AT205136B - Geformtes Brennstoffelement für Kernreaktoren - Google Patents

Description

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  Geformtes Brennstoffelement für Kernreaktoren 
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 Weise noch mit einer korrosionsfesten Umhüllung versehen, soferne nicht   z. B.   ein nicht korrodierendes Edelgas, das gleichzeitig als Kühlmittel dient, verwendet wird. Auch der Vorschlag, metallisierte Pulver bzw. unter Zusatz von Metallen wie Aluminium, Kupfer, Eisen, Nickel usw. agglomerierte Kügelchen aus Uran oder Uranverbindungen zu verwenden, die ausserdem mit einer metallischen Kühlflüssigkeit in Berührung stehen sollen, hat mit der vorliegenden Erfindung nichts zu tun. 



   Für die Ausführungsform der Erfindung ergeben sich zahlreiche verschiedene Möglichkeiten, ie nachdem, in welcher Form das Brennstoffelement angewendet wird. Beispielsweise kann das   Eleis. dite   Gestalt eines zylindrischen Formkörpers haben, der mit einem Mantel von Thorium umschlossen ist. 



  In Fig. 1 und 2 ist ein derartiges Brennstoffelement in Seitenansicht und in Aufsicht dargestellt. Es bedeutet jeweils 11 den Kern aus Uran und 12 den Mantel aus Thorium. In ähnlicher Weise kann man auch Brennstoffelemente von rechteckiger Form gemäss der Erfindung herstellen, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist. Dort besteht der eigentliche Urankern aus einem plattenförmigen Körper 21, während die beiden Platten 22 und 23 aus Thorium die grösseren Seitenflächen bedecken. Die Verbindung zwischen dem Urankern und der Thoriumauflage kann ebenfalls in beliebiger Weise erfolgen. Z. B. können die Thoriumplatten an Vorsprüngen des   Urankörpers   befestigt werden, auch können Bolzen, Schrauben und Nieten als Befestigungsmittel verwendet werden.

   Schliesslich kann das Thorium auch ohne besondere Verbindungsmittel auf dem Urankern aufgezogen oder mit diesem zusammen versintert oder verschweisst werden. 



   Da die Erfindung nicht auf die Verwendung von metallischem Uran oder metallischem Thorium beschränkt ist, können auch solche Brennelemente nach der Erfindung ausgestaltet werden, die das Uran In Form seiner Verbindungen,   beispielsweise Urankarbi'J, Uranoxyd, Urannitrid oder Uransilizid, enthalten,   ebenso wie auch die   Umhüllung   nicht aus metallischem Thorium zu bestehen braucht, sondern aus formbaren Thoriumverbindungen, etwa aus Siliziden, Oxyden, Nitriden oder Karbiden, aufgebaut sein   kann.   



  Wählt man Umhüllung und/oder Kern in Form der Verbindungen, so kann sich gegebenenfalls die Herstellung der ummantelten Brennelemente und die Befestigung der   Thoriumumhúllung   dadurch wesentlich vereinfachen, dass die meisten dieser Verbindungen nach den Arbeitsmethoden der Pulvermetallurgie verformt und verfestigt werden können. 



   Nach einer andern Ausführungsform der vorliegenden Erfindung braucht das spaltbare Element nicht ausschliesslich aus Uran oder einer Verbindung davon bestehen, sondern kann auch aus einem   homogenen   Gemisch von spaltbarer Substanz und einem   Moderatormaterial zusammengesetzt   sein. Als Moderatorsubstanz dient dabei beispielsweise Graphit, Beryllium oder Verbindungen des Beryllium, wie Berylliumoxyd oder Berylliumkarbid, wobei wiederum die Frage der Verformbarkeit für die Anwendung der Moderatorstoffe in der einen oder andern Form ausschlaggebend ist. Auch solche aus einem homogenen Gemenge von spaltbaren und moderierenden Stoffen bestehende   Brennelemente   werden mit Erfolg mit einem Überzug aus Thorium oder Thoriumverbindungen versehen. 



   Die vielfachen Ausführungen des Brennstoffelementes gemäss der vorliegenden Erfindung ermöglichen es, den Brennstoffkern oder   die Thoriumumhüllung   oder beide porös auszubilden, wobei das   Poren\olumen   im allgemeinen   5%   und mehr betragen soll,   d. h.   es soll sich um eine künstlich herbeigeführte Porosität handeln. Eine solche kann in an sich bekannter Weise erzielt werden, indem entweder die Ausgangs- 
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 einer porösen Struktur führen, oder indem porenbildende oder porentreibende Stoffe den Massen bei der Verfestigung zugesetzt werden,   z. B.   ausbrennbare, ätzende, gastreibende Mittel od. dgl.

   Nach dieser Ausführungsform der Erfindung ausgebildete Brennstoffelemente haben den ausserordentlichen Vorteil, dass die gasförmigen Spaltprodukte sich nicht im Brennstoffelement anreichern, sondern daraus entweichen und so den Betrieb des Brennstoffelementes nicht mehr stören oder beeinträchtigen. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Geformtes Brennstoffelement für Kernreaktoren aus Uran 238 mit   natürlicher   oder angereicherter Beimengung an Uran 235 bzw. Verbindungen dieser Isotopen, dadurch gekennzeichnet, dass das UranBrennstoffelement, in welchem das Uran als formbares Oxyd, Karbid, Nitrid, Silizid od. dgl. vorliegen kann, mit einem Thorium enthaltenden Überzug versehen ist.

Claims (1)

1. 2. Brennstoffelement nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass der Überzug aus formbaren Thoriumverbindungen aus der Gruppe der Oxyde, Karbide, Nitride oder Silizide, einzeln oder zu mehreren, besteht.

   3. Brennstoffelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mit Thorium umhüllte Kern aus einem homogenen Gemisch aus Uran mit Moderatorsubstanz, z. B. Graphit oder Berylliumverbindungen, wie Berylliumoxyd oder Berylliumkarbid, besteht. <Desc/Clms Page number 3>

   4. Brennstoffelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern porös ausgebildet ist und ein Porenvolumen von mehr als 5% aufweist.

   5. Brennstoffelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Um- hüllung aus Thorium oder Thoriumverbindungen porös ausgebildet ist und ein Porenvolumen von mehr als 51o aufweist.