DE1225312B

DE1225312B - Kernreaktor mit einer thermischen und einer schnellen Spaltzone

Info

Publication number: DE1225312B
Application number: DEK48087A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Dr Wolf Haefele
Original assignee: KERNFORSCHUNG MIT BESCHRAENKTE; Gesellschaft fuer Kernforschung mbH
Current assignee: KERNFORSCHUNG MIT BESCHRAENKTE; Gesellschaft fuer Kernforschung mbH
Priority date: 1962-10-30
Filing date: 1962-10-30
Publication date: 1966-09-22
Also published as: BE639367A; NL299847A; LU44728A1

Description

Kernreaktor mit einer thermischen und einer schnellen Spaltzone Die Erfindung bezieht sich auf einen Kernreaktor mit einer thermischen und einer schnellen Spaltzone, die jede für sich unterkritisch, jedoch gekoppelt überkritisch sind.
Es ist bekannt, daß bei schnellen Reaktoren jede Dichteerhöhung der spaltbaren Zone (Core), z. B. durch Verringerung des Querschnitts der künstlichen Öffnungen, wie Kühlkanäle usw., schnell zu einer Steigerung der Reaktivität führt. Um nun einerseits diese Verhältnisse bei schnellen Reaktoren besser beherrschen zu können und andererseits aber auch eine größere Lebensdauer der Neutronen zu erreichen, ist es auch schon bekannt, eine unterkritische thermische und eine unterkritische schnelle Spaltzone so miteinander zu koppeln, daß sie nur in diesem Zustand kritisch werden (vgl. USA.-Patentschrift 2852456).
Bei einem derartigen Aufbau ist die Sicherheit der Kernreaktoren bereits im wesentlich höherem Maße gegeben.
Es ist weiterhin bekannt, unterhalb der Spaltzone von Kernreaktoren konstruktive Vorrichtungen anzuordnen, durch die beim Schmelzen des Kernbrennstoffs, der in seiner Gesamtheit in geschmolzenem Zustand als kompakte, von Öffnungen freie Masse überkritisch ist, der geschmolzene Kernbrennstoff dazu gebracht wird, derart auseinanderzulaufen, daß eine unterkritische Masse entsteht. Darüber hinaus können, abgesehen von der besonderen Gestaltung des Bodens des Behälters, der die Spaltzone umgibt, durch welche Gestaltung verhindert wird, daß der geschmolzene Kernbrennstoff eine kompakte Masse bilden kann, auch noch nach einem bekanntgewordenen Vorschlag die Brennelemente konstruktiv im Sinne des Verhinderns einer kompakten überkritischen Masse ausgebildet werden (vgl. »Nucleonics«, März 1958, S. 80; Mai 1958, S. 87, und »Nuclear Power«, 2, 1957, S. 329/330).
Diese vorbeschriebenen zusätzlichen Maßnahmen bedingen jedoch einen nicht unbeträchtlichen zusätzlichen technischen Aufwand.
Aufgabe der Erfindung ist es, Kernreaktoren mit einer thermischen und einer schnellen Spaltzone, die jede für sich unterkritisch, jedoch gekoppelt überkritisch sind, in einfachster Weise ohne wesentlichen Aufwand so weiterzubilden, daß auch im schwersten Havariefall, d. h. also z. B. beim Zusammenschmelzen der schnellen Kernbrennstoffmasse, eine absolute Sicherheit noch gewährleistet ist. Dies wird erfindungsgemäß dadurch sichergestellt, daß die gesamte in der schnellen Spaltzone angeordnete Masse Kernbrennstoff nur so groß gehalten ist, daß sie auch als zusamengeschmolzene kompakte, von Öffnungen freie Masse gerade noch unterkritisch ist. Bei einer derartigen Ausbildung des Kernreaktors ist ohne zusätzlichen konstruktiven Aufwand in oder unterhalb der Spaltzone eine Sicherheit gegeben, wie sie sonst für thermische Reaktorsysteme typisch ist. Es kann nunmehr der Reaktor betrieben werden, ohne daß die Gefahr der Bildung einer überkritischen Masse, etwa durch Zusammenschmelzen des schnellen Teils des Reaktors oder einer Leistungsexkursion, gegeben ist. Das hat insbesondere den Vorteil, daß die schnelle Spaltzone unbeeinflußt von zusätzlichen konstruktiven Forderungen, insbesondere bezüglich der Brennelemente, dem technischen Zweck optimal angepaßt aufgebaut werden kann.

Claims

Patentanspruch: Kernreaktor mit einer thermischen und einer schnellen Spaltzone, die jede für sich unterkritisch, jedoch gekoppelt überkritisch sind, d a -durch gekennzeichnet, daß die gesamte in der schnellen Spaltzone angeordnete Masse Kernbrennstoff nur so groß gehalten ist, daß sie auch als zusammengeschmolzene kompakte, von Öffnungen freie Masse gerade noch unterkritisch ist. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 852 456; »Nucleonics«" März 1958, S. 80; Mai 1958, S. 87; »Nuclear Power«, 2, 1957, S. 329/330.