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1942年埃利克?费米(Enrico Fermi)带领他的研究小组，以天然铀及其氧化物为原料，用石墨做慢化剂，实现了世界上第一次自维持链式反应，也是世界上第一座核反应堆，被称为"CP-1"堆。当时用了385t石墨作慢化材料，其中用得最多的是AGOT石墨。从此石墨作为重要的核材料得到各国的普遍重视，对其工艺制造、物理性能、辐照效应等进行了大量的研究。
石墨用于热中子反应堆，也有希望用于聚变堆，在热中子反应堆中可作为燃料区的中子慢化剂、燃料区周围的反射层材料，以及堆芯内部的结构材料。
