石墨辐射损伤对反应堆，尤其是球床高温气冷堆的技术经济性能起着决定性的作用。中子慢化的机制是中子和慢化材料原子的弹性散射(碰撞)，将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有希望的候选材料。随着中子注射量的增加，石墨首先收缩，达到最小值后收缩，恢复到原来的尺寸，然后迅速膨胀。为了有效利用裂变释放的中子，应该慢化。石墨的热性能通过辐射试验得到，辐射试验条件应尽可能与反应堆的实际情况相同。

提高中子利用率的另一个措施是用反射材料反射泄漏核裂变反应区-堆芯的中子，中子反射的机制也是中子和反射材料原子的弹性散射。为了将杂质造成的损失控制在允许的水平，用于反应堆的石墨应该是纯净的。

核石墨是20世纪40年代初应建造核裂变反应堆的需要而研究开发的石墨材料的一个分支。它用于生产堆、气冷堆和高温气冷堆中的慢化、反射和结构材料。中子与原子核发生反应的概率称为截面。U-235的热中子(平均能量为0.025eV)的裂变截面比裂变中子(平均能量为2eV)的裂变截面高两个等级。石墨的弹性模量、强度和线膨胀系数随着中子注入量的增加而增加，达到最大值，然后迅速下降。20世纪40年代初，只有石墨能以适当的价格接近这个纯度供应。这就是为什么第一个反应堆和随后建造的生产堆以石墨为慢性材料，迎来核时代的原因。制造各向同性石墨的关键是使用各向同性度好的焦炭颗粒:各向同性焦炭颗粒:各向同性焦炭颗粒:各向同性焦炭或各向异性焦炭制成的宏观同性焦炭颗粒。