢化劑的有效慢化率，密度降低則單位體積內的原子數減少，慢化率也就降低。
(3)各向異性小。石墨用于核反應堆時(shí)，由于溫度上升產(chǎn)生熱膨脹和輻照引起的維格納(Wigner)生長(cháng)。這種現象在垂直于擠壓方向表現甚大，而平行于擠壓方向表現較小，則石墨塊不能按原始形狀同樣比例膨脹。因而石墨這種各向異性膨脹在由許多石墨塊堆積而成的慢化層的結構是不能忽視的。石墨各向異性主要是由于石墨晶體結構具有極度的各向異性性質(zhì)所致。另一方面在擠壓成型時(shí)焦炭顆粒的排列對制品的各向異性也具有決定性的影響，因此要在成型過(guò)程中采取措施減少各向異性度。
(4)機械加工。石墨減速層和反射層是由經(jīng)過(guò)精加工的塊狀堆砌而成的。石墨砌體中有供燃料棒、控制棒、儀器和試驗用的各種孔道，這些孔道均有準確的尺寸，此外所有的石墨塊砌體能防止中子流和冷卻氣體的泄漏。為此核石墨加工比任何石墨制品加工要求有更高的精密度。實(shí)際上要求精度在幾絲之內。為保證產(chǎn)品加工精度設有專(zhuān)用高精度加工機床。

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