原子能反应堆及其高纯石墨材料加工的类型

原子能反应堆及其高纯石墨材料加工的类型原子能反应堆及其高纯石墨材料加工的类型

高纯石墨材料加工在原子能方面的用途可大致分为核分裂炉（原子反应堆）用和热核反应堆用两大类。各自都有相应的报告,在这里概要的记述在原子能方面的应用。为了和平利用核能的原子能开发以及确保其安全性,已努力克服了许多问题。从其特殊性及材料选择的观点看,首先要求材料有适当的核性质。碳原子质量小具有双重优良的核性质,即有很大的把高速中子减速成热中子的效果以及吸收中子的效果小。为此,高纯石墨材料加工在1942年由艾里戈、费米等开始用作世界上最初建设的原子反应堆(CPD)的主要结构材料的减速材料使用。其后,由于除优良的核性质之外,它们在高温时的机械性质也很优良,因此作为更高温的热能利用目标得到进一步改良和开发,成为卡德霍尔型等石墨减速气冷型核反应堆改良气冷型核反应堆,高温气冷型核反应堆等的主要结构材料。

此外,在高速实验炉中作为中子屏蔽材料也在日本、英国、美国、德国、原苏联、法国、意大利等国得到应用。我国于20世纪末建成10MW实验用高温气冷堆,现已大力开发发电用高温气冷堆。这样,炭材料在人类最初的核能开发以及其后和平利用原子能方面作为先驱材料起了很大的作用。在日本,于1965年起运转了一台改良的卡德霍尔型原子反应堆。此外,从1969年开始开发研究的高温气冷型原子反应堆的高温工学实验研究炉(HTR),于1997年开始建设另一方面,也正在热核反应堆方面进行某些炉型的开发研究但把高纯石墨材料加工作为等离子体的面向材料使用的热核反应堆中,首先是在世界上有代表性的封闭磁场热核反应堆装置的三大托卡马克装置,即日本的60,美国的TFTR( Tokamak Fusion Test Reactor)和欧洲联盟(EU)的JT( Joint European Torus)。此外,还有被称之为偶极( doublet)ⅢD的其他托卡马克型装置也正在进行等离子体的研究。另外,开发研究使用炭材料的mER( Intermational Thermonuclear Experimental Reacto)从1988年以来就由日本、美国、欧共体、俄罗斯四方面协作在进行。这样,炭材料伴随有关等离子体的研究进展作为直接面对等离子体的第一壁材料引人注目,正在为提高托卡马克型热核反应堆中等离子体性能的研究发挥作用。