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"Eléments ou corps graphités sensible- ment isotropiques utilisables dans les réacteurs nucléaires".
Nous vous prions de noter que le texte de la description déposé à l'appui de la demande de brevet en rubrique doit être rectifié comme suit : - A la page 6, trois premières lignes, les résultats chiffrés ont été intervertis par erreur; il faut en effet lire parallèle + 0,017 # 0,008 transversale + 0,007 # 0,004
Nous vous prions de bien vouloir verser la présente lettre rectificative au dossier de la demande, d'en délivrer une copie à toute personne désirant obtenir une copie complète du brevet et d'en annexer une copie à la copie imprimée du brevet.
Ci-joint 15, - frs en timbres fiscaux en vue du paiement de la taxe perçue pour les régularisations de l'espèce.
Veuillez agréer, Messieurs, nos salutations distinguées.
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"Eléments ou corps graphités sensiblement isotropiques utilisables dans les réacteurs nucléaires."
La présente invention se rapporte à des éléments ou corps graphités qui sont remarquablement utiles dans des réacteurs nucléaires à titre de modérateurs ou réflecteurs.
Les éléments de graphite conformes à l'invention sont très appropriés à l'utilisation dans des réacteurs nu- cléaires, où la matière fissile, par exemple l'oxyde ou le carbure d'uranium ou le plutonium ou un autre combustible et le graphite modérateur sont disposés dans unehambre de
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réaction dont on retire la chaleur produite. Ces éléments,, de graphite peuvent non seulement servir de modérateur dans la zone de réaction, de récipients pour des éléments combus- tibles ou eux-mêmes comme combustibles, mais aussi comme ma- triaux constituant l'enveloppe du réflecteur entourant la zone de réaction dans les réacteurs nucléaires et servir à réfléchir-une partie des neutrons sortant de la zone de réac- tion.
En tous cas, on peut considérer que les corps de graphita . sont placés dans la"zone du flux" des réacteurs nucléaires, étant donné qu'ils sont en contact avec ou soumis à l'action des neutrons.
Dans le cas précité et dans d'autres éventualités, il est désirable d'utiliser les corps de graphite sous forme de plaques, blocs ou tubes, ou de sphères ayant 2,5 cm de diamètre ou un diamètre plus grand ou encore à l'état de pi-, èces ayant une autre forme, c'est-à-dire qu'on peut les dési- ; gner comme possédant une structure "massive" et non pas celle de petites particules ou d'une poudre.
On peut fabriquer les pièces précitées par compres- sion ou moulage ou la mise en forme d'un mélange d'un liant et d'un produit charbonneux particulièrement approprié, comme on va le décrire plus loin pour obtenir la dimension et la forme désirées, puis on procède à la cuisson et au traitement ' de graphitage.
Dans tous les cas, la disposition des cristallites des éléments graphités conformes ,µl'invention se trouvent à l'était non orienté et en désordre prononcé. Cette condition se manifeste par l'isotropie de propriétés de la pièce ter- minée. Le matériau charbonneux spécial qu'on utilise pour la fabrication de tels éléments graphités est également prati- quement isotropique à l'échelle microscopique.
La disposition en désordre des cristallites peut être déterminée par,la dif- fraction des rayons X et des techniques magnétiques et elle
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se manifeste dans les corps graphités par des coefficients élevés de la dilatation thermique,
La présente invention est basée sur la découverte que des éléments graphités mis en forme et caractérisés par la disposition en désordre et non orientée,des cristallites, éléments obtenus en utilisant le matériau de départ déjà men- tionné et selon le procédé qui sera décrit plus loin, sont très appropriés .à l'utilisation dans des réacteurs nucláai- res, en particulier à des températures dépassant 50 C et dans des réacteurs nucléaires à hautes températures et ils offrent de nombreux avantages,
dont la plupart sont basés sur la stabilité dimensionnelle lors de l'irradiation par les neutrons, comparativement à l'utilisation dans le même environnement de corps graphités qui sont préparés à partir d'autres matériaux de départ.
Le matériau charbonneux spécial et particulière- ment approprié à la mise en oeuvre de l'invention provient de la gilsonite, qui est un bitume naturel des plus purs (étant soluble à 99 % dans le sulfure de carbine), c'est- à-dire un produit qui contient uniquement une trace de 1 % de matière minérale. La gilsonite a également été décrite comme étant un hydrocarbure noir et solide à haute teneur en matière résineuse ou comme asphaltite qu'on suppose pro- venir de la polymérisation des huiles provenant de couches te@ tiaires situées sous les dépôts. On appelle aussi la gilso- nite "uintaite" ou "uintahite" telle qu'on la trouve aux Etats-Unis dans les états Utah et Colorado.
Elle présente généralement une densité d'environ 1, 01 à 1,10, à 15 C/15 C, une dureté à l'échelle de Mohs d'environ 2 et un point de fusion d'environ 110 à 204 C.
Le coke provenant de la gilsonite possède des pro- priétés uniques et les cristallites formant ce coke se trou- vent à l'état non orienté et en désordre. Le coke brut de
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gilsonite n'exige par conséquent pas de traitement spécial' pour donner aux cristallites cet état de désordre avant de le calciner. En d'autres termes, les seules manipulations typi- ques qu'on ait à effectuer consistent 4 calciner du coke brut ou "vert", à le broyer et à le trier avant de le mélanger avec un liant charbonneux approprié ou un autre agent liant.
Le mélange est ensuite mis en for e, soumis à la cuisson et graphité selon les procédés habituels, de la fabrication F électrodes de carbone et de graphite. On peut.utiliser avan- tageusement environ 20 % à environ 40 % d'un liant charbon- neux habituel comme le brai,
Le coke brut ou vert produit à partir de la gilso- nite est en général obtenu en utilisant un appareil de co- kéfaction retardée usuel, et il contient essentiellement.en.. viron 8 à 14 % des matières volatiles, selon l'opération ef- fectuée dans le four à coke.
Les matières volatiles ci-dessus sont déterminées par la méthode "ASTM D 271-48" modifiée pour les carburants et n'inclut pas l'humidité et l'huile libre qu'on peut éliminer par chaugfage à des températures de 204 à 260 C. Ces matières volatiles sont déterminées dans un creu-1 set de platine et un four à chauffage électrique qui est main- tenu à des températures de 950 ¯ 20 C. On chauffe un échan- tillon de 1 g de coke sec d'une granulométrie de 0,250 mm au préalable à des températures inférieures à 950 C; puis on le maintient pendant 6 minutes à la température de 950 t 20 C et on note la perte de poids résultante qui représente les ma- tières volatiles, Après cette calcination, les matières vola- tiles se trouvent réduites essentiellement à 0,5 % ou moins.
La mise en oeuvre de l'invention sera mieux compri- se à l'aide des exemples non limitatifs décrits ci-après.
Exemple 1.
On mélange 100 parties de poudre de coke de gilso- nite calcinée (grosseur de grain inférieure à 0,0?4 mm) dans
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un mélangeur-broyeur, à 155 C pendant environ 30 minutes avec 23 parties d'un liant de brai de pétrole (point de ra- ' mollissement 96 C), puis on place le mélange obtenu dans un moule cylindrique et on le comprime à 100 C sous une pression de 112 kg/cm2 pour former un cylindre d'un dialètre de lo cm et d'une longuerr de 30 cm.
On place ensuite le corps ainsi meulé dans un four de cuisson, on l'entoure d'un matériau de garniture et on le chauffe à une température de 900 C pendant une durée de 10 jours. Après refroidissement, on place le cylindre ainsi trai- té par cuisson dans un four de graphitage et on le chauffe pen- dant 40 heures à une température dépassant 2500 C. On mesure les coefficients de dilatation de ce cylindre graphité dans les directions X, Y et Z en découpant des échantillons paral- lèlement à la force de compression exercée lors du moulage (direction X) et dans deux directions perpendiculaires (angle de 90 ) selon un plan lui-même perpendiculaire à la force de compression (directions Y et Z).
Les coefficients moyens res- pectifs de la dilatation thermique, mesurés dans la gamme des températures de 20 C à 100 0 sont les suivants :
EMI6.1
X - 49 x 10-', 5 mm/5 n,m y ¯ ti. x 10' " Il .Z - 42 x 10- 7 Il " On introduit les échantillons de ces corps dans un réacteur nucléaire pour examiner leur stabilité dimensionnelle sous l'effet de l'irradiation nucléaire. On irradie les échantil- lons à une température d'environ 650 C et on expose chacun au total à 1730 mégawatt-jours par tonne adjacente (voir "Nuclear Graphite" publié par Académie Press, 1962, Chap. 8, Radia- tions Techniques).
On mesure les modifications des dimensions pour les déterminer en pourcent dans les directions parallè- leset transversale à celle de la force de compression du mé- lange, Les résultats sont les suivants :
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EMI7.1
<tb> DIRECTION <SEP> Modification <SEP> moyenne <SEP> de
<tb> la <SEP> longueur, <SEP> en <SEP> % <SEP>
<tb>
<tb> parallèle <SEP> + <SEP> 0,007 <SEP> ¯ <SEP> 0,004
<tb>
<tb> transversale <SEP> + <SEP> 0,017 <SEP> ¯ <SEP> 0,008
<tb>
.Il résulte de cet exemple que les corps graphités préparés à partir de coke de gilsonite calcinée en poudre et d'un liant charbonneux ont une très bonne stabilité dimen- sionnelle et ne subissent que de faibles modifications dans l'une ou l'autre des directions pendant pendant l'irradia- tion.
Contrairement à l'exemple précité, des corps de, graphite types préparés avec 100 parties de poudre calcinée de coke de pétrole, telle qu'on la trouve dans le commerce (finesse 50 % à 0,074 mm Tyler), qu'on mélange avec 23 par-- ties de brai de pétrole comme liant et qu'on extrude à 100 C sous une pression de 112 kg/cm2 pour former un cylindre de 10 cm de diamètre et de 30 cm de longueur, puis qu'on soumet à la cuisson et au graphitage comme dans l'exemple 1, présen- tent en-. moyenne un coefficient d'expansion thermique (C.E.T.) (dans la gamme de température comprise entre 20 et 100 C) de 10 x 10-7,25 x 10-7 et 25 x 10-7, respectivement, dans les directions des axes X,
Y et Z et subissent les modifications dimensionnelles ci-après quand on les essaie dans les mêmes conditions :
EMI7.2
<tb> DIRECTION <SEP> Modification <SEP> moyenne <SEP> de
<tb> la <SEP> longueur, <SEP> en <SEP> %
<tb>
<tb>
<tb> parallèle <SEP> + <SEP> 0,017 <SEP> ¯ <SEP> 0,008
<tb>
<tb> transversale <SEP> + <SEP> 0,056 <SEP> 0,019
<tb>
En plus des différences de l'isotropie (ou aniso- tropie) entre les deux types de produits, ces résultats mon- trent que les corps graphités préparés à partir de la poudre .de coke obtenue par calcination de la gilsonite et d'un liant charbonneux ont une stabilité dimensionnelle considérablement
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améliorée lors de l'irradiation ou une meilleure résistance aux radiations comparativement aux corps de graphite qu'on prépare avec un coke de pétrole ordinaire comme produit de départ.
L'exemple ci-après montrera en outre la production d'un corps graphité à partir du coke de gilsonite calcinée selon des variations du mode de mise en oeuvre du procédé de l'invention.
Exemple 2.
On mélange 100 parties de poudre de coke de gilso- nite calciné (55 % plus fin que 0,07+ mm) dans un broyeur- mélangeur à 155 C pendant 30 minutes avec 27 parties de brai de goudron de houille servant de liant (point de ramollisse- ment 97 C), puis on place le mélange dans un moule cylindri- que et on le comprime à 105 C sous une pression de 252 kg/cm2 pour former un cylindre de 21 cm de diamètre et de 25 cm de longueur.
On place le corps moulé dans un four de cuisson, on l'entoure d'une garniture conductrice de la chaleur et on chauffe à 950 C pendant 16 jours. Après refroidissement, on place l'élément ayant subi la cuisson dans un four de gar- phitage et on le chauffe à une tampréature dépassant 2500 C pendant 40 heures.
Le coefficient d'expansion thermique (CET) du corps graphité, entre 20 et 100 C, dans les directions des axes X, Y et Z est de 49 x 10-7, 43 x 10-7 et 43 x 10-7, respective- ment.
Le corps graphité possède en outre les propriétés suivantes :
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EMI9.1
<tb> Densité <SEP> apparente <SEP> (g/cm3) <SEP> 664217 <SEP> 1,73
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> traction, <SEP> kg/cm2 <SEP> transversale <SEP> 260
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> parallèle <SEP> 210
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Module <SEP> de <SEP> rupture, <SEP> kg/cm2 <SEP> transversale <SEP> 364
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> flexion) <SEP> parallèle <SEP> 308
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> compression, <SEP> transversale <SEP> 735
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> kg/cm <SEP> parallèle <SEP> 756
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Résistance <SEP> électrique,
<SEP> ohm/25mm <SEP> transversale <SEP> 43 <SEP> x <SEP> 10-5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> parallèle <SEP> 49 <SEP> x <SEP> 10-5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Conductibilité <SEP> thermique
<tb>
EMI9.2
Cal-/hr-/0993 cm /30 cm/0,550C transversale 31,5
EMI9.3
<tb> parallèle- <SEP> 27,5
<tb>
<tb> Dureté <SEP> Brinell <SEP> 15,0
<tb>
<tb> Perméabilité, <SEP> selon <SEP> d'Arcy <SEP> transversale <SEP> 0,06
<tb> parallèle <SEP> 0,02
<tb>
Transversale : Les échantillons sont découpée dans le sens de la longueur transversalement ou perpendi- culairement à la direction de la compression. ' Parallèle : Les échantillons sont découpés dans le sens de la longueur parallèlement à la direction de la compression.
Les corps graphités obtenus à partir de la gilso- nite et ayant des coefficients d'expansion thermique dans toutes les directions d'au moins 30 x 10-7 25 mm/25 mm C et dans,lesquels ces coefficients ne diffèrent pas dans toutes les directions de plus de 25 % sont utilisables efficacement pour obtenir une stabilité dimensionnelle ou une résistance aux radiations améliorées dans les réacteurs nucléaires. On préfère, cependant, des corps ayant unesotropie plus élevée, , par exemple ceux qui ont une expansion thermique dans toutes les direetions d'au moins 40 x 10-7 25 mm/25 mm/ C, ces coef- ficients (CET) ne devant pas différer de plus de 20 % dans toutes les directions.
La stabilité dimensionnelle des corps de graphite qu'o utilise dans les réacteurs nucléaires est très impor- tante pour diverses raisons. Très souvent, la masse de gra-
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phite placée dans un réacteur est très grande et présente des dimensions atteignant ou dépassant 90 ou 120 m, ce qui fait qu'un changement des dimensions léger ou-même très léger se traduit par une modification absolue moyenne relativement importante. L'instabilité dimensionnelle, c'est-à-dire une "dilatation" ou un "retrait" trop forts, peut également produi- re la rupture de pièces en graphite ou rompre ou gauchir les éléments combustibles ou autres composants.
De même, il peut j se produire des phénomènes tels que la rupture ou le fléchis- sement de certaines parties entraînant des dommages pour le système de refroidissement, le système de contrôle, etc...
REVENDICATIONS.
1 - Procédé pour faire fonctionner un réacteur nu- cléaire, caractérisé en ce -qu'on amorce une réaction nuclé- aire en produisant un flux de neutrons et on utilise comme modérateur ou réflecteur des neutrons des éléments graphités qu'on place dans le trajet des neutrons, ces éléments étant obtenus essentiellement à partir de la gildonite.
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“Substantially isotropic elements or graphites usable in nuclear reactors”.
Please note that the text of the description filed in support of the relevant patent application must be corrected as follows: - On page 6, first three lines, the numerical results have been inverted by mistake; you must read parallel + 0.017 # 0.008 transverse + 0.007 # 0.004
We kindly request that you place this letter of amendment in the application file, issue a copy to anyone wishing to obtain a complete copy of the patent, and append a copy to the printed copy of the patent.
Enclosed 15, - frs in fiscal stamps for the payment of the tax collected for the adjustments of the species.
Please accept, Gentlemen, our best regards.
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"Substantially isotropic elements or graphites for use in nuclear reactors."
The present invention relates to graphite elements or bodies which are remarkably useful in nuclear reactors as moderators or reflectors.
The graphite elements according to the invention are very suitable for use in nuclear reactors, where the fissile material, for example uranium oxide or carbide or plutonium or other fuel and the moderating graphite are arranged in a bedroom
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reaction from which the heat produced is removed. These graphite elements can not only serve as moderators in the reaction zone, as receptacles for combustible elements or themselves as fuels, but also as materials constituting the envelope of the reflector surrounding the reaction zone. in nuclear reactors and serve to reflect a part of the neutrons leaving the reaction zone.
In any case, we can consider that the bodies of graphita. are placed in the "flux zone" of nuclear reactors, given that they are in contact with or subjected to the action of neutrons.
In the aforementioned case and in other eventualities, it is desirable to use the graphite bodies in the form of plates, blocks or tubes, or of spheres having a diameter of 2.5 cm or a larger diameter or alternatively. state of pi-, species having another shape, that is to say that we can desi-; generally as having a "massive" structure and not that of small particles or a powder.
The aforementioned parts can be made by compression or molding or shaping a mixture of a binder and a particularly suitable carbonaceous product, as will be described later to obtain the desired size and shape, then the firing and the graphiting treatment are carried out.
In all cases, the arrangement of the crystallites of the conformal graphite elements, µl'invention, is found to be undirected and in pronounced disorder. This condition manifests itself in the isotropy of properties of the finished part. The special carbonaceous material which is used in the manufacture of such graphite elements is also practically isotropic on a microscopic scale.
The untidy arrangement of crystallites can be determined by, the diffraction of x-rays and magnetic techniques and it
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manifests itself in graphite bodies by high coefficients of thermal expansion,
The present invention is based on the discovery that graphitized elements shaped and characterized by the untidy and unoriented arrangement of crystallites, elements obtained using the starting material already mentioned and according to the process which will be described later. , are very suitable for use in nuclear reactors, in particular at temperatures exceeding 50 ° C. and in nuclear reactors at high temperatures, and they offer numerous advantages,
most of which are based on dimensional stability upon irradiation with neutrons, compared to the use in the same environment of graphites which are prepared from other starting materials.
The special carbonaceous material which is particularly suitable for carrying out the invention comes from gilsonite, which is a very pure natural bitumen (being 99% soluble in carbine sulphide), that is to say. say a product that contains only a trace of 1% mineral matter. Gilsonite has also been described as a black, solid hydrocarbon with a high resinous content or as an asphaltite believed to be obtained from the polymerization of oils from tertiary layers below the deposits. It is also called "uintaite" or "uintahite" gilsonite as it is found in the United States in the states of Utah and Colorado.
It typically has a specific gravity of about 1.01 to 1.10, at 15 C / 15 C, a Mohs scale hardness of about 2, and a melting point of about 110 to 204 C.
The coke from gilsonite has unique properties and the crystallites forming this coke are found in an unoriented and disordered state. Raw coke from
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gilsonite therefore does not require special treatment to give crystallites this messy state before calcining it. In other words, the only typical manipulations one would have to perform is calcining raw or "green" coke, crushing it and sorting it before mixing it with a suitable carbon binder or other binding agent. .
The mixture is then formed, subjected to firing and graphite according to the usual methods of the manufacture of carbon and graphite electrodes. From about 20% to about 40% of a customary charcoal binder such as pitch, can advantageously be used.
The raw or green coke produced from gilsonite is generally obtained using a conventional delayed coking apparatus, and contains essentially about 8 to 14% of the volatiles, depending on the operation. - made in the coke oven.
The above volatiles are determined by the method "ASTM D 271-48" modified for fuels and do not include moisture and free oil which can be removed by heating at temperatures of 204 to 260 C These volatiles are determined in a 1-set of platinum and an electrically heated furnace which is maintained at temperatures of 950 ¯ 20 C. A 1 g sample of dry coke with a particle size is heated. 0.250 mm beforehand at temperatures below 950 C; then it is kept for 6 minutes at a temperature of 950 ° C. and the resulting weight loss, which represents the volatiles, is noted. After this calcination, the volatiles are reduced essentially to 0.5% or less.
The implementation of the invention will be better understood with the aid of the nonlimiting examples described below.
Example 1.
100 parts of calcined gillsonite coke powder (grain size less than 0.0 to 4 mm) are mixed in
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a mixer-grinder, at 155 C for about 30 minutes with 23 parts of a petroleum pitch binder (softening point 96 C), then the mixture obtained is placed in a cylindrical mold and compressed to 100 C under a pressure of 112 kg / cm2 to form a cylinder with a dialeter of lo cm and a length of 30 cm.
The body thus ground is then placed in a baking oven, surrounded with a filling material and heated to a temperature of 900 ° C. for a period of 10 days. After cooling, the cylinder thus treated by firing is placed in a graphiting furnace and is heated for 40 hours at a temperature exceeding 2500 C. The expansion coefficients of this graphitized cylinder are measured in the X, Y directions. and Z by cutting samples parallel to the compressive force exerted during molding (X direction) and in two perpendicular directions (90 angle) along a plane that is itself perpendicular to the compressive force (Y and Z directions) .
The respective mean coefficients of thermal expansion, measured in the temperature range from 20 C to 100 0 are as follows:
EMI6.1
X - 49 x 10- ', 5 mm / 5 n, m y ¯ ti. x 10 '"II .Z - 42 x 10 - 7 II" The samples of these bodies are introduced into a nuclear reactor to examine their dimensional stability under the effect of nuclear irradiation. The samples are irradiated at a temperature of about 650 ° C and each exposed in total to 1730 megawatt days per adjacent ton (see "Nuclear Graphite" published by Academy Press, 1962, Chap. 8, Radiation Techniques). .
The changes in dimensions are measured to determine them in percent in the directions parallel and transverse to that of the compressive force of the mixture. The results are as follows:
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EMI7.1
<tb> DIRECTION <SEP> Modification <SEP> average <SEP> of
<tb> the <SEP> length, <SEP> in <SEP>% <SEP>
<tb>
<tb> parallel <SEP> + <SEP> 0.007 <SEP> ¯ <SEP> 0.004
<tb>
<tb> transverse <SEP> + <SEP> 0.017 <SEP> ¯ <SEP> 0.008
<tb>
It follows from this example that the graphites prepared from powdered calcined gilsonite coke and a carbonaceous binder have very good dimensional stability and undergo only slight changes in either of the two. directions during irradiation.
Unlike the above example, typical graphite bodies prepared with 100 parts of calcined petroleum coke powder, as found in commerce (50% fineness at 0.074 mm Tyler), mixed with 23 parts of petroleum pitch as binder and which is extruded at 100 C under a pressure of 112 kg / cm2 to form a cylinder 10 cm in diameter and 30 cm in length, then subjected to baking and graphitization as in Example 1, present in-. means a coefficient of thermal expansion (CET) (in the temperature range between 20 and 100 C) of 10 x 10-7.25 x 10-7 and 25 x 10-7, respectively, in the directions of the X axes ,
Y and Z and undergo the following dimensional changes when tested under the same conditions:
EMI7.2
<tb> DIRECTION <SEP> Modification <SEP> average <SEP> of
<tb> the <SEP> length, <SEP> in <SEP>%
<tb>
<tb>
<tb> parallel <SEP> + <SEP> 0.017 <SEP> ¯ <SEP> 0.008
<tb>
<tb> transversal <SEP> + <SEP> 0.056 <SEP> 0.019
<tb>
In addition to the differences in isotropy (or anisotropy) between the two types of products, these results show that graphites prepared from coke powder obtained by calcining gilsonite and a binder carbonaceous have considerable dimensional stability
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improved irradiation or better radiation resistance compared to graphite bodies prepared with ordinary petroleum coke as a starting material.
The example below will further show the production of a graphite body from calcined gilsonite coke according to variations of the mode of carrying out the process of the invention.
Example 2.
100 parts of calcined gillonite coke powder (55% finer than 0.07 + mm) are mixed in a grinder-mixer at 155 C for 30 minutes with 27 parts of coal tar pitch as a binder (point softener 97 C), then the mixture is placed in a cylindrical mold and compressed at 105 C under a pressure of 252 kg / cm 2 to form a cylinder 21 cm in diameter and 25 cm in length.
The molded body is placed in a baking oven, surrounded with a heat-conducting lining and heated at 950 ° C. for 16 days. After cooling, the baked item is placed in a garphering oven and heated to a temperature above 2500 ° C for 40 hours.
The coefficient of thermal expansion (TEC) of the graphitized body, between 20 and 100 C, in the directions of the X, Y and Z axes is 49 x 10-7, 43 x 10-7 and 43 x 10-7, respectively - is lying.
The graphite body also has the following properties:
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EMI9.1
<tb> Apparent <SEP> density <SEP> (g / cm3) <SEP> 664217 <SEP> 1.73
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Resistance <SEP> at <SEP> the <SEP> traction, <SEP> kg / cm2 <SEP> transverse <SEP> 260
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> parallel <SEP> 210
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Modulus <SEP> of <SEP> rupture, <SEP> kg / cm2 <SEP> transverse <SEP> 364
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (resistance <SEP> to <SEP> the <SEP> bending) <SEP> parallel <SEP> 308
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Resistance <SEP> at <SEP> the <SEP> compression, <SEP> transverse <SEP> 735
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> kg / cm <SEP> parallel <SEP> 756
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> <SEP> electrical resistance,
<SEP> ohm / 25mm <SEP> transverse <SEP> 43 <SEP> x <SEP> 10-5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> parallel <SEP> 49 <SEP> x <SEP> 10-5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Thermal <SEP> conductivity
<tb>
EMI9.2
Cal- / hr- / 0993 cm / 30 cm / 0.550C transverse 31.5
EMI9.3
<tb> parallel- <SEP> 27.5
<tb>
<tb> Hardness <SEP> Brinell <SEP> 15.0
<tb>
<tb> Permeability, <SEP> according to Arcy <SEP> <SEP> transverse <SEP> 0.06
<tb> parallel <SEP> 0.02
<tb>
Transverse: Samples are cut lengthwise transversely or perpendicular to the direction of compression. 'Parallel: The samples are cut lengthwise parallel to the direction of compression.
Graphitized bodies obtained from gilso- nite and having coefficients of thermal expansion in all directions of at least 30 x 10-7 25 mm / 25 mm C and in which these coefficients do not differ in all directions greater than 25% can be used effectively to achieve dimensional stability or improved radiation resistance in nuclear reactors. Preferred, however, are bodies having higher otropy, for example those which have thermal expansion in all directions of at least 40 x 10-7 25 mm / 25 mm / C, these coefficients (CET) do not. not to differ by more than 20% in any direction.
The dimensional stability of the graphite bodies used in nuclear reactors is very important for various reasons. Very often the mass of gra-
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phite placed in a reactor is very large and has dimensions reaching or exceeding 90 or 120 m, so that a slight or even very slight change in dimensions results in a relatively large average absolute change. Dimensional instability, that is, too much "expansion" or "shrinkage", can also cause graphite parts to break or fracture or warp fuel elements or other components.
Likewise, phenomena such as breakage or sagging of certain parts may occur resulting in damage to the cooling system, control system, etc.
CLAIMS.
1 - Process for operating a nuclear reactor, characterized in that a nuclear reaction is initiated by producing a flow of neutrons and graphitized elements are used as moderator or reflector of the neutrons which are placed in the path neutrons, these elements being obtained essentially from gildonite.