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可膨胀性石墨薄片的膨胀特性不同于其他***，受热达到一定温度时，由于吸留在层间点阵中化合物分解，可膨胀石墨便开始膨胀，称为起始膨胀温度，在1000℃时膨胀完全，达到***大体积。膨胀体积可以达到初始时的200倍以上。膨胀后的石墨称为膨胀石墨或石墨蠕虫，由原鳞片状变成密度很低的蠕虫状，形成了一个非常好的绝热层。膨胀石墨既是膨胀体系中的碳源，又是绝热层，能有效隔热，在火灾中具有热释放率低，质量损失小，产生的烟气少的特点。
石墨的辐照损伤对反应堆，特别是球床高温气冷堆的技术经济性能具有决定性的作用.中子慢化的机制是中子与慢化材料原子的弹性散射(碰撞)，把其携带的能量传递给慢化材料的原子.石墨也是核聚变反应堆面向等离子体材料的很有希望的候选材料.随着中子注量的增加，石墨先是收缩，达到***小值后，收缩减小，***到原始尺寸，随后迅速膨胀.为了有效地利用裂变释放出来的中子，应使其慢化下来.石墨的热态性能通过辐照试验求得，辐照试验条件应尽可能与反应堆实际工况相同.提高中子利用率的另一措施是用反射材料把泄漏出核裂变反应区--堆芯的中子反射回去，中子反射的机制也是中子与反射材料原子的弹性散射.为了使杂质造成的损失控制在允许水平，用于反应堆的石墨应该是核纯的.核石墨是40年代初，应建造核裂变反应堆的需要而研究发展出来的石墨材料的一个分支