目前，全世界已投入使用的核反应堆大都以轻水反应堆为主。这种堆型的工作原理是利用核裂解时产生的热能将冷水气化为℃的水蒸气，推动涡轮机发电。但是，因水堆温度较低，轻水反应堆的发电效率不是太高。

　　与此相比，高温气冷堆却没有这样的问题。它以惰性气体(氦气)为冷却剂，不仅堆芯出口温度可达近℃，发电效率高，还适合制造氢气。

　　可以说是电力供给和环境保护两不误。石墨适合作为这种高温气冷堆的堆芯材料，因为石墨不但耐高温，而且吸收中子少，传热性好。

　　核聚变的燃料及材料资源几乎取之不尽，反应时释放的能量也非常巨大。要使核聚变长期进行，就必须将等离子体维持在一定的温度状态。石墨正是核聚变等离子体维持不可或缺的重要材料。

　　核裂变堆(高温气冷堆)

　　石墨是中子的慢化剂和优良的反射剂。其自身的许多优良特性，确立了它在核工业领域中的地位。石墨不但能够满足工业量产的需求，而且还具备了结构材料所要求的高机械强度和耐高温的特点，因此石墨适合作为高温气冷堆的结构材料。

　　石墨用作慢化剂及反射剂的性质要求

　　(1)一般特性要求

　　对石墨的性质要求随核反应堆的类型及设计构造不同而有所变化。核反应堆所需要的石墨材料均为大型材料。此外，大量生产时，要求石墨材料不仅品质稳定，纯度高，而且要耐腐蚀，强度高。

　　(2)核石墨的特性及纯度慢化剂用于核裂变反应堆，使核裂变产生的快中子减速为热中子，提高中子和U原子核碰撞的机会，从而提高裂变反应的几率。

　　所以，要求慢化剂对中子有较大的散射截面和较小的吸收面。石墨对中子的慢化能力和反射能力仅次于重水，是除重水外最好的慢化剂。因此，它是高温气冷堆唯一可使用的结构材料。

　　(3)辐照损伤引起的物理变化堆芯及周围所用的石墨，在辐照状态下会产生变形，热导率降低，弹性模量增大，发生辐照蠕变等。因此，用于慢化剂的石墨必须对辐照蠕变及变形所产生的辐照应力有很强的耐受力。

　　石墨材料在高温气冷堆的使用现状及今后的课题

　　高温气冷堆非常安全这一特征，使人们提出了模块化高温气冷堆的设计理念。下一代超高温核反应堆(UHTR)，朝着高功率密度、高温化方向迈进。

　　技术上的这些发展进步，对新一代石墨材料的特性提出了更高的要求，比如，更高的辐照损伤耐受力，产品均质化，物美价廉，长期供货等。

　　美国在下一代核反应堆(NGNP)研发计划中，把日本东洋炭素的IG－和罗兰石墨美国分公司的两种牌号的等静压石墨作为备选的堆芯材料进行研究。这2种石墨的性能指标见表1。