石墨核反應堆

石墨反應堆(RBMK)是核裂變反應堆中的一種，也是最常用、最早使用的一種。 石墨具有良好的中子減速性能，最早作為減速劑用於原子反應堆中，鈾一石墨反應堆是目前套用較多的一種原子反應堆。作為動力用的原子能反應堆中的減速材料應當具有高熔點、穩定、耐腐蝕的性能，石墨完全可以滿足上述要求。作為原子反應堆用的石墨純度要求很高，雜質含量不應超過幾十個PPm ( PPm 為百萬分之一），特別是其中硼的含量應小於0.5 PPm 。

發現過程

鏈式反應

1938年，德國人奧托·哈恩和休特洛斯二人成功地使中子和鈾原子發生了碰撞。這項實驗有著非常重大的意義，它不僅使鈾原子簡單地發生了分裂，而且裂變後總的質量減少，同時放出能量。尤其重要的是鈾原子裂變時，除裂變碎片之外還射出2至3箇中子，這箇中子又可以引起下一個鈾原子的裂變，從而發生連鎖反應。

RBMK反應堆示意圖

然而，天然鈾中用於鏈式反應的鈾235隻占0.7%，也就是每一千個鈾原子當中只有七個是鈾235，其餘的大部分是鈾238（占99.2%）。

減速劑

而，只有鈾235才適合發生鏈式反應，用慢中子轟擊鈾235的核，會使其變成二到三種較輕的原子核，同時產生2-3個快中子，於是如何將產生的快中子變成適合使鈾235裂變的慢中子就成了一項考驗，人們需要找到一種中子減速劑，於是人們發現石墨具有良好的中子減速性。

核反應堆

儘管不管是鏈式反應還是用石墨做減速劑都是德國人發現的，但世界上第一個核反應堆卻誕生在美國。

1939年1月，用中子引起鈾原子核裂變的訊息傳到費米的耳朵里，當時他已逃亡到美國哥倫比亞大學，費米不愧是個天才科學家，他一聽到這個訊息，馬上就直觀地構想了原子反應堆的可能性，開始為它的實現而努力。費米組織了一支研究隊伍，對建立原子反應堆問題進行徹底的研究。費米與助手們一起，經常通宵不眠地進行理論計算，思考反應堆的形狀設計，

有時還要親自去解決石墨材料的採購問題。

1942年12月2日，費米的研究組人員全體集合在美國芝加哥大學足球場的一個巨大石墨型反應堆前面。這時由費米發出信號，緊接著從那座埋沒在石墨之間的7噸鈾燃料構成的巨大反應堆里，控制棒緩慢地被拔了出來，隨著計數器發出了咔嚓咔嚓的響聲，到控制棒上升到一定程度，計數器的聲音響成了一片，這說明連鎖反應開始了。這是人類第一次釋放並控制了原子能的時刻。

這其中的原因是;當時德國定製的石墨純度不夠（反法西斯人士暗中摻了雜質），結果導致試驗的失敗，於是德國人否定了用石墨做減速劑的提案，轉而搜尋其它材料，於是德國沒有也永遠不能製造出核子彈了。

至於大家經常聽到有這樣的新聞：美國要求朝鮮、伊朗拆除其石墨反應堆，然後美國為他們建造輕水反應堆；這其中的原因是石墨反應堆中產生的核廢料更容易提取核燃料鈽，鈽可用於製造核彈。

結構

RBMK-1000核電機組採用的是前蘇聯獨特設計的大型石墨沸水反應堆，用石墨作慢化劑，石墨砌體直徑12米，高7米，重約1700噸，沸騰輕水作冷卻劑，輕水在壓力管內穿過堆芯而被加熱沸騰。堆芯石墨砌體中間孔道內可裝1660根燃料管, 每個通道內18根燃料管。反應堆是雙環路冷卻，每個環路與堆芯840根燃料管的平行垂直耐壓管相連，堆芯入口處冷卻劑溫度為270 ℃進入燃料管道，向上流動，被加熱局部沸騰，匯流到一邊兩個的四個汽包中，汽包中的蒸氣直接進入汽輪機廠房，兩環路各對一台汽輪發電機組（一堆兩機）各發額定功率一半的電功率。

採用RBMK反應堆的電站結構

科學原理

將大塊的立方體的石墨堆砌起來，將核燃料棒插入其中，然後啟動反應堆，這樣鈾235裂變後放出的快中子就會被石墨減速，然後去撞擊新的鈾235原子核，於是產生鏈式反應。

石墨反應堆其它方面與其他核電站原理一樣，只是減速劑不同，其中石墨、重水是公認的最好的減速劑，因為此兩種反應堆的效率較高。