DE1244303B

DE1244303B - Swimming pool nuclear reactor

Info

Publication number: DE1244303B
Application number: DEG29364A
Authority: DE
Inventors: Stanley Lee Koutz; Robert Boru Duffield; Robert Bernard Minogue; Harvey Prescott Sleeper Jun; Melvin Frankel
Original assignee: General Dynamics Corp
Current assignee: General Dynamics Corp
Priority date: 1958-06-25
Filing date: 1959-06-25
Publication date: 1967-07-13

Description

Schwimmbecken-Kernreaktor Die Erfindung bezieht sich auf einen Schwimmbecken-Kernreaktor mit einem im wesentlichen zylindrischen Kern, der im unteren Bereich eines sich senkrecht erstreckenden Tanks in Abstand vom Boden des Tanks angeordnet ist, mit einer Wassermenge in dem Tank, die den Hauptteil des Volumens des Tanks einnimmt, und mit Mitteln zur Kühlung des Wassers an einer Stelle oberhalb des Kerns und nächst der Seitenwand des Tanks, die gemeinsam mit dem das Wasser erhitzenden Kern das den Kern während des Betriebs des Reaktors kühlende Wasser durch Konvektion in Zirkulation versetzen, bei dem der Kern mehrere sich senkrecht erstreckende, in Abstand voneinander gehaltene Brennstoffelemente umfaßt, wobei senkrecht verlaufende Durchlässe zwischen den Brennstoffelementen vorhanden sind, bei dem ein in einem wasserdichten Gehäuse eingeschlossener ringförmiger Reflektor senkrecht zwischen dem Kern und der Seitenwand des Tanks verläuft, bei dem der Außendurchmesser des Reflektorgehäuses kleiner als der Innendurchmesser des Tanks ist, so daß ein Ringraum zwischen dem Reflektor und dem Tank frei bleibt, so daß die Zirkulation des Wassers von den Kühlvorrichtungen aus im wesentlichen nach unten durch den Ringraum, anschließend im wesentlichen radial nach innen nächst dem Boden des Tanks, anschließend im wesentlichen aufwärts durch die Durchlässe zwischen den Brennstoffelementen und anschließend im wesentlichen radial auswärts zu den Kühlvorrichtungen erfolgt. Reaktoren dieser Art sind bekannt (vgl. Proc. of the Int. Conf. an the Peaceful Uses of Atomic Energy, Vol. 3, 1955, S.59, und Krämer, Boiling Water Reactors, 1958, S. 192).Swimming Pool Nuclear Reactor The invention relates to a swimming pool nuclear reactor with a substantially cylindrical core, which is in the lower region of a vertically extending tank is arranged at a distance from the bottom of the tank, with an amount of water in the tank that occupies the majority of the volume of the tank, and with means for cooling the water at one point above the core and next the side wall of the tank, which together with the core that heats the water the water cooling the core during operation of the reactor by convection in circulation offset, in which the core several vertically extending, spaced from each other comprises supported fuel elements, with perpendicular passages between the fuel elements are present, in which one in a waterproof housing enclosed annular reflector perpendicular between the core and the side wall of the tank, in which the outer diameter of the reflector housing is smaller than is the inside diameter of the tank, leaving an annulus between the reflector and the tank remains free, allowing the circulation of water from the cooling devices from essentially down through the annulus, then essentially radially inward next to the bottom of the tank, then substantially upward through the passages between the fuel elements and then essentially takes place radially outwards to the cooling devices. Reactors of this type are known (cf. Proc. of the Int. Conf. an the Peaceful Uses of Atomic Energy, Vol. 3, 1955, 59 and Krämer, Boiling Water Reactors, 1958, 192).

Es ist auch ein Kernreaktor, umfassend einen vertikal aufgestellten Reaktortank, der mit einem flüssigen Moderator gefüllt ist, ein zentral im Tank unter dem Spiegel des flüssigen Moderators und mit Abstand vom Tankboden angebrachtes Reaktorherz sowie in vertikaler Richtung das Reaktorherz durchsetzende Kanäle bekannt, bei dem nächst den Wänden des Reaktortanks über dem Reaktorherz eine Kühlung für den flüssigen Moderator vorgesehen ist und bei dem das Reaktorherz von einem Gehäuse umschlossen ist, dessen äußere Begrenzung einen Ringraum zwischen sich und der Reaktorwandung frei läßt, und zwar derart, daß der flüssige Moderator in dem Reaktortank durch Konvektionsfluß längs der Reaktorwandung nach unten, sodann am unteren Ende des Reaktortanks in radialer Richtung nach innen, sodann durch das Reaktorherz hindurch im Zentralbereich des Reaktortanks nach oben und schließlich oberhalb des Reaktorherzens in radialer Richtung nach außen fließt (deutsche Auslegeschrift 1021515). Bei dem bekannten Reaktor ist eine Herausnahme des Reaktorherzens außerordentlich schwierig und zeitraubend, da vorher die gesamte Kühlanordnung entfernt werden muß.It is also a nuclear reactor, comprising a vertically positioned one Reactor tank, which is filled with a liquid moderator, one in the center of the tank mounted under the level of the liquid moderator and at a distance from the tank bottom Reactor heart as well as in the vertical direction the reactor heart penetrating channels known, cooling for the next to the walls of the reactor tank above the reactor heart the liquid moderator is provided and in which the reactor heart of a housing is enclosed, the outer boundary of which is an annular space between itself and the reactor wall leaves free, in such a way that the liquid moderator in the reactor tank through Convection flow down along the reactor wall, then at the lower end of the Reactor tanks in a radial direction inwards, then through the reactor heart in the central area of the reactor tank upwards and finally above the reactor heart flows outward in the radial direction (German Auslegeschrift 1021515). In which known reactor, it is extremely difficult to remove the reactor heart and time consuming since the entire cooling assembly must be removed beforehand.

Es ist endlich ein Kernreaktor mit einem mit Wasser gefüllten, vertikal aufgestellten Reaktoitank bekannt, bei welchem unter dem Wasserspiegel zentral das Reaktorherz angeordnet ist. Bei diesem Reaktor ist oberhalb des Reaktorherzens ein Wasserverteiler angeordnet, welcher den Ausbau des Reaktorherzens behindert. Außerdem ist ein oberhalb des Reaktors angeordneter besonderer Kühler erforderlich. Bei diesem bekannten Reaktor ist ein aus festem Material bestehender Reflektor vorgesehen (»AEG-Mitteilungen«, 1958, S.14, Bild 8).It's finally a nuclear reactor with a water-filled, vertical one installed Reaktoitank known, in which under the water level centrally the Reactor heart is arranged. In this reactor there is a above the reactor heart Arranged water distributor, which hinders the expansion of the reactor heart. aside from that a special cooler is required above the reactor. With this one known reactor, a reflector made of solid material is provided (»AEG-Mitteilungen«, 1958, page 14, image 8).

Es ist schließlich auch ein Kernreaktor bekannt, bei welchem eine Brennstoff und Moderator enthaltende Flüssigkeit verwendet wird, die in dem vertikal angeordneten Reaktortank umgewälzt wird. Dabei ist im unteren Bereich des Reaktortanlks ein kugelförmiges Reaktionsgefäß vorgesehen, und es ist oberhalb dieses Reaktionsgefäßes ein Ringkühler in Form einer Rohrschlange angeordnet (USA.-Patentschrift 2837476). Hier ist ein Ausbau des Reaktionsgefäßes nur nach vorherigem Ausbau des Kühlers möglich.Finally, a nuclear reactor is also known in which a liquid containing fuel and moderator is used, which liquid is circulated in the vertically arranged reactor tank. A spherical reaction vessel is provided in the lower area of the reactor tank, and a ring cooler in the form of a pipe coil is arranged above this reaction vessel (US Pat. No. 2837476). In this case, the reaction vessel can only be removed after removing the cooler beforehand.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Reflektor und die ihn umgebenden Konstruktionselemente des Reaktors derart auszubilden, daß der Reflektor leicht aus dem Reaktor herausgehoben werden kann, um etwa defekte Teile an ihm auszutauschen. Dabei soll der Reflektor in an sich bekannter Weise aus festem Material bestehen, da feste Materialien hinsichtlich ihrer nuklearen Eigenschaften günstiger sind als flüssige Materialien. Schließlich soll eine Kühlung für den Reflektor vorgesehen sein, die diesen möglichst wirksam kühlt, d. h. von beiden Seiten.The object of the invention is the reflector and the surrounding area To form structural elements of the reactor so that the reflector is light can be lifted out of the reactor in order to replace defective parts on it. The reflector should consist of solid material in a manner known per se, because solid materials are cheaper than liquid materials. Finally, cooling should be provided for the reflector be that cools it as effectively as possible, d. H. from both sides.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Reaktor dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß der Reflektor - in an sich bekannter Weise - aus festem Material besteht, daß die Kühlvorrichtungen - ebenfalls in an sich bekannter Weise - aus einer Kühlschlange bestehen und daß diese Kühlschlange einen solchen lichten Durchmesser aufweist, daß sie den Durchtritt des Reflektors durch sie hindurch ermöglicht.In the reactor mentioned at the outset, this object is achieved by that according to the invention the reflector - in a manner known per se - made of solid material consists that the cooling devices - also in a known manner - from consist of a cooling coil and that this cooling coil has such a clear diameter has that it allows the reflector to pass through it.

Der Reflektor besteht aus festem Material, da ein solcher Reflektor hinsichtlich seiner nuklearen Eigenschaften günstiger als ein aus flüssigem Material bestehender Reflektor ist. Die Kühlschlangen sind so gelagert, daß der feste Reflektor durch sie hindurchtreten kann. Dadurch wird die Konstruktion des Reaktors vereinfacht, und der Austausch defekter Teile des Reflektors wird ebenfalls vereinfacht, weil diese nach oben - an den Kühlschlangen vorbei - herausgeschoben werden können. Auch der Reflektor selbst kann, wie schon erwähnt, nach oben zwischen den Kühlschlangen aus dem Reaktor herausgezogen werden. Die Kühlschlangen sind dabei so gelagert, daß sie den Reflektor beidseitig kühlen können, wenn er eingesetzt ist-Die Figuren zeigen ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kernreaktors. Es stellt dar F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen Neutronenreaktor gemäß der Erfindung, F i g. 2 eine vergrößerte perspektivische Ansicht des Reaktorkerns und des Reflektors, wobei einzelne Teile weggeschnitten sind, damit ein Einblick in das Reaktorinnere gewährleistet ist; F i g. 3 zeigt eine vergrößerte Ansicht des in F i g. 1 dargestellten Reaktors von oben; dabei ist der Deckel des Reaktors weggenommen; F i g. 4 zeigt einen Teilschnitt nach Linie 4-4 der F i g. 3; F i g. 5 schließlich zeigt einen vergrößerten Aufriß, teilweise im Schnitt, eines Brennstoffelements, wie sie in den F i g. 1 und 2 sichtbar sind.The reflector is made of solid material, as such a reflector cheaper than one made of liquid material in terms of its nuclear properties existing reflector is. The cooling coils are positioned so that the fixed reflector can pass through it. This simplifies the construction of the reactor, and the replacement of defective parts of the reflector is also simplified because these can be pushed up - past the cooling coils - out. Even the reflector itself can, as already mentioned, go up between the cooling coils be withdrawn from the reactor. The cooling coils are positioned so that that they can cool the reflector on both sides when it is inserted - the figures show an embodiment of the nuclear reactor according to the invention. It shows F i g. 1 shows a longitudinal section through a neutron reactor according to the invention, F i g. 2 is an enlarged perspective view of the reactor core and the reflector; individual parts have been cut away to give a view of the inside of the reactor is guaranteed; F i g. 3 shows an enlarged view of the FIG. 1 shown Reactor from above; the lid of the reactor has been removed; F i g. 4 shows a partial section along line 4-4 of FIG. 3; F i g. Finally, 5 shows one enlarged elevation, partly in section, of a fuel element as shown in FIG the F i g. 1 and 2 are visible.

Der Reaktor selbst ist mit der Bezugsziffer 20 bezeichnet; er umfaßt einen Reaktorkern 21 nebst dem Boden eines Reaktortanks 22, welcher mit einer Flüssigkeit 23 gefüllt ist. Der Reaktorkern 21 schließt eine Vielzahl von Brennstoffelementen 24 ein. Innerhalb des Reaktorkerns 21 sind ferner Kontrollstabeinheiten 25 untergebracht, welche durch einen Windenmechanismus oberhalb des Reaktortanks 22 betätigt werden. Ein Reflektor 27 schließt den Reaktorkern ein. Verschiedene Unterbringungsmöglichkeiten für die Bestrahlungsproben sind vorgesehen; insbesondere ist eine bewegbare Ringplatte 28 vorgesehen, welche Strahlungsproben aufzunehmen in der Lage ist; im übrigen sind innerhalb des Reaktorkerns 21 und des Reflektors 27 an Orten verschiedenen Neutronenflusses Unterbringungsmöglichkeiten für Bestrahlungsproben ausgebildet.The reactor itself is designated by the reference number 20; he embraces a reactor core 21 next to the bottom of a reactor tank 22, which is filled with a liquid 23 is filled. The reactor core 21 includes a variety of fuel elements 24 a. Control rod units 25 are also housed within the reactor core 21, which are operated by a winch mechanism above the reactor tank 22. A reflector 27 encloses the reactor core. Various accommodation options for the irradiation samples are provided; in particular is a movable ring plate 28 is provided which is capable of receiving radiation samples; otherwise are inside the reactor core 21 and the reflector 27 at locations of different neutron fluxes Accommodation facilities for radiation samples designed.

Der Reaktortank 22 ist in einer zylindrischen Grube 30 untergebracht. Die Grube 30 ist nach einem bekannten Verfahren hergestellt und mit Beton, Stahl oder einem anderen Material ausgekleidet. In der hier dargestellten Ausführungsform ist die Auskleidung 31 der Grube aus Beton gebildet. Die Tiefe des Reaktortanks 22 hängt von der Abschirmung ab, die man durch die Flüssigkeit, welche über dem Reaktorkern 21 innerhalb des Tanks 22 steht, erreichen will. Der Durchmesser des Reaktortanks 22 ist bestimmt durch den Durchmesser des Reaktorkerns 21, die Größe des Reflektors 27 und die Abschirmung, welche man braucht, um die Neutronenaktivität auf einen gewünschten Wert an der Umgebung des Reaktortanks herabzusetzen. Der Reaktortank 22 ist vorzugsweise aus einem Material mit geringem Neutroneneinfangsquerschnitt hergestellt. Da der Reaktortank 22 für die Aufnahme von Flüssigkeit, etwa von Wasser bestimmt ist, verwendet man vorzugsweise Aluminium als Baustoff für den Reaktortank, um die Korrosionsprobleme auf ein Minimum herabzusetzen und um die Konstruktionskosten zu vermindern. Der Reaktortank weist eine zylindrische Form und eine obere Öffnung auf. Er ist so bemessen, daß er in die Grube 30 eingesetzt werden kann. Der Boden des Reaktortanks 22 befindet sich in Abstand über einer horizontalen Grundplatte 32 aus Beton, welcher den Boden der Reaktorgrube 30 bildet. Der Boden des Reaktortanks 22 ruht auf einer Plattform aus flachgewalztem, plattenförmig zugeschnittenem Aluminium 33. Die Aluminiumplatte 33 wiederum ruht auf einigen horizontal liegenden Aluminiumträgern 29. Eine poröse Füllmasse, z. B. Kies, ist in einem Ringraum 34 zwischen der Wandung des Reaktortanks 22 und der Wand der Reaktorgrube 30 eingefüllt. Sollte irgendwelches Wasser in den Ringraum 34 entweder von dem Reaktortank 22 aus oder von dem Außenraum der Betonauskleidung 31 her eindringen, so sammelt er sich in einer Kammer 35 am Boden der Reaktorgrube 30. Eine nicht eingezeichnete Saugleitung verläuft durch den Ringraum 34 nach unten in diese Kammer 35 und dient dazu, Wasser, ,welches sich sammeln sollte, abzuziehen.The reactor tank 22 is accommodated in a cylindrical pit 30. The pit 30 is made by a known method and lined with concrete, steel or other material. In the embodiment shown here, the lining 31 of the pit is made of concrete. The depth of the reactor tank 22 depends on the shielding that one wants to achieve by the liquid which is above the reactor core 21 within the tank 22. The diameter of the reactor tank 22 is determined by the diameter of the reactor core 21, the size of the reflector 27 and the shielding which is needed to reduce the neutron activity to a desired value in the vicinity of the reactor tank. The reactor tank 22 is preferably made of a material having a small neutron capture cross-section. Since the reactor tank 22 is intended to hold liquid, such as water, aluminum is preferably used as a building material for the reactor tank in order to minimize the corrosion problems and to reduce the construction costs. The reactor tank has a cylindrical shape and an upper opening. It is dimensioned so that it can be inserted into the pit 30. The bottom of the reactor tank 22 is located at a distance above a horizontal base plate 32 made of concrete, which forms the bottom of the reactor pit 30. The bottom of the reactor tank 22 rests on a platform made of flat-rolled aluminum 33 cut in the shape of a plate. B. gravel is filled in an annular space 34 between the wall of the reactor tank 22 and the wall of the reactor pit 30. Should any water penetrate into the annular space 34 either from the reactor tank 22 or from the outer space of the concrete lining 31, it collects in a chamber 35 at the bottom of the reactor pit 30. A suction line, not shown, runs through the annular space 34 downwards into this Chamber 35 and serves to draw off water that should collect.

Der Reaktortank 22 ist wie bereits ausgeführt in den Erdboden eingelassen. Der Erdboden selbst wirkt als natürliche Abschirmung des Reaktors. Demgemäß sind die Baukosten herabgesetzt, da die kostspieligen Hochbauten, die sonst für die Abschirmung ausgeführt werden müßten, vermieden sind.As already stated, the reactor tank 22 is embedded in the ground. The ground itself acts as a natural shield for the reactor. Accordingly are the construction costs are reduced because of the costly high-rise buildings that are otherwise responsible for the shielding should be carried out are avoided.

Auf einem horizontalen Absatz 36 nächst dem oberen Ausgang der Reaktorgrube 30 ist ein Windwerk 26 für die Betätigung der Kontrollstäbe vorgesehen (s. F i g. 3). Der äußere Umriß des Absatzes 36 ist quadratisch dargestellt, jedoch kommt es auf diese Umrißformen nicht an. Die Decke des Absatzes 36 befindet sich so weit über dessen Boden 37, daß die Winde 26 in ihrer ganzen Höhe unterzubringen ist.On a horizontal ledge 36 next to the upper exit of the reactor pit 30, a winch 26 is provided for actuating the control rods (see FIG. 3). The outer outline of the shoulder 36 is shown as a square, but it comes does not apply to these outlines. The ceiling of paragraph 36 is so far on the bottom 37 that the winch 26 is to be accommodated in its entire height.

Eine U-Profil-Schiene 38 ist zweckmäßig in jede der Seiten der Absatzumrandung eingelassen. Diese U-Profil-Schienen tragen einen aus zwei Teilen bestehenden über der Reaktorgrube 30 liegenden Deckel 40. Nach Wunsch kann an Stelle des Deckels 40 ein Gitter verwendet werden, so daß der Reaktor während des Betriebes optisch überwacht werden kann.A U-profile rail 38 is expedient in each of the sides of the heel border let in. These U-profile rails carry one consisting of two parts the reactor pit 30 lying Lid 40. If desired, can be in place of the lid 40 a grid can be used so that the reactor during operation can be monitored optically.

Zwei zueinander parallele, in engem Abstand liegende U-förmige Träger 41 (vgl. F i g. 4) verlaufen diametral über dem oberen Ende des Reaktortanks 22. An jedem dieser Träger 41 ist ein Winkeleisen 42 befestigt. Diese Winkeleisen dienen als Auflage für die einander zugekehrten inneren Ränder der Teile des Deckels 40. An den Trägern 40 sind ferner Klemmen 43 befestigt, an welchen wiederum Umlenkrollen 44 angebracht sind. Ein Kabel 45 läuft von den Winden 26 ausgehend zunächst annähernd horizontal nach der zugehörigen Umlenkrolle 44 und dann frei hängend in vertikaler Richtung zu der zugehörigen Kontrollstabeinheit 25.Two parallel, closely spaced U-shaped beams 41 (see FIG. 4) run diametrically above the upper end of the reactor tank 22. An angle iron 42 is attached to each of these supports 41. These angle irons are used as a support for the mutually facing inner edges of the parts of the cover 40. Furthermore, clamps 43 are attached to the carriers 40, on which in turn deflection pulleys 44 are attached. A cable 45 initially runs approximately starting from the winches 26 horizontally after the associated pulley 44 and then hanging freely in the vertical Direction to the associated control rod unit 25.

Der Reaktortank 22 umfaßt ferner einen oberen horizontalen Randflansch 46. Dieser befindet sich über dem Boden des Absatzes 36, aber unter dem Erdbodenniveau 37, so daß die Kabel 45 zwischen dem Randflansch 46 und dem Deckel 40 hindurchlaufen können.The reactor tank 22 also includes an upper horizontal rim flange 46. This is above the bottom of paragraph 36, but below ground level 37, so that the cables 45 pass between the edge flange 46 and the cover 40 can.

Der Reaktortank 22 ist mit einer Flüssigkit 23 gefüllt, welche gleichzeitig als Moderator, Kühlmittel und Abschirmung des Reaktors dient.The reactor tank 22 is filled with a liquid kit 23, which at the same time serves as moderator, coolant and shield of the reactor.

Für diesen Zweck eignet sich entweder gewöhnliches Wasser oder schweres Wasser.Either ordinary water or heavy water is suitable for this purpose Water.

Gewöhnlich sind 5 m gewöhnlichen Wassers über dem Reaktorkern 31 als Abschirmung vorgesehen. Eine derartige Abschirmung ist ausreichend. Die Verwendung von Wasser als Abschirmung gibt die Möglichkeit, die bestrahlten Proben aus dem Reaktor zu entnehmen und den Reaktorkern sowie die Kontrollstabeinheiten 25 während des Reaktorbetriebes visuell zu beobachten. Die Tiefe der Reaktorgrube 30 kann dadurch vermindert werden, daß man die zur Abschirmung verwendete Flüssigkeit 23 herabsetzt. Wollte man jedoch eine allzu große Verminderung der Tiefe anstreben, so hätte dies zur Folge, daß eine zusätzliche Blei- oder Stahlplatte für die Abschirmung der Gammastrahlen am oberen Ende der Grube 30 angebracht werden müßte.Usually 5 m of ordinary water are above the reactor core 31 as Shielding provided. Such a shield is sufficient. The usage of water as a shield gives the opportunity to remove the irradiated samples from the Remove the reactor and the reactor core and the control rod units 25 during of the reactor operation to be observed visually. The depth of the reactor pit 30 can thereby be reduced by reducing the liquid 23 used for shielding. However, if one wanted to strive for too great a reduction in depth, this would have to be the case As a result, an additional lead or steel plate for shielding the gamma rays at the upper end of the pit 30 would have to be attached.

Das Wasser 23, welches in den Reaktortank 22 gefüllt wird, muß frei von Verunreinigungen sein. Ist es von Verunreinigungen nicht frei, so besteht die Gefahr, daß die Verunreinigungen radioaktiv werden und eine Gefahr für das Bedienungspersonal bilden. Selbst dann, wenn destilliertes Wasser verwendet wird, sind Verunreinigungen noch nicht ganz ausgeschlossen. Es können Korrosionsprodukte und Brennstoffteilchen und andere Teilchen in das Wasser gelangen. Um diese zu beseitigen, verwendet man ein Entmineralisierungsgerät und einen Filter. Diese Teile sind jedoch nicht eingezeichnet.The water 23 which is filled into the reactor tank 22 must be free be of impurities. If it is not free from impurities, there is There is a risk that the contaminants will become radioactive and a danger to the operating personnel form. Even if distilled water is used, there are impurities not yet completely ruled out. Corrosion products and fuel particles can occur and other particles get into the water. To eliminate this one uses a demineralizer and a filter. However, these parts are not shown.

All die verschiedenen Bauteile innerhalb des Reaktortanks sind vorzugsweise aus nichtrostenden Baustoffen hergestellt, die gegenseitig verträglich sind und einen geringen Neutroneneinfangsquerschnitt aufweisen. So z. B. aus Aluminium oder rostfreiem Stahl.All of the various components within the reactor tank are preferred made of rustproof building materials that are mutually compatible and have a small neutron capture cross-section. So z. B. made of aluminum or stainless steel.

Innerhalb des unteren Teils des Reaktortanks 22 ist der Reaktorkern 21 untergebracht. Dieser hat die allgemeine Form eines aufrecht stehenden Kreiszylinders und besteht aus einem Gitter von vertikalen Brennstoffelementen 24, welche durch obere und untere Gitterplatten 47 und 48 in Abstand voneinander gehalten werden (s. F i g. 2). Nach F i g. 5 ist jedes der Brennstoffelemente 24 von einem länglichen, geschlossenen, zylindrischen Rohr 50 gebildet. An den Enden des Rohres 50 sind Halterungsglieder 51 und 52 angebracht, welche für die Halterung im Boden und die Halterung an der Decke des Reaktorkerns bestimmt sind. Die Halterungsglieder sind dicht in das Rohr 50 eingeschweißt. Das Deckenhalterungsglied 51 umfaßt einen unteren zylindrischen Abschnitt 53, welcher in das obere Ende des zylindrischen Rohrs 50 eingesetzt und festgeschweißt ist und einen zentralen, nach oben stehenden zylindrischen Zapfen 54 mit einer Ringnut 55 nächst seinem oberen Ende. Die Ringnut 55 ist für den Eingriff eines Beschickungs- und Entnahmegeräts bestimmt, welches die Brennstoffelemente 24 in den Reaktorkern 21 einführt und aus diesem entnimmt. Ein Distanzelement 57 ist am unteren Ende des Zapfens 54 angebracht und bildet zwischen sich Durchgänge für die Strömung der Flüssigkeit 23 welche die obere Gitterplatte 47 durchsetzt. Außerdem verhindern die Distanzelemente ein Wackeln der Brennstoffelemente 24 in dem Gitter. Die Distanzelemente 47 sind in ihrem Querschnitt dreieckig und weisen abgerundete Kanten auf.Inside the lower part of the reactor tank 22, the reactor core 21 is accommodated. This has the general shape of an upright circular cylinder and consists of a grid of vertical fuel elements 24 which are held at a distance from one another by upper and lower tie plates 47 and 48 (see FIG. 2). According to FIG. 5, each of the fuel elements 24 is formed by an elongated, closed, cylindrical tube 50. At the ends of the tube 50, mounting members 51 and 52 are attached, which are intended for mounting in the floor and for mounting on the ceiling of the reactor core. The support members are welded tightly into the pipe 50. The ceiling support member 51 includes a lower cylindrical portion 53 which is inserted and welded into the upper end of the cylindrical tube 50 and a central, upstanding cylindrical pin 54 with an annular groove 55 near its upper end. The annular groove 55 is intended for the engagement of a loading and unloading device which introduces the fuel elements 24 into the reactor core 21 and removes them therefrom. A spacer element 57 is attached to the lower end of the pin 54 and forms between them passages for the flow of the liquid 23 which passes through the upper grid plate 47. In addition, the spacer elements prevent the fuel elements 24 from wobbling in the grid. The spacer elements 47 are triangular in cross section and have rounded edges.

Das Bodenhalterungsglied 52 umfaßt einen oberen zylindrischen Abschnitt 60, welcher in das Rohr 50 eingesetzt und in diesem festgeschweißt ist und einen zentral nach unten reichenden zylindrischen Zapfen 58. Eine konisch verjüngte Schulter 61 ist am unteren Ende des zylindrischen Zapfens 58 ausgebildet. Diese Schulter 61 trägt das Gewicht des Brennstoffelementes 24, in dein sie sich gegen die untere Gitterplatte 48 abstützt. An die konische Schulter 61 schließt sich ein zylindrischer Stift 62 an, welcher das Brennstoffelement 24 in die zugehörige Durchbrechung des Gitters einführt.The floor support member 52 includes an upper cylindrical portion 60, which is inserted into the tube 50 and welded into this and one centrally downwardly reaching cylindrical pin 58. A conically tapered shoulder 61 is formed at the lower end of the cylindrical pin 58. That shoulder 61 carries the weight of the fuel element 24, in which it is against the lower Grid plate 48 is supported. A cylindrical shoulder connects to the conical shoulder 61 Pin 62, which the fuel element 24 in the associated opening of the Introduces grid.

Der zentrale Teil des zylindrischen Rohrs 50 eines jeden Brennstoffelementes 24 ist mit einem festen Körper 63 aus homogenem Brennstoffmoderatorgemisch erfüllt; der Brennstoff ist ein durch thermische Neutronen spaltbarer Stoff, etwa Uran 233, Uran 235 oder Plutonium 239 der feste Moderator Zirkoniumhydrid, Beryllium, Berylliumoxyd oder Graphit; ferner ist in dem festen Körper ein Stoff enthalten, welcher eine große Anzahl hoher Resonanzbänder in überthermischen Energiebereichen aufweist, z. B. Uran 238 oder Thorium 232.The central part of the cylindrical tube 50 of each fuel element 24 is filled with a solid body 63 of homogeneous fuel moderator mixture; the fuel is a substance that can be fissioned by thermal neutrons, such as uranium 233, Uranium 235 or Plutonium 239 the solid moderator zirconium hydride, beryllium, beryllium oxide or graphite; Furthermore, a substance is contained in the solid body, which one has a large number of high resonance bands in super-thermal energy ranges, z. B. Uranium 238 or Thorium 232.

Jedes Brennstoffelement 24 enthält außerdem vorzugsweise ein brennbares Gift, etwa Samariumoxyd. Dieses Gift kann in Form von Samariumoxyd-Aluminium-Platten 64 vorliegen, welche an den Enden des zentralen Körpers 63 des Brennstoffelementes 24 untergebracht sind.Each fuel element 24 also preferably includes a combustible one Poison, such as samarium oxide. This poison can be in the form of samarium oxide aluminum plates 64 are present, which at the ends of the central body 63 of the fuel element 24 are housed.

Die oberen und unteren Teile des zylindrischen Rohrs 50 des Brennstoffelementes 24 sind vorzugsweise von reflektierenden und moderierenden Stoffen erfüllt. Diese Stoffe liegen ebenfalls in Form fester Körper vor. Es handelt sich etwa um Beryllium, Beryiliumoxyd oder Graphit.The upper and lower parts of the cylindrical tube 50 of the fuel element 24 are preferably met by reflective and moderating substances. These Substances are also in the form of solid bodies. It is about beryllium, Berylium oxide or graphite.

Ein Brennstoffelement, welches sich im Betrieb besonders gut geeignet hat bestand aus einem aktiven Teil von 35 mm Durchmesser und 355 mm Länge; dieser aktive Teil bestand aus einer Legierung von Uran und Zirkoniumhydrid mit einem Gehalt von 8 % Uran, welches auf 20 % Uran 235 angereichert war, und 92 Gewichtsprozent Zirkoniumhydrid, in dem das Verhältnis der Wasserstoffatome zu .den Zirkoniumatomen ungefähr 1,0 betrug. An jedem Ende des Rohrs waren Graphitkörper von ungefähr 100 mm Länge angebracht. In dem Reaktorkern waren sechsundfünfzig dieser Brennstoffelemente vorhanden.A fuel element that is particularly suitable in operation consisted of an active part 35 mm in diameter and 355 mm in length; this active part consisted of an alloy of uranium and zirconium hydride with a content of 8% uranium, which was enriched to 20% uranium 235, and 92 weight percent Zirconium hydride, in which the ratio of the hydrogen atoms to the zirconium atoms was approximately 1.0. Everyone The ends of the tube were graphite bodies approximately 100 mm long. There were fifty-six of these in the reactor core Fuel elements present.

Wie aus den F i g.1 und 2 hervorgeht, erstrecken sich die Brennstoffelemente 24 des Reaktorkerns 21 in vertikaler Richtung. Sie sind etwa gleichmäßig auf konzentrischen Kreisen angeordnet.As can be seen from FIGS. 1 and 2, the fuel elements extend 24 of the reactor core 21 in the vertical direction. They are roughly evenly on concentric Arranged in circles.

Der dargestellte Reaktor sieht Unterbringungsmöglichkeiten für achtundsechzig Brennstoffelemente 24 vor. Die von Brennstoffelementen nicht besetzten Unterbringungsmöglichkeiten sind von Blindelementen besetzt, die in ihrer äußeren Form den Brennstoffelementen 24 ähnlich sind. Die Blindelemente sind im wesentlichen von reflektierendem Stoff, etwa von Graphit erfüllt. Die Zahl der Brennstoffelemente 24 im Verhältnis zur Zahl der Blindelemente kann variieren, je nach der Bauart und den Dimensionen des Reaktors und nach der speziellen Anordnung der Brennstoffelemente 24 in dem Reaktorkern.The reactor shown provides accommodation for sixty-eight Fuel elements 24 before. The accommodation facilities not occupied by fuel elements are occupied by dummy elements, which in their external form correspond to the fuel elements 24 are similar. The dummy elements are essentially made of reflective material, filled with graphite. The number of fuel elements 24 in relation to the number the dummy elements can vary depending on the design and dimensions of the reactor and according to the specific arrangement of the fuel elements 24 in the reactor core.

Die Brennstoffelemente 24 werden, wie bereits ausgeführt, innerhalb des Reaktorkerns 21 in Abstand voneinander durch zwei übereinander angeordnete perforierte Gitterplatten 47 und 48 gehalten. Die Gitterplatten 47 und 48 sind in ihrem Abstand so eingestellt, daß dann wenn die konisch verjüngte Schulter 61 der Brennstoffelemente 24 auf der unteren Gitterplatte 48 aufliegt, die obere Gitterplatte 47 gerade von dem Distanzelement 57 des Brennstoffelementes 24 durchsetzt wird.The fuel elements 24 are, as already stated, within of the reactor core 21 at a distance from one another by two perforated one above the other Grid plates 47 and 48 held. The grid plates 47 and 48 are spaced apart adjusted so that when the tapered shoulder 61 of the fuel elements 24 rests on the lower grid plate 48, the upper grid plate 47 straight from the spacer element 57 of the fuel element 24 is penetrated.

Die untere Gitterplatte 48 weist eine Vielzahl von kreisförmigen Durchbrechungen 66 auf (s. F i g. 5). Die Mittelpunkte dieser kreisförmigen Durchbrechungen liegen auf zueinander konzentrischen Kreisen und sind mit konischen Ansenkungen versehen, so daß die konischen Schultern 61 in diese konischen Ansenkungen zu liegen kommen und außerdem eine gute Einführungsmöglichkeit für den Stift 62 in die Durchbrechungen geschaffen ist. Die Durchbrechungen 66 sind in solchem Abstand voneinander angeordnet, daß bei zusammengestelltem Reaktorkern annähernd 35 0!o des Herzvolumens von Wasser erfüllt sind. Die untere Gitterplatte 48 schließt eine Vielzahl von Durchbrechungen 59 ein, welche den Durchtritt von Wasser in das Innere des Reaktorkerns 21 gestatten.The lower grid plate 48 has a plurality of circular openings 66 (see Fig. 5). The centers of these circular openings lie on concentric circles and are provided with conical countersinks, so that the conical shoulders 61 come to lie in these conical countersinks and also a good possibility of introducing the pin 62 into the openings is created. The openings 66 are arranged at such a distance from one another that that with the reactor core assembled, approximately 35% of the cardiac volume of water are fulfilled. The lower tie plate 48 closes a plurality of openings 59, which allow the passage of water into the interior of the reactor core 21.

Die obere Gitterplatte 47 weist ebenfalls kreisförmige Durchbrechungen 67 auf. Diese Durchbrechungen fluchten mit den Durchbrechungen 66 der unteren Gitterplatte 48. Der Durchmesser der Durchbrechungen 67 in der oberen Gitterplatte 47 ist so gewählt, daß die Distanzelemente 57 der Brennstoffelemente 24 in diesen Durchbrechungen gleiten können. Wie aus F i g. 5 hervorgeht, ist der Durchmesser des Rohrkörpers 50 des Brennstoffelementes 24 etwas geringer als der Durchmesser der Durchbrechungen 67, so daß die Brennstoffelemente 24 leicht durch die Durchbrechungen 67 hindurchgehen. Das ganze Gewicht der Brennstoffelemente 24 ruht also auf der unteren Gitterplatte 48, während die obere Gitterplatte 47 nur die Aufgabe hat, die Brennstoffelemente 24 seitlich in Abstand voneinander zu halten.The upper grid plate 47 also has circular openings 67 on. These openings are aligned with the openings 66 in the lower tie plate 48. The diameter of the perforations 67 in the upper tie plate 47 is like this chosen that the spacer elements 57 of the fuel elements 24 in these openings can slide. As shown in FIG. 5 is the diameter of the tubular body 50 of the fuel element 24 is somewhat smaller than the diameter of the openings 67, so that the fuel elements 24 easily pass through the openings 67. The entire weight of the fuel elements 24 thus rests on the lower tie plate 48, while the upper tie plate 47 only has the task of holding the fuel elements 24 to be kept at a distance from one another at the sides.

Die Gitterplatten 47 und 48 haben kreisförmigen Umriß. Die untere Gitterplatte 48 ist in ihrem Durchmesser etwas kleiner als der Innendurchmesser des Reflektors 27 und ruht auf Winkeleisen 68, welche von der unteren Begrenzungsfläche des Reflektors ausgehend radial nach innen und nach unten vorstehen. Die obere Gitterplatte 47 weist einen etwas größeren Durchmesser auf als der Innendurchmesser des Reflektors 27 und ruht auf nicht eingezeichneten Auflagerelementen, welche an der Deckfläche des Reflektors 27 befestigt sind. Jede der Gitterplatten 47 und 48 weist einundneunzig Durchbrechungen auf; achtundsechzig dieser Durchbrechungen dienen der Aufnahme von Brennstoffelementen. Wie bereits gesagt, sind in die von Brennstoffelementen nicht besetzten Plätze Blindelemente eingesetzt. Im allgemeinen sind die Brennstoffelemente nahe dem Zentrum des Reaktorkerns angeordnet, während die Blindelemente an der Außenseite des Reaktorkerns 21 liegen. Die verbleibenden Durchbrechungen 67 dienen der Aufnahme von Kontrollstabeinheiten 25 und Bestrahlungsrohren. Die Zahl der Kontrollstabeinheiten 25 und der Bestrahlungsrohre hängt von der Reaktorbauart ab und kann in weiten Grenzen variieren.The grid plates 47 and 48 are circular in outline. The lower one Grid plate 48 is slightly smaller in diameter than the inner diameter of the reflector 27 and rests on angle iron 68, which from the lower boundary surface of the reflector protrude radially inwards and downwards. The upper grid plate 47 has a slightly larger diameter than the inner diameter of the reflector 27 and rests on support elements, not shown, which are on the top surface of the reflector 27 are attached. Each of the grid plates 47 and 48 has ninety-one Breakthroughs on; sixty-eight of these breakthroughs are used to accommodate Fuel elements. As already said, in those of fuel elements are not occupied places dummy elements used. In general, the fuel elements are placed near the center of the reactor core, while the dummy elements on the outside of the reactor core 21 lie. The remaining openings 67 are used for receiving of control rod units 25 and irradiation tubes. The number of control rod units 25 and the irradiation tubes depends on the type of reactor and can be used within wide limits vary.

In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei Kontrollstabeinheiten in symmetrischer Anordnen gezeigt. Jede dieser Kontrolllstabeinheiten 25 umfaßt einen eigentlichen Kontrollstab; die Kontrollstäbe sind so ausgelegt, daß sie innerhalb des Reaktors verschiedene Funktionen ausüben können. Einer der Kontrollstäbe ist ein sogenannter Grobregelstab, welcher der Grobregelung des Reaktors dient. Dieser Grobregelstab hat ein ziemlich großes Reaktivitätsäquivalent. Ein weiterer Kontrollstab dient als sogenannter Feinregelstab der Reaktivität. Er weist ein geringes Reaktivitätsäquivalent auf. Sowohl der Grobregelstab als auch der Feinregelstab haben ein Reaktivitätsäquivalent, welches groß genug ist, um den Reaktor stillzulegen. Ein dritter Regelstab mit einem großen Reaktivitätsäquivalent einem Äquivalent, das etwa gleich demjenigen des Grobregelstabes ist, wird als sogenannter Sicherheitsstab verwendet. Sein Reaktivitätsäquivalent muß groß genug sein, um den Reaktor stillzulegen und wird dazu verwendet, um in den Reaktor im Fall der Gefahr schnell eingeschossen zu werden.In the embodiment shown here, there are three control rod units shown in symmetrical arrangement. Each of these control bar units 25 is comprised an actual control rod; the control rods are designed so that they are within of the reactor can perform various functions. One of the control bars is a so-called coarse control rod, which is used for the coarse control of the reactor. This Rule staff has a fairly large reactivity equivalent. Another control stick serves as a so-called fine control rod for reactivity. It has a low reactivity equivalent on. Both the coarse control rod and the fine control rod have a reactivity equivalent, which is big enough to shut down the reactor. A third rule stick with one large reactivity equivalent to an equivalent approximately equal to that of the coarse rule stick is used as a so-called safety bar. Its reactivity equivalent must be large enough to shut down the reactor and is used to feed in the reactor in the event of danger of being shot in quickly.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die drei Kontrollstabeinheiten 25 ihrem Aufbau nacheinander gleich; abweichend ist bei ihnen nur die Menge des enthaltenen Absorptionsmaterials. In F i g. 2 erkennt man, daß jede der Kontrollstabeinheiten 25 einen Kontrollstab 69 enthält, welcher Neutronenabsorptionsmaterial einschließt. Beispielsweise ist Borkarbid in den Kontrollstäben enthalten. Die Kontrollstäbe sind in einem äußeren Aluminiumführungsrohr 70 geführt. Die Kontrollstabeinheiten 25 sind symmetrisch in dem Reaktorkern 21 untergebracht und werden durch die obere Gitterplatte 47 getragen und durch die untere Gitterplatte 48 am Wackeln verhindert.In the illustrated embodiment, the three are control rod units 25 their structure is the same one after the other; they only differ in the amount of contained absorbent material. In Fig. 2 it can be seen that each of the control rod units 25 contains a control rod 69 which includes neutron absorbing material. For example, boron carbide is included in the control bars. The control rods are guided in an outer aluminum guide tube 70. The control rod units 25 are symmetrically housed in the reactor core 21 and are through the upper Supported grid plate 47 and prevented by the lower grid plate 48 from wobbling.

Jedes der aus Aluminium hergestellten Führungsrohre 70 ist in eine der Durchbrechungen 67 der oberen Gitterplatte 47 eingesetzt und in dieser befestigt. Außerdem weist jedes der Führungsrohre 70 ein unteres Endstück von verringertem Durchmesser auf, welches in eine Durchbrechung 66 der unteren Gitterplatte 48 eingesetzt ist. Die Führungsrohre 70 sind perforiert, so daß sie flüssiges Füllmittel (Wasser) an die Kontrollstäbe 69 herankommen lassen. Die Führungsrohre sind so weit über den Reaktorkern 21 heraus nach oben gezogen, daß die unteren Enden der Kontrollstäbe 69 vollständig aus dem Reaktorkern 21 herausgezogen werden können.Each of the guide tubes 70 made of aluminum is inserted into one of the openings 67 in the upper tie plate 47 and fastened therein. In addition, each of the guide tubes 70 has a lower end piece of reduced diameter which is inserted into an opening 66 in the lower tie plate 48. The guide tubes 70 are perforated so that they allow liquid filler (water) to reach the control rods 69. The guide tubes are pulled upward beyond the reactor core 21 so that the lower ends of the control rods 69 can be pulled completely out of the reactor core 21.

Es kann auch im Zentrum des Reaktorkerns 21 eine Kontrollstabeinheit 25 untergebracht werden. In der dargestellten Ausführungsform ist jedoch eine rohrförmige Bestrahlungskapsel 111 untergebracht. Sie durchläuft in vertikaler Richtung die zentrale Durchbrechung der unteren Gitterplatte 48 und der oberen Gitterplatte 47 und reicht durch den Reaktortank 22 hindurch bis an dessen oberes Ende, wo sie fest an den U-Profil-Trägern 41 befestigt ist. Die Kapsel 111 befindet sich somit im Punkte größten Neutronenflusses in dem Reaktor. Die Kapsel 111 eignet sich für Isotopenherstellung, Reaktorschwingungsexperimente und Gefahrkoeffizientenmessungen.A control rod unit 25 can also be accommodated in the center of the reactor core 21. In the embodiment shown, however, a tubular radiation capsule 111 is accommodated. It passes through the central opening in the lower grid plate 48 and the upper grid plate 47 in the vertical direction and extends through the reactor tank 22 to its upper end, where it is firmly attached to the U-profile girders 41. The capsule 111 is thus located at the point of greatest neutron flux in the reactor. The capsule 111 is suitable for isotope production, reactor vibration experiments and risk coefficient measurements.

In der dargestellten Ausführungsform wird jeder der Kontrollstäbe 69 in den Reaktorkern 21 durch ein Windwerk 26 eingeführt und aus dem Reaktorkern auch wieder entfernt. Es könnten zu diesem Zwecke natürlich aber auch andere Geräte vorgesehen sein.In the illustrated embodiment, each of the control bars 69 is introduced into the reactor core 21 by a winch 26 and out of the reactor core also removed again. Of course, other devices could also be used for this purpose be provided.

Der Reaktorkern 21 befindet sich in zentraler Stellung innerhalb des Reflektors 27. Der Reflektor 27 kann aus jedem Material erstellt sein, welches gute Streueigenschaften und geringen Neutronenabsorptionsquerschnitt besitzt, etwa aus Graphit, Beryllium oder Berillyumoxyd. In der dargestellten Ausführungsform ist der Reflektor aus einer Vielzahl von Graphitformblöcken 122 zusammengestellt. Die Form des Reflektors ist zylindrisch.The reactor core 21 is in a central position within the reflector 27. The reflector 27 can be made of any material which has good scattering properties and a low neutron absorption cross-section, such as graphite, beryllium or beryllium oxide. In the embodiment shown, the reflector is composed of a multiplicity of graphite shaped blocks 122 . The shape of the reflector is cylindrical.

Er ist in einem wasserdichten Kanister 123 vollständig eingeschlossen.It is completely enclosed in a watertight canister 123.

Der Durchmesser des Reaktortankes 22 ist wesentlich größer als der Außendurchmesser des Reflektors 27. Auf diese Weise ist ein Ringraum zwischen dem Reaktortank 22 und dem Reflektor 27 gebildet. Dieser Ringraum vergrößert, wenn er mit Wasser gefüllt ist, den in dem Reflektor 27 zur Verfügung stehenden Neutronenfluß, obwohl der eigentliche Reflektor auf kleinstmögliche Größe ausgelegt sein kann. Im übrigen erleichtert der Ringraum die Einbringung und Entnahme des Reflektors 27 in den Reaktortank.The diameter of the reactor tank 22 is much larger than that Outer diameter of the reflector 27. In this way, there is an annular space between the Reactor tank 22 and the reflector 27 are formed. This annulus enlarges when he is filled with water, the neutron flux available in the reflector 27, although the actual reflector can be designed to be as small as possible. In addition, the annular space facilitates the introduction and removal of the reflector 27 in the reactor tank.

Die Graphitblöcke 122 sind in den wasserdichten Kanister 123 so eingeschlossen, daß kein Wasser indas Reflektormaterial eindringen und dadurch den Reaktor in seiner Wirksamkeit herabsetzen könnte. Ausnehmungen 124, 125 und 126 in dem Reflektor 27 bilden Unterbringungsmöglichkeiten für zu bestrahlende Proben.The graphite blocks 122 are enclosed in the waterproof canister 123 so that that no water penetrates into the reflector material and thereby the reactor in its Could reduce effectiveness. Recesses 124, 125 and 126 in the reflector 27 provide accommodation for samples to be irradiated.

In der dargestellten Ausführungsform ist der Kanister 123, welcher vorzugsweise aus geschweißtem Aluminiumblech hergestellt ist, von einer unteren hohlzylindrischen oder scheibenförmigen Platte 127, einer oberen Platte 128, einer inneren Rohrwand 130 ; und einer äußeren Rohrwand 131 gebildet. Die obere Platte 128 ist durch eine ringförmige Ausnehmung 124 unterbrochen, welche eine bewegliche Ring-Scheibe 28 aufnimmt. Die Ausnehmung 124 reicht annähernd bis zur halben axialen Ausdehnung in den i Reflektor 27 hinein. Die verschiedenen Wandteile der ringförmigen Ausnehmung 124 sind aus Aluminiumplatten gebildet, welche untereinander und mit der Deckplatte 128 des Kanisters verschweißt sind.In the illustrated embodiment, the canister 123 is which is preferably made of welded aluminum sheet, from a lower one hollow cylindrical or disc-shaped plate 127, an upper plate 128, a inner tube wall 130; and an outer pipe wall 131 is formed. The top plate 128 is interrupted by an annular recess 124, which is a movable Ring washer 28 receives. The recess 124 extends approximately up to half the axial Expansion into the reflector 27. The various wall parts of the annular Recess 124 are formed from aluminum plates, which with each other and with the top plate 128 of the canister are welded.

Bevor die verschiedenen Teile des Kanisters 123 t zusammengestzt werden, werden die Graphitblöcke 122 in den Kanister 123 eingeschichtet, so daß sie diesen Kanister vollständig erfüllen. Die Auflagerelemente, auf denen die obere und die untere Gitterplatte 47 bzw. 48 ruhen, sind an den oberen und unteren Begrenzungsplatten 128 bzw. 127 des Kanisters 123 befestigt.Before putting the various parts of the 123 t canister together, the graphite blocks 122 are layered in the canister 123 so that they Fully fill the canister. The support elements on which the upper and the Resting lower tie plate 47 and 48, respectively, are on the upper and lower boundary plates 128 or 127 of the canister 123 attached.

An der unteren Begrenzungsplatte des Kanisters 123 sind zwei zueinander parallele Träger 133, beispielsweise U-Profil-Träger, aus Aluminium angebracht (s. F i g. 1). Unter Umständen können Querglieder, wie die Aluminiumstreifen, welche eingezeichnet sind, zwischen den Trägern 133 vorgesehen sein. Die Enden der Träger 133 reichen über den Umriß des Kanisters 123 hinaus, und an jedem dieser Enden ist eine Nivellierungsschraube 134 angebracht, um den Reflektor 27 in die richtige Lage gegenüber dem Boden des Reaktortankes 22 zu bringen. Jede der Nivellierungsschrauben 134 weist einen runden Kopf und einen Gewindeabschnitt sowie ein hexagonales Angriffsglied auf. Die Nivellierungsschrauben 134 sind in Gewindebohrungen der unteren Flansche der Träger 133 eingeschraubt. Sie sind in ihrer jeweiligen Stellung durch Sperrglieder gesperrt, etwa durch Schraubenmuttern, welche zur Sicherung auf die Gewindeabschnitte aufgeschraubt sind. An den Enden der Träger 133 sind ferner Ohren angebracht, welche zum Heben und Senken des Reflektors 27 innerhalb des Reaktortankes 22 dienen. Die Anzahl, die Größe und die Form der Unterbringungsmöglichkeiten für Strahlungsproben in dem Reaktor kann nach Belieben gewählt werden. Hier sind nur einige Beispiele dargestellt.On the lower delimitation plate of the canister 123 are two to each other parallel beams 133, for example U-profile beams, made of aluminum (see Fig. F i g. 1). Under certain circumstances, cross members, such as the aluminum strips, which are shown, be provided between the carriers 133. The ends of the beams 133 extend beyond the outline of canister 123, and is at each of those ends a leveling screw 134 is attached to the reflector 27 in the correct position to bring to the bottom of the reactor tank 22. Each of the leveling screws 134 has a round head and a threaded section and a hexagonal engaging member on. The leveling screws 134 are in threaded holes in the lower flanges the carrier 133 is screwed in. They are in their respective position by locking members locked, for example by nuts, which are used to secure the threaded sections are screwed on. At the ends of the beams 133 ears are also attached, which serve to raise and lower the reflector 27 within the reactor tank 22. the Number, size and shape of the storage facilities for radiation samples in the reactor can be chosen at will. Here are just a few examples shown.

Es ist eine pneumatisch betätigte Röhre 135 vorgesehen. Daneben findet sich die bewegliche Ringscheibe 28 mit den an ihr befestigten zu bestrahlenden Proben, weiter eine Ausnehmung 126 für die Be-Strahlung von Stoffen mit hoher Absorption thermischer Neutronen und ein ziemlich großer quaderförmiger Behälter 132. Letzterer ist in einer Ausnehmung 125 untergebracht und ist zur Aufnahme von zu bestrahlenden Proben unregelmäßiger Größe und Form bestimmt.A pneumatically operated tube 135 is provided. Next to it takes place the movable annular disk 28 with the samples to be irradiated attached to it, furthermore a recess 126 for the radiation of substances with high absorption thermal neutrons and a fairly large cuboid container 132. The latter is housed in a recess 125 and is used to accommodate to be irradiated Specimens of irregular size and shape determined.

Die rotierende Ringscheibe 28 ist in einem wasserdichten Gehäuse 145 untergebracht und trägt eine Vielzahl von Behältern 141, welche unter einem flachen Ring 142 angeordnet sind. Die Behältnisse 141 dienen der Aufnahme von Strahlungsprobenbechern 143 und sind über ein Beschickungs- und Entnahmerohr 154 zugänglich, welches sich, von dem Gehäuse 145 ausgehend, nach oben erstreckt. Es ist auch ein Antrieb vorgesehen, um die Ringscheibe 28 gegenüber dem Beschickungs- und Entnahmerohr 145 zu verdrehen. Dieser Antrieb befindet sich außerhalb des Reaktors und ist über eine Transmission an die Ringscheibe 28 angeschlossen. Die Transmission verläuft durch ein Rohr 166, welches, von dem Gehäuse 145 ausgehend, durch den Reaktortank hindurchgeführt ist. Zusätzlich ist eine Winde 207 vorgesehen, welche dazu dient, die Aufnahmebecher für zu bestrahlende Proben 143 durch das Rohr 154 nach der Ringscheibe hin und von dieser weg zu transportieren.The rotating ring disk 28 is housed in a watertight housing 145 and carries a plurality of containers 141 which are arranged under a flat ring 142. The containers 141 serve to hold radiation sample beakers 143 and are accessible via a loading and unloading tube 154 which, starting from the housing 145, extends upwards. A drive is also provided in order to rotate the annular disk 28 with respect to the loading and unloading tube 145. This drive is located outside the reactor and is connected to the annular disk 28 via a transmission. The transmission runs through a tube 166 which, starting from the housing 145 , is passed through the reactor tank. In addition, a winch 207 is provided which serves to transport the receiving cups for samples to be irradiated 143 through the tube 154 towards and away from the annular disk.

Um die in dem Reaktor erzeugte Wärme abzuführen, läßt man Kühlwasser 23 in natürlichem Kreislauf an den Brennstoffelementen 24 vorbeiströmen. Das Wasser 23 wird durch eine Kühlschlange 253 gefüllt, welche in der Nähe der Wandung des Reaktortanks 22 über dem Reaktorkern 21 untergebracht ist. Die Kühlschlange 253 ist ein Teil eines Dampfkompressionskühlsystems. Das Kühlsystem umfaßt einen motorisch getriebenen Verdichter, in welchem das Kühlmittel verdichtet wird, und außerdem einen luftgekühlten Kondensator sowie die Kühlschlange 253. Der Verdichter und der Kondensator sind bekannt und brauchen nicht beschrieben zu werden.Cooling water is allowed to dissipate the heat generated in the reactor 23 flow past the fuel elements 24 in a natural cycle. The water 23 is filled by a cooling coil 253, which is located near the wall of the Reactor tank 22 is housed above the reactor core 21. The cooling coil 253 is part of a vapor compression refrigeration system. The cooling system includes a motor-driven compressor in which the coolant is compressed, and also an air-cooled condenser and cooling coil 253. The compressor and the capacitor are known and need not be described.

Die Kühlschlange 253 ist von dem Reaktorkern 21 weit genug entfernt, so daß der Neutronen- und Gammastrahlungsfluß des Reaktorkerns keine wesentliche Aktivierung oder Zersetzung des Kühlmittels mit sich bringt. Vorzugsweise hat die Kühlschlange 253 die Form eines Toroids mit einer Vielzahl von Windungen, welche übereinander angeordnet sind und einen gemeinsamen Zufluß und einen gemeinsamen Abfluß aufweisen. Das Toroid hat einen Innendurchmesser von solcher Größe, daß die drehbare Ringscheibe 28, die Kontrollstabeinheiten 25, der Reaktorkern 21 und der Re$ektor 27 entnommen werden können, ohne daß die Kühlschlangen selbst entnommen werden müssen. Befestigt ist die Kühlschlange am oberen Ende des Reaktortanks 22 durch Hängeglieder, welche nicht eingezeichnet sind.The cooling coil 253 is far enough away from the reactor core 21 that so that the neutron and gamma ray flux of the reactor core is not substantial Activation or decomposition of the coolant brings with it. Preferably the Cooling coil 253 has the shape of a toroid with a plurality of turns, which are arranged one above the other and have a common inflow and a common Have drain. The toroid has an inner diameter of such a size that the rotatable washer 28, the control rod units 25, the reactor core 21 and the Re $ ector 27 can be removed without removing the cooling coils themselves Need to become. The cooling coil is attached to the upper end of the reactor tank 22 by hanging links, which are not shown.

Im Betrieb findet der Kreislauf des Wassers 23 in folgender Weise statt: An der Wand des Reaktortankes 22 ist die Strömung nach abwärts gerichtet, und zwar ausgehend von dem Bereich der Kühlschlange 253 hinab bis zu dem Boden des Reaktortankes 22. Im Reaktorkern 21 findet eine Strömung nach oben statt, welche sodann zurückführt in den Bereich der Kühlschlange 253. Die untere Gitterplatte 48 des Kerns 21 ist durch eine Vielzahl von Auflagerelementen 68 getragen. Auf diese Weise ist ein Durchtritt für das Kühlwasser 23 zwischen dem Reflektor 27 und der unteren Gitterplatte 48 gebildet. Außerdem fließt das Kühlwasser durch die Durchbrechungen 59 der unteren Gitterplatte 48. Wie bereits ausgeführt, sind an der oberen Gitterplatte 47 Abstandhalterelemente 57 der Brennstoffelemente 54 anliegend, welche Durchtritte für das Wasser 23 bilden.In operation, the water circuit 23 takes place in the following way Instead of: On the wall of the reactor tank 22 the flow is directed downwards, starting from the region of the cooling coil 253 down to the bottom of the Reactor tank 22. In the reactor core 21 there is an upward flow, which then leads back into the area of the cooling coil 253. The lower grid plate 48 of the core 21 is supported by a plurality of support elements 68. To this Way is a passage for the cooling water 23 between the reflector 27 and the lower tie plate 48 is formed. In addition, the cooling water flows through the openings 59 of the lower grid plate 48. As already stated, are on the upper grid plate 47 spacer elements 57 of the fuel elements 54 adjacent, which passages form 23 for the water.

Um die Temperatur des den Kühlschlangenbereich 253 verlassenden Kühlwassers konstant zu halten, kann eine automatische Temperaturregelung vorgesehen sein. Vorzugsweise ist ein Temperaturfühler dieser automatischen Temperaturregelung unterhalb der Kühlschlange 253 in dem Strom des gekühlten Wassers 23 angeordnet.About the temperature of the cooling water leaving the cooling coil area 253 To keep it constant, an automatic temperature control can be provided. Preferably is a temperature sensor for this automatic temperature control below the cooling coil 253 arranged in the flow of chilled water 23.

In der dargestellten Ausführungsform ist die Temperaturregelung auf Werte zwischen 15 und 75° C einstellbar; die Leistung des Kühlsystems beträgt 14,6 kW in der Stunde.In the embodiment shown, the temperature control is on Values adjustable between 15 and 75 ° C; the performance of the cooling system is 14.6 kW per hour.

Verschiedene physikalische Parameter des Reaktors können innerhalb weiter Grenzen variiert werden, ohne daß von dem Grundgedanken der Exfinduna abmegangen wird. Außenkonstruktion Reaktorgrube . . . . . . . . . . . 2 m Innendurchmesesr Beton gefüttert . . . . . . . . . 6,3 m Tiefe Reaktortank, Aluminium 1,83 m Durchmesser 6,0 m Tiefe 1,2 cm Dicke Kernaufbau Eine zylindrische Anordnung von sechsundfünfzig mit Aluminium ummantelten Brennstoffelementen, drei Regelstäben, dreißig Blindbrennstoffelementen aus Graphit und zwei Bestrahlungs-Hilfsvorrichtungen, die wie folgt in konzentrischen Kreisen angeordnet sind: Durch- weher in Bleiehen Abständen messec Zentrum 1 1 Bestrahlungs- Hilfsvorrichtung 1. Kreis 8 em 6 6 Brennstoffelemente 2. Kreis 16 cm 12 12 Brennstoffelemente 3. Kreis 23,4 cm 18 15 Brennstoffelemente 3 Regelstäbe 4. Kreis 31,2cm 24 23 Brennstoffelemente 1 Blindelement 5. Kreis 39 cm 30 29 Blindelemente 1 Bestrahlungs- Hilfsvorrichtung Brennstoffelementmerkmale Durchmesser . . . . . . . . . . . 3,55 cm Länge .des aktiven Teils .. 35 cm Dicke des Al-Mantels .... 0,75 cm Gewicht des aktiven Teils 2250 g Zirkon . . . . . . . . . . . . . . ... 92 Gewichtsprozent Uran ... . ............... 8 Gewichtsprozent Urananreicherung ....... 20°/a U-235 Wasserstoffatome/ Zirkonatome . . . ....... 1,0 Wasserstoffatome/ Uran 238-Atome ...... 50 Brennbares Gift Samariumoxyd-Aluminium-Waffeln (ungefähr 1 Gewichtsprozent Samariumoxyd) 1,2 cm Dicke, 3,5 cm Durchmesser über und unter dem aktiven Teil jedes Brennstoffelements Kritische Masse....... Ungefähr 1;95 kg U-235 Reflektor: Material .... ... .... Graphit derDichte 1,65 g/emg Aluminium-Ummantelung Dicke: Radial ...... . . . . . . . . . . . . . . . ..... 30 cm Ober- und Unterseite der Brennstoff- elemente ....... . ..... ... ...... 10 cm Thermische Merkmale (kontinuierlicher Betrieb) Leistung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 kW Kühlverfahren . . . . . . . . . . . . . . Wasser, das durch natürliche Konvek- tion zirkuliert Kühlmenge . . . . . . . . . . . . . . . . . 7i/2 t Kühlschlange Anzahl der Windungen .... 26 Abmessungen des die Win- dungen bildenden Rohres 41 mm Außen- durchmesser Durchmesser der Windung Innendurchmesser ...... 1,5 m Außendurchmesser ... . . 1,65 m Lage .derunterstenWindung 1,2müberdemKern Wassertemperatur Kerneintritt .. . . . . . . . . . . 30° C Kernaustritt ....... . ... . 38° C Kühhnittelströmungsmenge 551 pro Minute Mittlere Kühlmittelgeschwin- digkeit im Kern ..... ... 1,5 cm pro Sekunde Der Reaktor kann intermittierend mit Leistung bis zu 30 kW arbeiten. Wasservolumen im Kern ..... ungefähr 35 0/0 Aluminium im Kern ........ ungefähr 80/0 Regelung Borkarbid-Regelstäbe ..... 3 Antrieb .................. Winde Maximale Herauszieh- geschwindigkeit . . . . . . . . 15,2 cm pro Minute Abschirmung Material ................. Wasser5müberKem Allgemeines Strahlungs- niveau über Wasser (in kW-Leistung) ....... weniger als 0,25 mrem/hr Dieser Reaktor weist einen Neutronenfuß von etwa 7 - 1010 Neutronen pro Quadratzentimeter pro Sekunde bei 10 kW am Probengestell im Reflektor, und einen mittleren Neutronenfluß im Kern. von 1,0 - 1011 Neutronen pro Quadratzentimeter pro Sekunde auf. Der Neutronenfuß im Zentrum des Kerns beträgt etwa 1,5 - 1011 Neutronen pro Quadratzentimeter pro Sekunde. Die überschußreaktivität des Reaktors beträgt etwa 0,5% und der direkte negative Temperaturkoeffizient der Reaktivität beträgt etwa 7 - 10-5/° C. Der große negative Temperaturkoeffizient der Reaktivität setzt sich aus dem Beitrag des Brennstoffelement-Ausdehnungseffektes von etwa 2,0 - 10-5/° C, dem Beitrag des Neutronen-Aufheizungseffektes von etwa 1- 10-5/° C und dem Beitrag des Leckverlusteffektes von etwa 2-10-5/'C und dem Beitrag des Neutronen-Dopplereffektes von etwa 2-10-5/°C zusammen. Ein Temperaturanstieg von etwa 60° C wird demzufolge ein Absinken der Reaktivität um etwa 0,004 bewirken. Wenn somit 0,4% überschußreaktivität plötzlich im Reaktor wirksam werden, so steigt die Temperatur im Kern von etwa 34 auf etwa 94° C. In diesem Punkt wird die dem Reaktor zugeführte Überschußreaktivität durch einen entsprechenden Abfall der Reaktivität als Folge des hohen negativen Temperaturkoeffizienten vollständig kompensiert. Wenn die Kühlung des Reaktors nicht mitgerechnet wird, so wird der Brennstoff auf etwa 150° C überhitzt werden, bei welcher Temperatur der Reaktor eindeutig unterkritisch ist. In einem gekühlten Reaktor wird die Spitzentemperatur natürlich weit unter 150° C liegen.Various physical parameters of the reactor can be varied within wide limits without departing from the basic idea of the Exfinduna. Outer construction Reactor pit. . . . . . . . . . . 2 m inside diameter Concrete lined. . . . . . . . . 6.3 m depth Reactor tank, aluminum 1.83 m diameter 6.0 m depth 1.2 cm thick Core Structure A cylindrical array of fifty-six aluminum jacketed fuel elements, three control rods, thirty graphite blind fuel elements, and two irradiation aids arranged in concentric circles as follows: Always in lead intervals messec Center 1 1 irradiation Auxiliary device 1st circle 8 em 6 6 fuel elements 2nd circle 16 cm 12 12 fuel elements 3rd circle 23.4 cm 18 15 fuel elements 3 control rods 4th circle 31.2cm 24 23 fuel elements 1 dummy element 5th circle 39 cm 30 29 dummy elements 1 irradiation Auxiliary device Fuel element characteristics Diameter. . . . . . . . . . . 3.55 cm Length of the active part 35 cm Thickness of the Al jacket .... 0.75 cm Weight of the active part 2250 g Zircon. . . . . . . . . . . . . . ... 92 percent by weight Uranium ... ............... 8 percent by weight Uranium enrichment ....... 20 ° / a U-235 Hydrogen atoms / Zirconium atoms. . . ....... 1.0 Hydrogen atoms / Uranium 238 atoms ...... 50 Flammable poison Samarium oxide aluminum wafers (approximately 1 percent by weight of samarium oxide) 1.2 cm thick, 3.5 cm across and under the active part of each fuel element Critical mass ....... Approximately 1; 95 kg U-235 Reflector: Material .... ... .... graphite with a density of 1.65 g / emg Aluminum sheathing Thickness: Radial ....... . . . . . . . . . . . . . . ..... 30 cm Top and bottom of the fuel elements ........ ..... ... ...... 10 cm Thermal characteristics (continuous operation) Power . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 kW Cooling method. . . . . . . . . . . . . . Water that through natural convection tion circulates Cooling amount. . . . . . . . . . . . . . . . . 7i / 2 t Cooling coil Number of turns .... 26 Dimensions of the win- forming pipe 41 mm outer diameter Diameter of the coil Inside diameter ...... 1.5 m Outside diameter .... . 1.65 m Position of the lowest turn 1.2 m above the core Water temperature Core entry ... . . . . . . . . . 30 ° C Core exit ........ ... 38 ° C Coolant flow rate 551 per minute Medium coolant speed speed in the core ..... ... 1.5 cm per second The reactor can work intermittently with a power of up to 30 kW. Volume of water in the core ..... about 35 0/0 Aluminum in the core ........ about 80/0 regulation Boron carbide control rods ..... 3 Drive .................. winch Maximum pull-out speed . . . . . . . . 6 inches per minute shielding Material ................. water 5m above core General radiation level above water (in kW output) ....... less than 0.25 mrem / hr This reactor has a neutron foot of about 7-1010 neutrons per square centimeter per second at 10 kW at the sample frame in the reflector, and an average neutron flux in the core. from 1.0-1011 neutrons per square centimeter per second. The neutron foot in the center of the core is around 1.5-1011 neutrons per square centimeter per second. The excess reactivity of the reactor is about 0.5% and the direct negative temperature coefficient of the reactivity is about 7-10-5 / ° C. The large negative temperature coefficient of the reactivity is made up of the contribution of the fuel element expansion effect of about 2.0-10 -5 / ° C, the contribution of the neutron heating effect of about 1-10-5 / ° C and the contribution of the leakage loss effect of about 2-10-5 / 'C and the contribution of the neutron Doppler effect of about 2-10- 5 / ° C together. An increase in temperature of about 60 ° C will therefore cause the reactivity to decrease by about 0.004. If 0.4% excess reactivity suddenly takes effect in the reactor, the temperature in the core rises from about 34 to about 94 ° C. At this point, the excess reactivity supplied to the reactor is complete due to a corresponding drop in reactivity as a result of the high negative temperature coefficient compensated. If the cooling of the reactor is not included in the calculation, the fuel will be overheated to around 150 ° C., at which temperature the reactor is clearly subcritical. In a cooled reactor the peak temperature will of course be well below 150 ° C.

Wenn ein größerer Betrag an überschußreaktivität dem System plötzlich zugeführt wird (z. B. etwa 0,5'%) so wird die Temperatur des Reaktorkerns auf einen Wert der kleiner ist als 240° C ansteigen. In diesem Fall wird aus dem Kern plötzlich Wasser ausgetrieben, und zwar zusätzlich zur Kompensation der Reaktivität im System. Da die Brennstoffelemente so gebaut sind, daß sie einer Temperatur von etwa 300° C widerstehen können, werden sie bei einem plötzlichen Austritt von Wasser aus dem Kern nicht beschädigt. Versuche zeigen, daß der Wasseraustritt aus dem Kern so lange nicht zu einer Beschädigung des Reaktors führt, wie die maximale Brennstofftemperatur 300° C nicht übersteigt.When a greater amount of excess reactivity hits the system suddenly is supplied (z. B. about 0.5 '%) so the temperature of the reactor core is on a Increase in value less than 240 ° C. In this case, the core becomes suddenly Expelled water, in addition to compensating for reactivity in the system. Since the fuel elements are built so that they have a temperature of about 300 ° C, they will in the event of a sudden leakage of water from the Core not damaged. Experiments show that the water leakage from the core takes so long does not damage the reactor, as does the maximum fuel temperature Does not exceed 300 ° C.

Ein weiterer Anstieg des ohen, direkten, negativen Temperaturkoeffizienten- der Reaktivität kann dadurch erzielt werden, daß dem Reaktor eine bestimmte Menge an »Gift< zugeführt wird. Das »Gift« muß so gewählt sein, daß die relative Neutronenabsorption durch das spaltbare Material mit der Temperatur des Brennstoffes ansteigt. Der Zusatz von »Gift<< zum Reaktor bewirkt die Absorption von Neutronen. Dieser Neutronenverlust ist kleiner als oder vergleichbar mit dem Neutronenverlust, der beim Vorhandensein von Uran 238 auftritt oder der durch natürliche Leckverluste auftritt, die genügen, um im Reaktor den gleichen Temperaturkoeffizienten zu erzeugen. Das als »Gift« verwendete Material kann verschieden gewählt sein: Es kann ein Material sein, das bis zu einer Temperatur von etwa 300° C einen konstanten oder ansteigenden Absorptionsquerschnitt aufweist, z. B. Samarium oder Cadmium, oder es kann ein »Schwarzes Gift« sein, z. B. ein genügend dickes Stück Boral (Mischung aus Borcabid und Aluminium). das für Neutronen praktisch undurchlässig ist. Das »Gift« kann entweder direkt den Brennstoffelementen zugefügt sein, oder es kann außerhalb der Brennstoffelemente angeordnet sein, z. B. an der Innenfläche des Reaktors.A further increase in the high, direct, negative temperature coefficient the reactivity can be achieved by adding a certain amount to the reactor is supplied to "poison". The "poison" must be chosen so that the relative neutron absorption due to the fissile material increases with the temperature of the fuel. The addition from »poison« to the reactor causes the absorption of neutrons. This neutron loss is smaller than or comparable to the neutron loss that occurs when it is present of uranium 238 occurs or occurs due to natural leakage losses that are sufficient to produce the same temperature coefficient in the reactor. That used as "poison" Material can be chosen differently: It can be a material that is up to one Temperature of about 300 ° C a constant or increasing absorption cross-section has, e.g. B. Samarium or Cadmium, or it can be a "black poison", z. B. a sufficiently thick piece of Boral (mixture of Borcabid and aluminum). that for Neutrons is practically impermeable. The "poison" can either go directly to the fuel elements be added, or it may be arranged outside of the fuel elements, e.g. B. on the inner surface of the reactor.

Bei einem Reaktor der vorbeschriebenen Art wird »Schwarzes Gift« zweckmäßig dadurch zugefügt, daß verdichtetes Boral in Scheibenform mit einem Durchmesser von 1,8 und 0,12 cm Dicke an beiden Enden des zentralen Teiles eines jeden Brennstoffelementes angeordnet wird. Dies ergibt eine totale Einfangwahrscheinlichkeit durch das. »Gift« von etwa 10'% und bringt einen Beitrag zum negativen Temperaturkoeffizienten von etwa 1,0 - 10-4/° C oder mehr. Der Zusatz dieser Menge von »Schwarzem Gift« ergibt eine Vergrößerung der kritischen Menge um etwa 30'% oder bedingt den Zusatz von etwa weiteren achtzehn Brennstoffelementen zum Kern.In a reactor of the type described above, "black poison" is useful added by the fact that compacted Boral in disk shape with a diameter of 1.8 and 0.12 cm thick at both ends of the central part of each fuel element is arranged. This results in a total probability of capture by the. "Poison" of about 10% and contributes to the negative temperature coefficient of about 1.0-10-4 / ° C or more. Adding this amount of "black poison" gives an increase in the critical amount by about 30% or requires the addition of about another eighteen fuel elements to the core.

Aus dem Vorangehenden ist ersichtlich, daß ein praktischer Reaktor für die wirksame Herstellung von radioaktiven Isotopen mit verschiedenen Halbwertzeiten auf verhältnismäßig einfache und billige Art konstruiert werden kann, wobei der Erdboden und Wasser als Abschirmmittel verwendet werden kann und wobei verbesserte Bestrahlungs-Hilfsvorrichtungen, Kühlanlagen und Regelmittel eingebaut sind. Der Reaktor kann durch eine kleine Zahl verhältnismäßig unerfahrener Bedienungspersonen betrieben werden, so daß die Betriebskosten verringert sind. Demgemäß ist der beschriebene Reaktor für den Einsatz in der Industrie und für andere Anwendungszwecke geeignet.From the foregoing it can be seen that a practical reactor for the efficient production of radioactive isotopes with different half-lives can be constructed in a relatively simple and inexpensive way, the Soil and water can be used as shielding agents and are being improved Irradiation auxiliary devices, cooling systems and control means are installed. Of the Reactor can be operated by a small number of relatively inexperienced operators operated, so that the running cost is reduced. Accordingly, the is described Reactor suitable for use in industry and for other purposes.

Claims

Claim: Swimming pool nuclear reactor with an essentially cylindrical core in the lower part of a vertically extending tank is located at a distance from the bottom of the tank, with an amount of water in the tank, which occupies the majority of the volume of the tank, and with means for cooling the Water at a point above the core and next to the side wall of the tank, which together with the core that heats the water that the core during operation of the reactor to put cooling water into circulation by convection, in which the core has several vertically extending, spaced apart Fuel elements comprises, with perpendicular passages between the fuel elements are present, in which a ring-shaped enclosed in a waterproof case Reflector runs perpendicular between the core and the side wall of the tank, at that the outer diameter of the reflector housing is smaller than the inner diameter of the tank so that an annular space remains free between the reflector and the tank, so that the circulation of the water from the cooling devices is essentially down through the annular space, then next essentially radially inward the bottom of the tank, then substantially up through the passages between the fuel elements and then substantially radially outward to the cooling devices takes place, d u r c h e k e n n -z e i c h n e t that the reflector (27) - in a manner known per se - consists of solid material that the cooling devices - also in a manner known per se - from a cooling coil (253) exist and that this cooling coil has such a clear diameter, that it enables the reflector (27) to pass through it. Into consideration Drawn prints: German Auslegeschrift No. 1021515; U.S. Patent No. 2,837,476; Proceedings of the Int. Conf. an the Paceful Uses of Atomic Energy, 1955, Vol. 3, p. 59; Krämer, Boiling Water Reactors, 1958, p. 192; Atomics, May 1957, p. 167; Atomwirtschaft, I, 1957, pp. 138/139, 171; Nuclear Science Abstracts, 11, No. 22, Suppl. Abstract No. 13092, 1957; AEG-Mitteilungen, 1, 1958, p.14.