核工程中的炭和石墨材料（簡體書）

《核工程中的炭和石墨材料》通俗地介紹了核工程用炭和石墨材料的基本理論和應用，包括生產工藝，檢測技術與標準，計算模擬方法。第l章簡要地介紹了核石墨在人類馴服核能過程中的貢獻及在第四代核反應堆重要候選堆型之一——高溫氣冷堆中的應用。第2章簡要介紹核反應堆的基礎知識。第3章介紹高溫氣冷堆發展概況，炭與石墨材料在高溫氣冷堆中的作用和地位。第4～6章介紹炭、石墨材料的基礎知識，生產工藝和輻照前的性能。第7章介紹核石墨的輻照效應：輻照引起的結構和與結構有關的性質的變化、輻照試驗和輻照后性能變化的測試。和核純一樣，輻照效應是核石墨特有的問題。第8章是對新的環境下核石墨進一步研發的一些看法。第9章介紹炭、石墨材料在核聚變堆面向等離子體材料中應用的潛力和限制。
《核工程中的炭和石墨材料》意圖在高溫氣冷堆產業化的過程中，在從事核石墨及核用炭材料研發的炭、石墨材料界的科技和工程技術人員與核工程設計領域的科技和工程技術人員之間起溝通作用。《核工程中的炭和石墨材料》也可作為相關專業的高等院校本科生和研究生的參考書籍。

第1章 概論
1.1 核能發展簡介
1.2 核反應堆的分類
1.3 炭、石墨材料在核工程中的應用
1.4 核石墨發展概況
參考文獻

第2章 核反應堆基礎知識
2.1 中子與原子核的反應和反應截面
2.1.1 核裂變反應
2.1.2 中子俘獲反應
2.1.3 中子散射
2.1.4 中子倍增
2.1.5 核反應截面
2.2 自持核鏈式反應的條件
2.3 中子慢化
2.3.1 中子慢化原理
2.3.2 慢化劑的特性參數
2.4 核電站簡介
2.4.1 核反應堆堆芯
2.4.2 核反應堆一回路和冷卻劑
.2.4.3 慢化劑和反射層
2.4.4 反應堆控制系統
2.4.5 反應堆安全防護系統
2.4.6 乏燃料元件儲存系統
參考文獻

第3章 高溫氣冷堆
3.1 高溫氣冷堆發展概況
3.2 高溫氣冷堆簡介
3.2.1 球床高溫氣冷堆
3.2.2 柱狀高溫氣冷堆
3.3 高溫氣冷堆燃料元件
3.4 高溫氣冷球床堆堆內構件
3.4.1 堆內構件的功能
3.4.2 堆內構件的結構
3.4.3 堆內構件的負荷
3.5 高溫氣冷模塊堆——第四代核反應堆的候選堆型之一
參考文獻

第4章 炭、石墨的結構
4.1 碳的原子結合方式及其同素異構體
4.1.1 碳元素的特點
4.1.2 碳的同素異構體
4.2 炭、石墨材料的多樣性及相互轉化
4.2.1 碳的相圖
4.2.2 炭材料的多樣性
4.2.3 炭納米結構的多樣性
4.2.4 易石墨化炭和難石墨化炭
4.2.5 富勒烯的轉化
4.3 石墨的結構
4.3.1 石墨的結構類型
4.3.2 石墨晶體結梅參數
4.3.3 石墨化度g
4.3.4 石墨化機理
4.3.5 均質石墨化與異質石墨化
4.4 炭、石墨材料特性的表征方法
4.4.1 x射線衍射
4.4.2 拉曼光譜分析
4.4.3 透射電鏡和高分辨透射電鏡
4.4.4 掃描隧道顯微鏡
4.4.5 掃描電鏡
4.4.6 石墨的孔隙率
參考文獻

第5章 石墨材料的生產
5.1 天然石墨
5.1.1 天然石墨的種類及資源分布
5.1.2 天然鱗片石墨的開采
5.1.3 天然鱗片石墨的提純
5.2 人造石墨
5.2.1 核石墨的制備
5.2.2 各向同性核石墨的牛產
5.3 核石墨生產的質量保證
參考文獻

第6章 石墨的性能
6.1 石墨的物理性能
6.1.1 基本物性數據
6.1.2 密度
6.1.3 孔隙率和滲透性
6.1.4 熱膨脹系數
6.1.5 比熱容和熱導率
6.1.6 電阻率
6.2 石墨的機械性能
6.2.1 彈性模量
6.2.2 強度
6.2.3 斷裂和疲勞
6.2.4 蠕變
6.3 石墨的化學性能
6.3.1 高溫氧化及氣化反應
6.3.2 與金屬、非金屬及其氧化物的反應
6.3.3 形成層間化合物
6：3.4 石墨與強氧化性的酸和鹽的反應
6.4 核性質
參考文獻

第7章 石墨的輻照效應
7.1 石墨輻照損傷基礎
7.1.1 中子引起的碳原子離位
7.1.2 首級擊出碳原子擊出的次級離位碳原子
7.1.3 離位峰和熱峰
7.1.4 石墨的輻照損傷
7.2 石墨的輻照試驗
7.3 在快中子輻照下，炭、石墨材料性質的變化
7.3.1 wigner效應和儲能
7.3.2 輻照引起的石墨尺寸的變化
7.3.3 輻照引起的彈性模量和拉伸強度的變化
7.3.4 斷裂和疲勞
7.3.5 輻照蠕變
7.3.6 輻照引起的熱膨脹系數的變化
7.3.7 輻照引起的熱導率的變化
7.3.8 密度、孔隙率和腐蝕
7.3.9 石墨的滲透性
7.3.1 0擴散、吸附和解附
7.3.1 1石墨的比電阻
參考文獻

第8章 核工程用，炭、石墨材料的研發
8.1 核石墨的工作環境和要求
8.1.1 概述
8.1.2 核石墨的工作環境
8.1.3 高溫氣冷堆對石墨的要求
8.2 核石墨研發的主要問題
8.2.1 石墨的輻照損傷
8.2.2 核純石墨制備的環境問題
8.2.3 焦炭骨料的研制
8.2.4 各向同性石墨的研制
8.2.5 核石墨特性描述
8.2.6 石墨構件中缺陷的無損檢測
8.2.7 核石墨退役
8.2.8 核石墨的再生循環
8.3 核石墨的研發
8.3.1 核石墨研發的重要理論問題
8.3.2 核石墨研發途徑
8.4 核石墨標準的制定
8.4.1 堆內石墨構件的設計規範
8.4.2 特性描述和評價技術的研發和標準化
8.5 核石墨研發回顧和展望
參考文獻

第9章 聚變堆用炭、石墨材料
9.1 核聚變原理
9.2 氫同位素的聚變反應
9.3 發生核聚變反應的條件
9.3.1 等離子體加熱
9.3.2 等離子體約束
9.4 核聚變堆面向等離子體材料
9.4.1 聚變堆結構
9.4.2 聚變堆面向等離子體材料的功能和要求
9.4.3 面向等離子體的候選材料
參考文獻
附錄1 早期核石墨概況
附錄2 典型高溫氣冷堆用核石墨
附錄3 第四代核反應堆候選石墨