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用于原子能工业和国防工业:石墨具备好的中子减速剂用于原子反应堆中，铀一石墨反应堆是应用较多的一种原子反应堆。作为动力用的原子能反应堆中的减速材料应当具备高熔点，稳定，耐腐蚀的性能，石墨完全可以满足上述需要。作为原子反应堆用的石墨纯度需要非常高，杂质含量不应超越几十个PPM。尤其是其中硼含量应少于0.5PPM。在国防工业中还用石墨制造固体燃料的石墨喷嘴，石墨鼻锥，宇宙航行设施的零件，隔热材料和防射线材料。
石墨炉原子吸收光谱法是一种运用有石墨涂层的的熔炉，使样本蒸发的光谱测定法。简而言之，这项技术是基于如此一个事实，即自由原子可以吸收肯定频率的光和带有特殊利益元素的波长。在肯定范围内，被吸收的光波可以直接与所要剖析的的物体联系起来。很多元素的自由原子可以用高温从样本中提取。在石墨炉原子吸收光谱法中，样本储存在有石墨或热解碳涂层的小石墨立方体中，这个立方体以后可以通过加热来使样本蒸发和分解过程。大家可以参考已知的浓度来校正仪器，从而通过工作曲线来决定浓缩程度。和原子吸附相比，石墨炉主要有有以下优势：
对于很多元素来讲，石墨炉探测范围可达十亿分之一；
使用改良型设施，妨碍降至小；
通过原子吸收很多基质，石墨炉可以探测绝大部分已知元素。
石墨具备较高的散射截面和极低的热中子吸收截面，较高的散射截面用以慢化中子，低的吸收截面预防中子被吸收，使得核反应堆可以借助少量燃料达到临界或正常运行。
石墨是耐高温材料，它的三相点，15MPa时为4024℃，因此不可以使用熔化、铸造、锻造等热加工办法制造而只能使用类似粉末冶金的办法。它不像金属那样强度随温度而降低，而是略有增加，在2000℃以下应用，不会出现问题。
石墨有好的导热性能，在堆内可以有效地减少温度梯度，不致产生太大的热应力。
石墨化学性质很稳定。除去高温下的氧化、水蒸气外，可以耐酸、碱、盐的腐蚀，因而可以用作熔盐核反应堆和铀铋核反应堆的堆芯构件。
石墨抗辐照性能好，能长期在堆内服役30～40年。
石墨可加工性好，可以加工成各种形状的构件。
石墨材料丰富，价格实惠，容易制成纯度高、强度大、不同密度需要的各种核石墨，但石墨也有缺点，它是各向异性晶体结构，成层状分布，原子密集于a、b晶面，同层原子近距离为0.141nm，相互为共价结合，具备较强的结合力；而层距离为0.335nm，层间结合力为范德瓦尔力，结合力较弱。这种各向异性在石墨的物理、强度、辐照等行为中都会强烈地表现出来。
