顆粒狀核燃料用熱解石墨包殼

顆粒狀核燃料用熱解石墨包殼

高溫氣冷堆（HTGR），采用直徑為100~800m的核燃料小球，為了避免核燃料的裂變產物與冷卻劑發生反應和防止冷卻劑被裂變物所污染，必須將核燃料小球的表面包上厚度約為30~100μm的密度不同的熱解石墨（兩層或三層）。早期的反應堆，為了防止放射性的核裂變產物污染冷卻劑，把核燃料物裝入金屬管中，可是在高溫氣冷堆中，核燃料的溫度最高近1400℃，金屬容器不能使用所以高溫氣冷堆出現的初期采用高密度不透性石墨或玻璃炭作為氣密性核燃料容器。156年以來，世界上一些國家采用如圖3-73所示的方案制造核燃料容器，獲得較好的效果當然因高溫氣冷堆不同，核燃料的直徑和包殼層的厚度也不相同。

包殼最里面一層（與核燃料接觸的一層）作為沖層，為假密度在1.3g/cm3以下的各向同性多孔質熱解石墨。以此層來吸收裂變物，避免高密度包殼層的破壞，緩沖核燃料的膨脹和高密度外包層由輻射而引起的收縮。高密度包殼層的作用是阻止核燃料產生的裂變產物跑出來，這一層的假密度為1.7~2.0/cm。SiC層的作用是阻止核裂變產物中的銫、鋇、鍶等特定的放射性物質擴散出來。還的國家在高密度熱解石墨的外層包上一層以樹脂為黏結劑的石墨粉。