新型各向异性核工业石墨断裂力学行为的实验研究和数值分析

本文分别采用激光和白光DSCM(数字散斑相关测量)方法对一种新型各向异性核工业石墨的裂纹尖端位移、应变场进行了实验研究，两种方法都取得了较好的结果。考虑核工业石墨制备过程形成的各向异性特点，本文构建了三维各向异性有限元模型，采用奇异单元，计算模拟石墨裂纹尖端的变形和应力场，通过对实验结果和有限元计算结果的比较可以发现两者具有相近的趋势。     

减速剂与受控链式反应

 重核的裂变开辟了丰富的核能资源。然而裂变却泾渭分明地表现为过程与效果截然迥异的两种方式,且唯有受控裂变以链式反应的方式进行,核能才得以用于生产和科研而造福人类。为此目的,“减速剂”发挥着必不可缺的关键性作用。那么,在这一过程中减速剂到底是如何发挥其作用,而人们又是根据什么原则来选用它的呢? 一、减速剂的作用原理与机制 核弹以极纯的U-235为核燃料,达到“临界体积”（58厘米³,1.083千克）的铀块是借助于俘获宇宙线中源自恒星热核聚变的（或铀块中自发裂变产生的）中子的“点火”而触发快速链式反应的。但反应堆不能使用纯U-235,因其临界体积太小,裂变不能控制,故只能使用天然铀或浓缩铀（分别含0.715％和5％以上的U-235）,以使临界体积极大地增大,才能达到施加控制、实现核能的缓慢释放的目的。     

德国的铀工程

 在第二次世界大战期间,从事原子能的德国科学家们试图利用在铀中制造链式反应产生电能。沃纳海森堡(WernerHeisenberg)希望这项成就将会对同盟国产生压力,如果德国在战争中失利。为了在天然铀中获得链式反应,需要利用减速剂减慢由于裂变产生的中子。这在当时广为人知。两种减速剂被认为可以利用:碳或重水。德国主要的实验核物理学家沃尔特·博特(WalterBothe)做了决定性的实验并获得结论:碳在石墨结构的形式不能工作。在美国,恩里科·费米(EnricoFermi)做了一个类似的实验,结论是:石墨不适合于利用。他怀疑问题出在石墨中有杂质。