電子石墨模具核石墨輻射后的儲(chǔ)能

一個(gè)具有大約200萬(wàn)電子伏能量的高速中子，可以使石墨中大約21000個(gè)碳原子從其晶格點(diǎn)移位，因此在電子石墨模具晶體中，會(huì)形成許多空晶格點(diǎn)和層間侵入原子。這些空晶格點(diǎn)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(jìn)行中子輻照時(shí)，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(chēng)為“儲(chǔ)能”(storecl energy)或“韋格納能”(Wigner energy)。

如果把輻照過(guò)的電子石墨模具加熱到輻照時(shí)的溫度以上，那么儲(chǔ)存能的一部分就會(huì)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(guò)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(lái)的。輻照劑量與儲(chǔ)能的關(guān)系，以及在輻照之后在100℃下退火時(shí)所殘留的儲(chǔ)能如圖所示。圖中的虛線系以兩者之差來(lái)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(chǔ)能(dS/d7)作為縱軸，這樣做出的曲線叫做“儲(chǔ)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(chǔ)能釋放曲線。若將被輻照過(guò)的石墨加熱到Ti的溫度，便開(kāi)始釋放儲(chǔ)能，所釋放的儲(chǔ)能相當(dāng)于從未輻照石墨的比熱線之上畫(huà)有斜線的那部分面積。儲(chǔ)能的釋放導(dǎo)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(yùn)轉(zhuǎn)中的反應(yīng)堆減速材料，很可能會(huì)出現(xiàn)很大的溫度上升現(xiàn)象。在30℃附近，受過(guò)各種不同輻照的電子石墨模具，其儲(chǔ)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(jí)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(shí)，釋放能量達(dá)到最大值，超過(guò)此限度，釋放能量區(qū)面變小。據(jù)照溫度常于全溫時(shí)，隨著據(jù)照溫度的增高，儲(chǔ)能逐漸減少，而且能量釋放曲線變低。