DE1244980B - Heterogener Kernreaktor mit Neutronenabsorbern zum Zwecke der Neutronenflussabflachung - Google Patents
Heterogener Kernreaktor mit Neutronenabsorbern zum Zwecke der NeutronenflussabflachungInfo
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
Int. Cl.:
G21d
DeutscheKl.: 21 g-21/31
Nummer: 1 244 980
Aktenzeichen: L 35283 VIII c/21 g
Anmeldetag: 4. Februar 1960
Auslegetag: 20. Juli 1967
Die Erfindung bezieht sich auf einen heterogenen Kernreaktor, dessen Reaktorkern Zonen aufweist, in
denen das Volumenverhältnis von Moderator zu Uran gegenüber dem Durchschnittswert größer ist und in
denen zum Zweck der Flußabflachung Neutronenabsorber als separate Körper mit Selbstabschirmung
angeordnet sind.
Bei heterogenen Reaktoren treten bekanntlich an Unregelmäßigkeiten des Kerngitters, bei denen das
Volumenverhältnis von Moderator zu Uran gegenüber dem Durchschnittswert vergrößert ist, Uberlastpunkte
(örtliche Überhitzungen) auf. Diese Überlastpunkte entstehen, weil durch den Moderatorüberschuß
mehr thermische Neutronen erzeugt werden und durch den Brennstoff-Unterschuß weniger thermische
Neutronen eingefangen werden, so daß eine Neutronenflußanhebung in der Umgebung dieser Unregelmäßigkeiten
die Folge ist.
Diese Überlastpunkte treten z. B. in wassermoderierten und wassergekühlten Reaktoren an den Verbindungsstellen
auf, an denen Brennstoffstabsegmente zu langen Brennstoffelementen vereinigt werden.
Fig. la zeigt in schematischer Darstellung eine derartige Verbindungsstelle 1 zweier Brennstoffstäbe 2.
F i g. 1 b zeigt die Verteilung des Neutronenflusses Φ und der LeistungL auf Grund dieser Gitterunregelmäßigkeit.
Die beiden schraffierten Flächen 3 kennzeichnen die Überlastpunkte.
Es wurde bereits bekannt (»Genfer Bericht« P/1402 Italy, Proc of the See. U. Ν. Int. Conf. on the
Peaceful Uses of Atomic Energy, Vol. 6, 1958, S. 451) zur Vermeidung dieser Überlastpunkte Neutronenabsorber
einzubringen. Diese Absorber werden an den Enden der Brennstoffsegmente dem Brennstoff
selbst oder dem Strukturmaterial, wie der Hülle, zwischen den Segmenten in gleichmäßiger Verteilung
zugegeben. Damit wird der Flußanstieg an den Gitterunregelmäßigkeiten verhindert und Überlastpunkte
vermieden. Im Idealfall wäre dann der Neutronenfluß unabhängig von der Verbindungsstelle konstant,
wie die Gerade Φ0 in F i g. 1 c zeigt. Ein erheblicher
Nachteil dieser bekannten Maßnahme besteht darin, daß im Verlauf des Reaktorbetriebes Brennstoff und
Absorber wegen der unterschiedlichen Wirkungsquerschnitte für Neutroneneinfang verschieden
schnell abbrennen. Während im Brennstoff durch die Bildung von Plutonium mit sehr großem Neutronenwirkungsquerschnitt
der Gesamtquerschnitt für Neutroneneinfang trotz des Abbrandes nahezu konstant bleibt, nimmt die Absorbermenge und damit ihr Wirkungsquerschnitt
für Neutroneneinfang ab. Eine vollständige Vermeidung von Überlastpunkten durch Zu-Heterogener
Kernreaktor mit
Neutronenabsorbern zum Zwecke der
Neutronenflußabflachung
Neutronenabsorbern zum Zwecke der
Neutronenflußabflachung
Anmelder:
Licentia Patent-Verwaltungs-G. m. b. H.,
Frankfurt/M., Theodor-Stern-Kai 1
Frankfurt/M., Theodor-Stern-Kai 1
Als Erfinder benannt:
Dr.-Ing. Heinz Kornbichler,
Falkenstein (Taunus)
gäbe einer entsprechend bemessenen Absorbermenge ist daher nur für einen bestimmten Zeitpunkt während
der ganzen Bestrahlungsdauer möglich. Wählt man die Absorbermenge für den Anfangszustand
des Brennstoffelementes, so treten die Uberlastpunkte im Verlauf des Abbrandes mehr und mehr in Erscheinung.
Nach teilweisem Ausbrand des Absorbers zeigt sich dann wieder ein Anstieg des Neutronenflusses
Φ1 in F i g. 1 c, wodurch sich wieder Überlastpunkte
4 ergeben. Wählt man die Absorbermenge für einen späteren Betriebszustand, so hat man als Nachteil
im Anfang der Bestrahlungsperiode Unterlastpunkte, also Zonen mit verminderter Leistung, und
überdies eine unnötig starke Vergiftung des Reaktors (Reaktivitätsverlust) in Kauf zu nehmen.
Es ist bekannt, separate Absorberkörper zu verwenden, um einen Neutronenfluß zu beeinflussen. Zu
diesem Zweck ist es auch bekannt, selbstabschirmende Absorber zu verwenden (Proceedings ...,
1958, Vol. 13, S. 430, 433).
Ferner ist es bekannt (Zeitschrift »Nuclear Engineering«, Vol. 2, 1957, No. 17, S. 332), daß man
kammartige Absorberstücke in einem Regelelement anordnet, daß aus einem Brennstoffabschnitt und
einem neutronenabsorbierenden Abschnitt besteht, wobei diese kammartigen Stücke in den den Brennstoffabschnitt
mit dem Absorberabschnitt verbindenden Zwischenabschnittes zu liegen kommen. Bei diesen
kammartigen Absorberstücken handelt es sich aber offensichtlich um Absorber deren Absorptionsvermögen
während des gesamten Abbrandes nicht konstant bleibt. Darüber hinaus sind diese Absorberstücke
nicht im Strukturmaterial angeordnet, sondern lediglich an ihm befestigt.
709 617/400
Claims (3)
1. Heterogener Kernreaktor, dessen Reaktorkern Zonen aufweist, in denen das Volumenverhältnis
von Moderator zu Uran gegenüber dem Durchschnittswert größer ist und in denen zum
Zweck der Flußabflachung Neutronenabsorber als separate Körper mit Selbstabschirmung angeordnet
sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Körper (5, 6, 7) in den die einzelnen
Brennelemente (2) einer Brennelementsäule verbindenden Zwischenabschnitten (1) angeordnet
sind.
2. Heterogener Kernreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Umgebung
der Neutronenabsorber Stoffe mit hohem Streuquerschnitt für Neutronen angeordnet sind.
3. Heterogener Kernreaktor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Körper
aus Absorbern mit verschiedenen Wirkungsquerschnitten bestehen.
In Betracht gezogene Druckschriften: Nuclear Engineering, August 1957, S. 332;
»Proceedings of the Second U. Ν. International Conference on the Peaceful Uses of Atomic Energy«,
1958, Vol.13, S.426 bis 445, und Vol.6, 1958, S. 451.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
709 617/400 7.67 © Bundesdruckerei Berlin
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GB4165/61A GB976802A (en) | 1960-02-04 | 1961-02-03 | A heterogeneous nuclear reactor |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DEL35283A DE1244980B (de) | 1960-02-04 | 1960-02-04 | Heterogener Kernreaktor mit Neutronenabsorbern zum Zwecke der Neutronenflussabflachung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE1244980B true DE1244980B (de) | 1967-07-20 |
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ID=7267009
Family Applications (1)
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Families Citing this family (3)
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FR2581232B2 (fr) * | 1985-04-25 | 1987-06-05 | Novatome | Coeur de reacteur nucleaire a neutrons rapides comportant un seul type d'assemblages de combustible nucleaire |
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Non-Patent Citations (1)
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Also Published As
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