電子石墨模具核石墨輻射后的儲能

一個具有大約200萬電子伏能量的高速中子，可以使石墨中大約21000個碳原子從其晶格點移位，因此在電子石墨模具晶體中，會形成許多空晶格點和層間侵入原子。這些空晶格點和侵人原子，由于再結(jié)合等原因，消滅掉一部分之外，都是石墨晶體的缺陷，使石墨晶體產(chǎn)生變形。進行中子輻照時，在石墨中，由于此種變形可積蓄能量，因而使石墨的含熱量增加。這種增加

的熱含量稱為“儲能”(storecl energy)或“韋格納能”(Wigner energy)。

如果把輻照過的電子石墨模具加熱到輻照時的溫度以上，那么儲存能的一部分就會變成熱而被釋放出去。這是由于溫度升高，原子的熱振趨于激化，石墨品體變形有所減少的結(jié)果。這是以被輻照過的石墨與未被輻照的電子石墨模具的燃燒熱之差求算出來的。輻照劑量與儲能的關(guān)系，以及在輻照之后在100℃下退火時所殘留的儲能如圖所示。圖中的虛線系以兩者之差來表示退火所釋放的能量。在圖中，退火溫度T取為橫軸，把以10℃/min的升溫速率，每經(jīng)1℃所釋放的儲能(dS/d7)作為縱軸，這樣做出的曲線叫做“儲能釋放曲線”（Wpe“qryl“ctm),圖展示了在30℃下，以4ON4/A生劑量需照定的石墨的儲能釋放曲線。若將被輻照過的石墨加熱到Ti的溫度，便開始釋放儲能，所釋放的儲能相當于從未輻照石墨的比熱線之上畫有斜線的那部分面積。儲能的釋放導致溫度的上升，在斷熱條件下，溫度T，恰好升到T2，使比熱線上斜線部分的面積等于其右側(cè)到T，溫度為止的斜線部分的面積。根據(jù)這一原理，在運轉(zhuǎn)中的反應(yīng)堆減速材料，很可能會出現(xiàn)很大的溫度上升現(xiàn)象。在30℃附近，受過各種不同輻照的電子石墨模具，其儲能釋放曲線如圖3-56所示。M此圖可以看出，200℃附近出現(xiàn)大量的能量釋放，是由于石墨層間所形成的G分子級合保的分解所造成。此外，在200℃左右的能量釋放，往輻照劑量小的范圍內(nèi)，是隨輻照劑量的增大而增關(guān)的，輻照病量大到某一定值時，釋放能量達到最大值，超過此限度，釋放能量區(qū)面變小。據(jù)照溫度常于全溫時，隨著據(jù)照溫度的增高，儲能逐漸減少，而且能量釋放曲線變低。