Claims (8)
DEUTSCHES Dk Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Beeinflussung des Energiespektrums langsamer Neutronen, und sie besteht darin, daß die Temperatur einer Moderatorzone eines Kernreaktors mit Hilfe geeigneter Mittel variierbar gemacht ist. Für die Berechnung von Reaktoren ist die genaue Kenntnis der Materialkonstanten der im Reaktor verwendeten Stoffe, insbesondere deren Wirkungsquerschnitte, notwendig. Da diese Stoffwerte temperaturabhängig sind, müssen in den Berechnungen die der jeweiligen Reaktor- bzw. Neutronentemperatur entsprechenden Werte verwendet werden. Bisher wurde die Berechnung der Wirkungsquerschnitte so durchgeführt, daß über die spektrale Verteilung der Neutronengeschwindigkeit gemittelt wurde. Dieses Verfahren liefert dann brauchbare Ergebnisse, wenn die S toft'werte der im Reaktor verwendeten Materialien alle dem gleichen Gesetz bezüglich ihrer Abhängigkeit von der Neutronentemperatur folgen (z. B. dem VV-Gesetz). Bei Materialien mit davon unterschiedlichem Verhalten, wie z. B. Plutonium, genügt das übliche Mittelungsverfahren nicht mehr, da die Verteilungsfunktion der Neutronengeschwindigkeiten, insbesondere im Übergangsgebiet zwischen thermischen und epithermiseihen Neutronen, nicht genau genug berechnet werden kann. Für genaue Aussagen sind dann direkte Messungen in einem Neutro'uenfeld notwendig, das bezüglich der Verteilung der Neutronengeschwindigkeiten mit den in dem zu berechnenden Fall gegebenen Bedingungen möglichst genau übereinstimmt. Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Einrichtung ermöglichen die Herstellung eines derartigen Neutronenfeldes für Meßzwecke in Forschungsreaktoren. An die Reaktoren'spaltzonc üblicher Bauweise, z.B. wassermoderierte Plattenpakete, schließt sich eine Moderatorzone vorzugsweise aus Graphit oder Berylliumoxyd an, die mit einer Heizung versehen ist. Durch entsprechende thermische Isolation wird dafür gesorgt, daß die Wärmeverluste der geheizten Moderatorzone auch bei einigen 100° C gering bleiben. Besonders günstig im Hinblick auf Gleichmäßigkeit des Flusses und Experimentiermöglichkeiten ist es, die Spaltzone des Reaktors als zylindrischen Ring auszubilden und die heizbare Moderatorzone innerhalb dieses Ringes anzuordnen. Die für die Messung der Stoffwerte notwendigen Einrichtungen (z. B. Reaktoroszi.llator) beiinden sidh in der heizbaren Moderatorzone. In die beschriebene heizbare Moderatorzone lassen sich auch Brennstoffelemente oder Nachbildungen bzw. Teile davon .einbringen und damit die Änderung der Spalt- und Absorptionseigensc'haften (Temperaturkoeffizient) der Prüflinge in direkter Messung Einrichtung zur Beeinflussung des Energiespektrums langsamer Neutronen Anmelder: LICENTIA Patent-Verwaltungs-G. m. b. H., Hamburg 36, Hohe Bleichen 22 Dipl.-Ing. Gerhard Riesch, Frankfurt/M., ist als Erfinder genannt worden bestimmen. Dies ist ein weiterer Vorteil der Einrichtung, bisher war man auch hier auf theoretische Abschätzungen angewiesen. Eine noch bessere Simulierung der Neutronengeschwindigkeitsverteilung läßt sich erreichen, wenn zur sätziieh zur Heizbarkeit der Moderatorzone um den Prüfkörper herum eine Schicht aus anderen Materialien angebracht wird, vorzugsweise Leichtwasser oder Hydride, die auch mit verschieden absorbierenden Stoffen wie Bor oder Europium od. dgl. versetzt werden können. An Hand der Zeichnung soll die erfindungsgemäße Einrichtung näher erläutert werden, ohne sie auf diese spezielle Anwendung beschränken zu wollen. Die Figur stellt einen schematischen Längsschnitt durch einen Prüfreaktor dar. 10 ist der äußere Reflektor, 11 die ringförmige zylindrische Spaltzone, 12 die thermische Isolation, 13 die heizbare Moderatorzone (innerer Reflektor) mit den Heizspiralen 14; 15 sind die leicht auswechselbaren Einsätze für die Versuchseinrichtungen und Prüfkörper. . Paten τ λ .ν s ρ r ü c η ε :DEUTSCHES Dk invention relates to a device for influencing the energy spectrum of slow neutrons, and it consists in that the temperature of a moderator zone of a nuclear reactor is made variable with the aid of suitable means. For the calculation of reactors, precise knowledge of the material constants of the substances used in the reactor, in particular their cross-sections, is necessary. Since these physical properties are temperature-dependent, the values corresponding to the respective reactor or neutron temperature must be used in the calculations. So far, the calculation of the effective cross-sections was carried out in such a way that the spectral distribution of the neutron velocity was averaged. This method then delivers useful results when the values of the materials used in the reactor all follow the same law with regard to their dependence on the neutron temperature (e.g. the VV law). In the case of materials with different behavior, such as B. plutonium, the usual averaging method is no longer sufficient, since the distribution function of the neutron velocities, especially in the transition area between thermal and epithermal neutrons, cannot be calculated accurately enough. For precise statements, direct measurements are then necessary in a neutron field which, with regard to the distribution of the neutron velocities, corresponds as closely as possible to the conditions given in the case to be calculated. The method according to the invention and the device according to the invention make it possible to produce such a neutron field for measurement purposes in research reactors. A moderator zone, preferably made of graphite or beryllium oxide, which is provided with a heater, adjoins the reactor gap zone of the usual design, e.g. water-moderated plate packs. Appropriate thermal insulation ensures that the heat losses in the heated moderator zone remain low even at a few 100 ° C. It is particularly favorable with regard to the uniformity of the flow and the possibility of experimentation to design the gap zone of the reactor as a cylindrical ring and to arrange the heatable moderator zone within this ring. The equipment required for measuring the physical properties (e.g. reactor oscillator) is located in the heatable moderator zone. Fuel elements or replicas or parts thereof can also be introduced into the described heatable moderator zone and thus the change in the gap and absorption properties (temperature coefficient) of the test objects in direct measurement. G. m. b. H., Hamburg 36, Hohe Bleichen 22 Dipl.-Ing. Gerhard Riesch, Frankfurt / M., Has been named as the inventor. This is a further advantage of the facility, up to now one had to rely on theoretical estimates here as well. An even better simulation of the neutron velocity distribution can be achieved if, in addition to the heatability of the moderator zone, a layer of other materials is applied around the test body, preferably light water or hydrides, which are also mixed with different absorbing substances such as boron or europium or the like can. The device according to the invention is to be explained in more detail with reference to the drawing, without wishing to restrict it to this specific application. The figure shows a schematic longitudinal section through a test reactor. 10 is the outer reflector, 11 the annular cylindrical gap zone, 12 the thermal insulation, 13 the heatable moderator zone (inner reflector) with the heating coils 14; 15 are the easily exchangeable inserts for the test equipment and test specimens. . Sponsors τ λ .ν s ρ r ü c η ε:
1. Einrichtung zur Beeinflussung des Energiespektrums langsamer Neutronen in Forschungsreaktoren, dadurch gekennzeichnet, daß in einer
Moderatorzone Mittel vorgesehen sind, um die Temperatur der Moderatorzone zu variieren.1. Device for influencing the energy spectrum of slow neutrons in research reactors, characterized in that in a
Moderator zone means are provided to vary the temperature of the moderator zone.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Variierung der Temperatur
der Moderatorzone regelbare elektrische Widerstände verwendet werden.2. Device according to claim 1, characterized in that for varying the temperature
adjustable electrical resistances can be used in the moderator zone.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Mitteln zur Temperaturvariierung
vorgesehene Moderatorzone sich innerhalb einer ringförmigen Spaltzone befindet.3. Device according to claim 1 and 2, characterized in that the means for varying the temperature
intended moderator zone is located within an annular gap zone.
. ..' 909 Ε7Γ343. .. '909 Ε7Γ343
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß innerhalb der Moderatorzone mit variierbarer Temperatur eine gut moderierende
Schicht mit veränderbaren Absorptionseigenschaften (z. B. aus Leichtwasser oder aus
Hydriden mit zusätzlichen Absorbern) angeordnet ist, die einen Prüfkörper umgibt.4. Device according to claim 3, characterized in that
that within the moderator zone with variable temperature a moderating well
Layer with variable absorption properties (e.g. from light water or from
Hydrids with additional absorbers) is arranged, which surrounds a test body.
5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Moderatorzone mit
variierbarer Temperatur ein Reaktoroszillator mit ebenfalls variierbarer Temperatur angebracht ist.5. Device according to claim 3 or 4, characterized in that with in the moderator zone
variable temperature a reactor oscillator with also variable temperature is attached.
6. Einrichtung nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Isolierung der
Moderatorzone mit variierbarer Temperatur aus einem Material mit kleinem Absorptionsquerschnitt
für thermische Neutronen besteht.6. Device according to claim 3 to 5, characterized in that the thermal insulation of the
Moderator zone with variable temperature made of a material with a small absorption cross-section
for thermal neutrons.
7. Einrichtung nach Anspruch 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktorteil mit variierbarer
Temperatur aus Graphit oder Berylliumoxyd besteht.7. Device according to claim 3 to 6, characterized in that the reactor part with variable
Temperature consists of graphite or beryllium oxide.
8. Einrichtung nach Anspruch 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Mitteln zur Temperaturvariierung
versehene Moderatorzone und die darin befindlichen Versuc'hseinrichtungen sowie
die moderierenden Schichten mit veränderbaren Absorptionseigenschaften so ausgebildet und so
angeordnet sind, daß sie leicht ausgebaut werden können.8. Device according to claim 3 to 7, characterized in that the means for varying the temperature
provided moderator zone and the test facilities located therein as well as
the moderating layers with changeable absorption properties are designed in such a way and so
are arranged so that they can be easily expanded.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
1 sheet of drawings
© 909 579/343 7.59© 909 579/343 7.59