中子輻照對(duì)石墨異形零件加工機(jī)械強(qiáng)度的影響如圖所示。從圖中可以看出,抗壓強(qiáng)度的變化率與彈性模量的變化率相同,彈性破壞時(shí)的變形在輻照后幾乎沒(méi)有變化。彎曲強(qiáng)度在輻射劑量為100MWd/At的點(diǎn)處出現(xiàn)峰值。此時(shí)的強(qiáng)度值可以達(dá)到初始強(qiáng)度的3.6倍。如果繼續(xù)照射,強(qiáng)度將開(kāi)始下降,其飽和值約為初始強(qiáng)度的兩倍。輻照后,石墨在晶體中變形,導(dǎo)致硬度和脆性增加,導(dǎo)致加工困難。圖3-53顯示了根據(jù)鉆孔深度,用硬質(zhì)合金鉆頭通過(guò)鉆孔方法測(cè)量的可加工性。經(jīng)過(guò)約150MWd/At的輻照后,加工性能降低到1/10,與1400℃以下熱處理但未輻照的炭素制品相同。但1400℃熱處理后的碳不會(huì)變成無(wú)定形碳,說(shuō)明單純輻照不能視為加工石墨異形件的逆過(guò)程。
石墨異形件的加工除了用作減速材料外,還可用于支撐核燃料芯,也可用作形成冷卻劑通道的結(jié)構(gòu)材料。除特殊情況外,加工石墨異形件時(shí),不可能更換新芯。因此,為了延長(zhǎng)電抗器的壽命,要求堆芯的機(jī)械性能良好。
當(dāng)在室溫下以0到10-200M/A1的劑量輻照該模數(shù)時(shí),模數(shù)成本比未輻照時(shí)急劇增加1-2倍,然后略有下降。當(dāng)輻照劑量超過(guò)600MWd/At(兆瓦日/噸)時(shí)。不照射時(shí)至少能達(dá)到2倍數(shù)值(見(jiàn)圖)。當(dāng)輻照溫度升高時(shí),楊氏模量的變化減小。在30℃時(shí),4×10 ″/ % n′的輻照劑量?jī)H比未輻照的大0.4倍,而you的剛性與場(chǎng)正模量相同?;ɑㄊ臏鼐V增加與制造時(shí)的最高加工溫度有關(guān)(見(jiàn)圖)。