DE1639001C3

DE1639001C3 - Kohlendioxidgekühlter graphitmoderierter Atomkernreaktor

Info

Publication number: DE1639001C3
Application number: DE19681639001
Authority: DE
Inventors: Vivian Yomtob London Labaton
Original assignee: UK Atomic Energy Authority
Current assignee: UK Atomic Energy Authority
Priority date: 1967-01-16
Filing date: 1968-01-03
Publication date: 1976-09-09

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen kohlendioxidgekühlten;, graphitmoderierten Atomkemreaktor, bei welchem das Kühlmittel Methan als Inhibitor gegen die Korrosion des Moderatorgraphits durch das Kühlmittel enthält.

Beim Entwurf bzw. bei der Konstruktion von kohlendioxidgekühlten Kernreaktoren, die Graphitmoderatoren aufweisen, entsteht ein Hauptproblem, das in Betracht gezogen werden muß, durch den Angriff des Kohlendioxid-Küh) mittels auf den Graphitmoderator bei Bestrahlung. Diesem Problem wird zur Zeit durch das Einbringen von Substanzen in das Reaktor-Kühlmittel entgegengewirkt, um den Angriff zu hemmen bzw. hintanzuhalten, wobei als solche Substanzen Methan und Kohlenmonoxid in Betracht kommen. Jedoch wird die Problematik in dem Maße schlimmer, als sich die Strahlungsintensität in einem Kernreaktor erhöht, und der Zusatz von Inhibitoren kann dann allein nicht ausreichend sein, wenn die Strahlungspegel noch weiter ansteigen. Auch ökonomisch ist es schädlich, wenn die Inhibitor-Pegel erhöht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Korrosion eines Graphitmoderators, der einen Inhibitor enthält, zu reduzieren.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß die mittlere durch die Porosität des Moderatorgraphits bedingte Oberfläche derselben weniger als 0,2 m*/g beträgt.

Flächen, die so klein sind, wie sie die Erfindung erfordert, werden normalerweise bei der Herstellung von Graphit für Kernreaktorzwecke nicht «reicht.

Sie können jedoch durch wiederholtes Imprägnieren des Graphit- oder Kohlenstoffkörpers, aus welchem er hergestellt wird, mit kohlenstoffhaltigem Material, das dann in den Poren des Graphit- oder Kohlen-Stoffkörpers karbonisiert wird, erzielt werden.

Um die Verbesserung im Inhibitionsfaktor aufzuzeigen, wenn Graphit gemäß der Erfindung verwendet wird, wurden Proben dem Reaktorkühlmittel in einem Bestrahlungsaufbau ausgesetzt, der sich in

ίο einem Kernreaktor befand. Das Kühlmittel bestand grundsätzlich aus Kohlendioxid und enthielt 1000 Volumpromille Methan. Die Temperatur war zwischen 320 und 350° C, der Druck betrug 50,4 kg/cm⁵, und die Strahlungsintensität war so, daß eine Energiedeposdtionsrate im Bereich von 600 mW/g erzeugt wurde. Die Korrosion von Graphit und somit der Inhibitionsfaktor wurden als G(-C)-Werte zum Ausdruck gebracht. Diese geben den Verlust von Kohlenstoffatomen aus dem Graphit pro

ao 100 eV absorbierter Energie an. Die G(-C)-Werte werden aus Messungen des Gewichtsverlustes der getesteten Graphitprobiin, der Volumina offener Poren sowie der Bestrahh'.ngsdosh errechnet. Die folgenden Resultate wurden mit sechs verschiedenen Graphiten erreicht:

Graphit

Flächeninhalt

(m'/g)

G(-C)

A	0,23	0,20
B	0,08	0,08
C	0,28	0,16
D	0,50	0,22
E	0,55	0,25
F	0,24	0,16

Die mittlere durch die Porosität bedingte Oberfläche wird nach dem B. E. T.-Absorptionsverfahren gemessen, das von Brunauer, Emmett und Teller im »Journal of the American Chemical Society« (1938), Vol. 60, S. 309, beschrieben worden ist.

Der technische Fortschritt ist darin zu sehen, daß eine Verminderung der Korrosion des Graphitmoderators durch Verkleinerung der durch seine Porosität bedingten Oberfläche erzielt wird.

Claims

Patentanspruch:

Kohlendioxidgekühlter graphitmoderierter Atomkerareaktor, bei welchem das Kühlmittel Methan als Inhibitor g-gen die Korrosion des Moderatorgraphits durch das Kühlmittel enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere, durch die Porosität des Moderatorgraphits bedingte Oberfläche desselben weniger als 0,2 m²/g beträgt.