DE1439829C3

DE1439829C3 - Heterogener, schneller Atomkernreaktor

Info

Publication number: DE1439829C3
Application number: DE1439829A
Authority: DE
Inventors: Allan London Barker
Original assignee: UK Atomic Energy Authority
Current assignee: UK Atomic Energy Authority
Priority date: 1963-02-11
Filing date: 1964-02-07
Publication date: 1974-05-02
Also published as: BE643664A; US3409502A; DE1439829B2; GB1074281A; DE1439829A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen heterogenen, schnellen Atomkernreaktor, der mit Wasserdampf unter Druck gekühlt ist (vgl. »Die Atomwirtschaft«. November 1962, S. 558).

In dieser Beschreibung ist unter einem schnellen Aiomkernreaktor ein solcher zu verstehen, der in der Lage ist, eine Spaltungs-Kettenreaktion mit einem Neutronenfiuß aufrechtzuerhalten, bei welchem der mittlere Wert des Neutronenenergiespektrums 1000 eV überschreitet.

Damit eine Schnellspaltungs-Kettenreaktion erzielt werden kann, muß der Brennstoff in hohem Maße angereichert sein, und eine wirtschaftliche Ausnutzung eines solchen angereicherten Brennstoffs bedingt einen Betrieb mit einem sehr hohen Wärmeausgang, der typischerweise zehnmal größer (oder noch größer) als der eines thermischen Kernreaktors ist. Bei einem thermischen Reaktor gibt es so viel Neutronenmoderator, daß Spaltungen hauptsächlich durch solche Neutronen hervorgerufen werden, die bereits auf annähernd thermische Energie verlangsamt worden sind.

Wegen der hohen Leistungsdichte eines ökonomischen Schnellreaktors war man früher der Auffassung, daß nur Flüssigmetalle, wie beispielsv/eise Natrium, zur Wärmeabführung ausreichen würden. Erst in den letzten Jahren hat man erkannt, daß Gas oder Dampf brauchbar sein könnten (s. »Atomwirtschaft« November 1962, S. 558). Wasser ist jedoch ein leistungsstarker Moderator, und daher beruhten ältere Vorschläge zur Verwendung von Dampf als Kühlmittel in einem schnellen Reaktor auf relativ niedrigen Drücken von etwa 100 Atmosphären, damit die Dampfdichte gering ist und daher den Reaktor nicht übermoderiert (s. »Nuclear Power«, Oktober 1961, G^ S. 75). Mit Dampf unter einem solchen Druck ist es bisher nicht möglich gewesen, die hohe Leistungsdichte zu erzielen, die für einen wirtschaftlichen Betrieb notwendig ist. Es ist erwünscht, ein einphasiges Kühlmittel zu haben, um unter anderem eine gleichmäßige Moderierung zu erzielen. Durch die Verwendung von Dampf unter überkritischem Druck wird ein solches einphasiges Kühlmittel sichergestellt.

Obwohl Dampf unter überkritischem Druck bereits als Kühlmittel in einem thermischen Reaktor bekannt wurde (s. französische Patentschrift 1138 847), entstehen doch beachtliche Probleme hinsichtlich der notwendigen Aufrechterhaltung der Integrität des Hochdruckkreislaufes in einer Anlage, die so groß ist, wie eine kommerzielle Station mit thermischem Reaktor.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen mit Wasserdampf unter Druck gekühlten heterogenen schnellen Atomkernreaktor zu schaffen, der die für einen wirtschaftlichen Betrieb notwendige Leistungsdichte aufweist.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß durch die Verwendung überkritischen Dampfes als Kühlmittel in einem schnellen Reaktor die Kompaktheit eines solchen Reaktors infolge des Nichtvorhandenseins einer installierten Moderation die Aufrechterhaltung der Integrität des Hochdruckkreislaufes weniger schwierig macht und daß es durch die Verwendung einer ausreichenden Wärmeübertragungsfläche an den Brennstoffelementen bei überkritischem Dampf möglich wird, wirtschaftliche Schnellreaktor-Leistungsdichten zu erzielen, ohne daß unannehmbare Forderungen nach Pumpleistung für den Umlauf des Kühlmittels auftreten.

Die gestellte Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Reaktor erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Kühlmittel im Kern in an sich bekannter Weise unter überkritischem Druck steht und daß die Brennstoffelemente im Kern in ebenfalls an sich bekannter Weise eine Wärmeübertragungsfläche von mindestens 260 m² pro Kubikmeter des mit Brennstoff bestückten Kerns aufweisen.

Das Enrico-Fermi-Atomkraftwerk nach »Directory of Nuclear Reaktors«, Vol. 4, 1962, S. 319 bis 324, weist zwar ähnliche Wärmeübertragungswerte auf, jedoch handelt es sich dabei um einen natriumgekühlten Schnellbrüter. Demgegenüber wird gemäß der Erfindung durch die Verwendung von Dampf unter überkritischem Druck als Kühlmittel in Kombination mit einer ausreichenden Wärmeübertragungsfläche an den Brennelementen eine verbesserte Schnellreaktorkonstruktion ermöglicht. Diese Kombination ist dem Enrico-Fermi-Reaktor nicht eigen.

Wenn angenommen wird, daß der Kühlmittelvolumen-Bruchteil im Reaktorkern gleich einem Drittel ist, dann entspricht die vorstehend angegebene Wärmeübertragungsfläche einem Außendurchmesser der Brennstoffelemente von 10,16 mm, wenn sie eine einfache zylindrische Form haben. Eine größere Oberfläche ist allgemein vorzuziehen, wie beispielsweise durch Verringern des Außendurchmessers bei zylindrischen Elementen oder durch Vorsehen einer vergrößerten Wärmeübertragungszone, wie z. B. durch Verwendung von Rippen. Wenn auch die Verwendung von metallischen Brennstoffen nicht ausgeschlossen ist, so ist es doch besonders vorteilhaft, einen Brennstoff zu verwenden, welcher völlig keramisch ist, weil er wegen seiner niedrigen Wärmeleitfähigkeit relativ zu den metallischen Formen notwendigerweise in dünnen Abschnitten vorhanden sein muß, um die Temperatur in der Mitte zu begrenzen.

Ein einfaches zylindrisches Element, welches Brennstoff in keramischer Form enthält, hat typisch einen Außendurchmesser von 5,08 mm.

Eine der Ausführungsformen der Erfindung weist daher im allgemeinen zylindrische längliche Brennstoffelemente von einem Außendurchmesser von ungefähr 5 mm auf, die einen Reaktorkern bilden, sowie einen keramischen Brennstoff, der in den Elementen enthalten ist, wobei ein solcher Brennstoff mit Plutonium zum Aufrechterhalten einer schnellen Spaltkettenreaktion im Reaktorkern angereichert ist, und es sind Mittel vorgesehen, um über die Elemente ein Wasser-Kühlmittel mit überkritischem Druck zu leiten. Vorzugsweise sind die zuletzt genannten Mittel in Verbindung mit einer Speisewasser-Erwärmungseinrichtung vorgesehen, um das dem Reaktorkern zugeführte Kühlmittel so stark zu erwärmen, daß in Verbindung mit der durch den Kern getriebenen Menge der Temperaturanstieg im Kühlmittel infolge der durch die Brennstoffelemente auf dieses übertragenen Wärme weniger als 200° C beträgt. Eine solche Begrenzung bedeutet eine hohe Temperatur des Kühlmittels an der Kerneinlaßstelle und daher eine niedrige Kühlmitteldichte; auf diese Weise werden die Moderatoreigenschaften des Kühlmittels auf ein Minimum herabgesetzt, um ein annehmbares Maß der Brütcharakteristik von Schnellreaktoren aufrechtzuerhalten. Bei den vorerwähnten, keramischen Brennstoff enthaltenden Elementen ist darauf hinzuweisen, daß das Keramikmaterial in einem nichtspaltbaren Material dispergiert sein kann, wie im Falle eines Cermets.

Ein Schnellreaktorkern mit einer Wärmebemessung von 1000 MW braucht nicht mehr als 1,5 m Durchmesser bei einer im wesentlichen geradzylindrischen Form zu haben. Wenn ein umgebender Mantel von Brütelementen und eine Abschirmschicht einkalkuliert werden, dann wird der innere Durchmesser eines Druckbehälters zur Aufnahme des Kerns ungefähr 3 m. Der Bau eines solchen Behälters im erforderlichen Niveau liegt innerhalb des Bereiches der heutigen Techniken, wie noch ausführlicher nachfolgend erläutert werden soll.

Der Fortschritt, welcher durch die Erfindung gegenüber bekannten Schnellreaktoren erreicht wird, sollte gleichfalls hervorgehoben werden. Es ist allgemein angenommen worden, daß das Kühlmittel für solche Reaktoren ein flüssiges Metall sein soll, im allgemeinen Natrium oder eine Legierung desselben mit Kalium.

Diese Alkalimetallkühlmittel können jedoch nicht ohne weiteres als Arbeitsmedium in einer Antriebsmaschine zum Umwandeln des Wärmeausgangs des Reaktors in Nutzenergie verwendet werden. In der !Praxis ist es daher unumgänglich, die Antriebsmaschine mit der durch den Reaktorkern dargestellten Wärmequelle über einen indirekten Kreislauf zu verbinden, d. h. einen Kreislauf, bei welchem die Wärme im flüssigen Metallkühlmittel auf ein geeignetes Arbeitsmedium, im allgemeinen Wasser, übertragen wird. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die vorstehend erwähnten flüssigen Metalle heftig mit Wasser reagieren; so wird es, wenn nicht zufriedenstellende Sicherungen gegen ein Auslecken gegeben werden können, notwendig, zusätzlich einen Flüssigmetall-Kreislauf zwischen dem Wasser und dem den Reaktorkern kühlenden flüssigen Metall vorzusehen, so daß irgendeine Möglichkeit, daß eine Reaktion stattfindet, sich nicht auch noch auf die Radioaktivität beziehen kann, welche dem flüssigen Metall, durch welches der Kern gekühlt wird, zugeordnet ist. Außer den hohen Kosten beim Bau von solchen indirekten Kreisläufen führen sie von dem anfänglichen Ziel der Kompaktheit weg und ergeben außerdem ein sehr starkes Temperaturgefälle bei Wärmeübertragung vom einen Medium zum anderen, wodurch die Brennstoffelemente, die den Kern bilden, bei einer

ίο Oberflächentemperatur arbeiten müssen, weiche erheblich höher als die Maximaltemperatur ist, die im Arbeitsmedium auftritt.

Es ist ersichtlich, daß die Erfindung die Vermeidung von indirekten Kreisläufen bei einem Schnellreaktor ermöglicht.

Die Erfindung wird nunmehr an Hand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung näher erläutert, welche eine Form eines Schnellreaktors gemäß der Erfindung zeigt, die in einem Kraftwerk der beschriebenen Gattung eingebaut ist, und zwar zeigt
F i g. 1 eine schematische Ansicht der Anlage,
F i g. 2 A und 2 B, miteinander verbunden, einen Längsschnitt durch den Reaktor, während

F i g. 3 einen Grundriß einer in dem Reaktorkern verwendeten Brennelement-Anordnung im Schnitt darstellt.

Die Anlage gemäß F i g. 1 weist einen Schnellreaktor 11, drei in Reihe angeordnete Dampfturbinen 12, 13 und 14 mit einer einzigen Wiedererwärmung, die durch einen zwischengeordneten Wiedererhitzer 15 erfolgt, einen Dampfkondensator 17 und eine Speisewasseranlage mit zwei Speisepumpen 18 und 19, zwei Blöcke von Speisewassererwärmern 20 und 21, für welche die Wärme durch Anzapfen oder Abnehmen von Dampf aus den Turbinen in bekannter Weise erhalten werden kann, und eine Mischvorrichtung 22 auf.

Kühlmittel, welches den Reaktor verläßt, wird bei 23 in einen Strom, der den Turbinen zugeleitet wird, und einen anderen, stärkeren, der in Aufeinanderfolge durch die Wiedererhitzer und von dort zur Mischvorrichtung in Umlauf gesetzt wird, wo er in das Speisewasser eingeführt wird, aufgeteilt, wobei dieser zweite Strom durch einen Umwälzer 24 stromaufwärts bezüglich der Mischvorrichtung wieder in Umlauf versetzt wird.

Mit Hilfe der Speisepumpen wird das von dem Dampfkondensator hergeleitete Speisewasser auf einen überkritischen Druck, beispielsweise 264 kg/cm², gebracht und durch das bei 22 erfolgende Mischen ergibt sich eine überkritische Temperatur im Kühlmittel, welche durch den Reaktorkern geleitet wird. Durch Auswählen eines genügend hohen Einlaßdruckes wird sichergestellt, daß der Druck beim Verlassen des Kerns immer noch überkritisch ist. Als Veranschaulichung der Aufteilung, welche in der Praxis bei 23 bewirkt wird, kann z.B. für einen Kern, der mit 1132 MW (T) (äquivalent einem Nettoausgang von 500 MWE) bemessen ist, ein Dampfmassenstrom von 4,57 χ 10⁶kg pro Stunde erforderlich sein, und hiervon können z. B. nur 1,49 X 10°kg pro Stunde, d.h. weniger als ein Drittel, zu den Turbinen geleitet werden. Als allgemeine Regel wird daher ein größerer Anteil der Dampfversorgung rückzirkuliert.

Bei der Darstellung des Reaktors 11 in den F i g. 2 A und 2 B sind nur diejenigen Teile gezeigt, welche für die vorliegende Erfindung von Bedeutung

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sind. Ein aus Brennstoffelementen gebildeter Kern abstehen, wird die Innenwand an einer Kante 46, die

hat die Gesamtform eines geraden Zylinders, wie im Boden des äußeren Gesamtbehälters gebildet ist,

durch die strichpunktierte Umrißlinie 30 angedeutet gehalten.

ist. Die Brennstoffelemente sind in einer großen An- In Flucht mit den Kühlmittelleitungsmundstücken zahl von nebeneinander angeordneten aufrechten 5 41 sind Durchbohrungen durch die Innenwand, je-

Brennstoffelement-Baugruppen vorgesehen, wie z. B. weils mit einem umhüllten Raum 47, der das äußere

bei 31 angedeutet, wobei jede ein längliches rohrför- Ende umgibt, vorgesehen. Die Umhüllungsanord-

miges Außengehäuse oder eine derartige Umhüllung nung am Boden der Innenwand ist so getroffen, daß

hat, in welcher eine Gruppe von Brennelementen in dieser Raum nicht nur den Kühlmittelleitungsboh-

Form von Brennstoffnadeln befestigt ist. Die unteren io rungen in diesem Bereich, sondern auch den Bohrun-

Enden dieser rohrförmigen Gehäuse sind in Form gen, welche für Regelstabeintrittsvertiefungen 48 er-

von hohlen Stiften 32 verlängert, welche in einem forderlich ist, durch welche Regelelemente in den

Gitteraufbau 33 sitzen, wobei letzterer einen Kühl- Kern von unten her eingeführt werden können, ge-

mittelraum 34 umgrenzt, der durch seitliche Öffnun- meinsam ist, wobei diese Vertiefungen durch die

gen in den Stiften in Verbindung mit dem Gehäu- 15 Außenwand mit Hilfe von Mundstücken 49 ähnlich

seinneren steht. den Mundstücken 41 geführt werden.

In Übereinstimmung mit der Form des Kerns ist Am Boden des unteren Abschnitts 38 der Außen-

der den Kern einschließender Druckbehälter eben- wand sind Auslaßöffnungen 50 vorgesehen, die zu

falls zylindrisch ausgebildet, aber hat eine Länge, die dem Zwischenraum 35 hin offen sind, und in dem

etwas mehr als die doppelte Länge des Kerns beträgt, 20 oberen Abschnitt 39 sind Einlaßöffnungen 51 vom

so daß Brennstoffelement-Untergruppen, die über Zwischenraum 35 her vorgesehen. Mit Hilfe dieser

das Kernvolumen gehoben werden, seitlich in dem Einlaß- und Auslaßöffnungen wird ein Umlauf von

Behälter für das Be- und Entladen bewegt werden Abschirmwasser bei überkritischem Druck durch den

können. Zwischenraum 35 hindurch aufrechterhalten. Eine

Es ist ersichtlich, daß der Behälter doppelwandig 25 Abzapfung (nicht gezeigt), welche unmittelbar von

mit einem Zwischenraum 35 zwischen der äußeren der Kühlmittellieferung abgenommen wird, die die

Wand 36 und der inneren Wand 37 ist. Die äußere Speisewassererwärmer verläßt, kann für den Zwi-

Wand ist ein Gesamtbehälter aus drei getrennten Ab- schenraum-Umlauf verwendet werden,

schnitten, um dem vollen Nenndruck von z. B. Für die Zwecke des vorliegenden Beispiels soll an-

253 kg/cm² zu widerstehen, wobei dieses Abschnitte 30 genommen werden, daß die Dampfströmung abwärts

einen unteren Hauptabschnitt 38, einen oberen Ab- durch den Kern erfolgt, und daher sind Leitungen 52

schnitt 39 mit einer Schraubflanschverbindung zum für die Einlaßströmung und Leitungen 54 für die

unteren Abschnitt und eine Deckplatte (nicht ge- Auslaßströmung vorgesehen. Beide Dampfleitungs-

zeigt) zum Abdichten einer mit Flansch versehenen gruppen sind an die Mundstücke 41 geschweißt,

oberen Öffnung 40 im oberen Abschnitt aufweisen. 35 welche als Thermalbuchsenverbindungen mit der an-

Sowohl der obere als auch der untere Abschnitt sind deren Wand dienen, und sitzen mit dichtem Sitz in

aus dicken geschmiedeten Ringen vorgefertigt, den umhüllten Bohrungen der Innenwand. Die

welche durch Stumpfschweißen miteinander verbun- gleiche Anordnung gilt für die Regelstab-Eintritts-

den sind; wegen der Dicke, die 20,32 cm oder mehr Vertiefungen 48. Ausleckendes Strömungsmittel in

betragen kann, ist ein Elektrostumpfschweißen geeig- 4° beiden Richtungen in die umhüllten Räume 47 von

net. Mundstücke 41 zur Aufnahme von Kühlmittel- niedrigerem Druck wird durch Auslaßöffnungen, wie

leitungen durchdringen senkrecht gewölbte Teile des beispielsweise 55 (von denen nur eine gezeigt ist)

oberen und unteren Abschnitts. Für die 500 MWE- weggenommen.

Auslegung, welche hier erwogen wird, beträgt der In- Der Zweck des Druckaufnahmebehälters, welcher

nendurchmesser des äußeren Gesamtbehälters 45 durch die Innenwand 37 gebildet ist, besteht darin,

3,65 m. die Geschwindigkeit oder das Ausmaß der Druckver-

Die Innenwand 37 ist ein Gesamtbehälter von ringerung im Falle eines Bruches der Außenwand zu

ähnlicher Form und Bauweise, so daß den Druckver- verzögern. In einem solchen Falle wird die Innen-

hältnissen Rechnung getragen wird, wobei ihr einge- wand die Außenwand von der Beanspruchung teil-

schnürtes oberes Ende von einem Abschirmstopfen 50 weise befreien, und somit wird die Innenwand, wäh-

42 abgeschlossen ist, welcher durch eine Schraubver- rend sie durch Auslecken Selbstdruck verliert, die

bindung 43 an Ort und Stelle befestigt wird. Der Teil Gefahr verringern, daß die Bruchstelle sich weiter

der Innenwand neben und über dem Kern ist innen ausdehnt.

mit einer Flußstahl-Neutronenabschirmung 44 ausge- Der in Fig. 3 gezeigte Schnitt der Brennstoffelekleidet, so daß die Flußstahlauskleidung und die In- 55 mentbaugruppe 31 ist ein Horizontalschnitt durch nenwand in Verbindung mit Abschirmwasser zwi- die mit Brennstoff bestückte Länge der Baugruppe, sehen den Wänden (wie später beschrieben wird) Das äußere Gehäuse 60 ist sechseckig mit längsvereine ausreichende Abschirmung gegen eine Beschädi- laufenden Höckern 61, die einen geringen Zwischengung durch Neutronen bilden. Während die Außen- raum zwischen" benachbarten Baugruppen sicherstelwand-Arbeitstemperatur im Bereich von 250 bis 60 len. In dem Gehäuse sind 169 Brennstoffnadeln, 350° C liegt, ist die Arbeitstemperatur für die Innen- wobei jede Nadel einfach zylindrisch mit einem wand 400° C oder höher, und zwar für eine kontinu- Außendurchmesser von 5,84 mm ist und der Abstand ierliche Selbstvergütung, um dem hohen Neutronen- zwischen den Nadeln für den Kühlmittelstrom fluß, dem die Innenwand ausgesetzt ist, zu widerste- 1,27 mm beträgt. Jede Brennstoffnadel ist von Metall hen. Diese Temperaturen werden zweckmäßig so ein- 65 mit einer Wanddicke von 0,38 mm umhüllt, wobei gerichtet, daß sie den Speisewassererwärmer bzw. die Umhüllung rostfreier Stahl oder eine der auf Kerneinlaßtemperaturen entsprechen. Mit Hilfe von Chrom und Nickel basierenden hochgradig festen Radialösen 45, die in Abständen von ihrem Umfang Legierungen ist. Der Brennstoff selbst ist ringförmig

ausgebildet, um in der Mitte einen Hohlraum 62 für die Ansammlung von Spaltproduktgasen zu bilden, und er setzt sich aus einem Gemisch der Oxyde von Uran und Plutonium zusammen, wobei die Anreicherung durch ein Atomverhältnis des Plutoniums zu Uran plus Plutonium von 15,1 % in einem Innenbereich des Kerns und 20,8 °/o in einem Außenbereich des Kerns beträgt. Basierend auf Baugruppen gemäß F i g. 3 setzt sich der mit Brennstoff bestückte Abschnitt des Kerns aus 36,8 % Kühlmittelraum, 27,5 % Brennstoff, 28,8% Baumaterial, wie beispielsweise Umhüllung, und 5,9 % Hohlraum zusammen. Für einen einzigen Durchgang des Kühlmittels durch den Kern ist eine Dampfauslaßtemperatur vom Kern von 565° C für eine Oberflächentemperatur des heißesten Brennstoffelements von ungefähr 700⁰C erreichbar. Die Kerneinlaßtemperatur sollte im Bereich zwischen 380 und 410° C liegen, wobei die untere Grenze dieses Bereichs über der kritischen Temperatur gewählt ist, um ein unzulässig dichtes Kühlmittel im Kern und somit einen Brutverlust zu vermeiden. Die obere Grenze wird im Hinblick darauf festgesetzt, daß eine Vergrößerung des Wiedererhitzerstroms eine größere Umlaufenergie und somit einen Verlust des Umlauf-Wirkungsgrades erfordert. Was das Brüten angeht, so wird die normale Praxis bei Schnellreaktoren befolgt, wo Brutmäntel um den Kern herum und an beiden Enden desselben vorgesehen werden. Der umgebende radiale Mantel wird dadurch gebaut, daß Umfangsbaugruppen31 mit Brutnadeln an Stelle von Brennstoffnadeln bestückt werden, während die Endmäntel durch obere und untere Längen von Brennstoffgruppen gebildet werden, wobei die Brennstoffnadeln durch Brutnadeln ersetzt sind.
Um den positiven Temperaturkoeffizienten zu vermeiden, der durch die Verwendung von Dampfkühlmittel in dem sonst unmoderierten Kern des Reaktors entsteht, kann in bekannter Weise in den Brennstoffelementen ein epithermischer Absorber vorgesehen sein, wie beispielsweise Indium, Hafnium oder Europium, um der Tendenz, die Reaktivität beim Überfluten des Kerns zu verstärken, entgegenzuwirken. Dieses Mittel liefert die Möglichkeit, den Reaktor anzulassen, wenn der Kühlmittelstrom durch den Kern sich auf unterkritischer Temperatur befindet.

Bis eine überkritische Betriebstemperatur erreicht worden ist, würde dieser Strom völlig durch einen Wärmeumwandler 25 (Fig. 1) mit Hilfe einer Leitung 26 parallel mit dem Wiedererwärmungskreislauf nebengeschlossen oder umgangen. Dieser Umwandler kann außerdem für die Beseitigung von Zerfallswärme aus dem Kern nach dem Abschalten verwendet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

309 533/126

Claims

Patentansprüche:

1. Heterogener, schneller Atomreaktor, der mit Wasserdampf unter Druck gekühlt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel im Kern in an sich bekannter Weise unter überkritischem Druck steht und daß die Brennstoffelemente (31) im Kern in ebenfalls an sich bekannter Weise eine Wärmeübertragungsfläche von mindestens 260 m² pro Kubikmeter des mit Brennstoff bestückten Kerns aufweisen.

2. Kernreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Speisewasser-Erwärmungseinrichtung vorgesehen ist, welche das dem Kern zugeführte Wasser-Kühlmittel so stark vorwärmt, daß in Verbindung mit der durch den Kern getriebenen Menge der Temperaturanstieg im Kühlmittel infolge der durch die Brennstoffelemente auf diese übertragenen Wärme weniger als 200° C beträgt.

3. Kernreaktor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern in einem doppelwandigen Druckbehälter eingeschlossen ist, wobei der Behälter für den Umlauf von Wasser mit überkritischem Druck durch den Zwischenraum hindurch eingerichtet ist.