DE1812347A1 - Uranium-silicon alloy nuclear fuel element - Google Patents

Uranium-silicon alloy nuclear fuel element

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DE1812347A1 DE19681812347 DE1812347A DE1812347A1 DE 1812347 A1 DE1812347 A1 DE 1812347A1 DE 19681812347 DE19681812347 DE 19681812347 DE 1812347 A DE1812347 A DE 1812347A DE 1812347 A1 DE1812347 A1 DE 1812347A1
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Description

IG/scnIG / scn

19. 11. 1968November 19, 1968

ATOI-IIC ENSIiGY OF CAITADA LIIJITED,ATOI-IIC ENSIiGY OF CAITADA LIIJITED,

150 Kent Street, City of Ottawa, Province of Ontario, Kanada150 Kent Street, City of Ottawa, Province of Ontario, Canada

Kernbrennstoffelement aus einer Uran-Siliciumlegierung.Uranium-silicon alloy nuclear fuel element.

Die Erfindung betrifft ein Kernbrennstoffelement mit einem aus Uranmetall mit etwev zwei bis 7» 3 Gewichtsprozent Silicium legierten und einen Leerraum aufweisenden, zwecks Erhöhung des Korrosionswiderstandes seiner Legierung wärmebehandelten Kern, der durch einen Mantel aus an sich bekannter korrosionsfester Zirkonlegierung umfaßt ist nach Patentanmeldung P 15 89 458. 3.The invention relates to a nuclear fuel element having a of uranium metal alloyed with about two to 7 »3 percent by weight silicon and having a void for the purpose of increasing it the corrosion resistance of its alloy heat-treated Core, which is encompassed by a jacket made of a known corrosion-resistant zirconium alloy according to patent application P 15 89 458. 3.

Bei Uran-legierten Kernbrennstoffelementen für Kernkraftreaktoren ergeben sich Schwierigkeiten, weil die mit Uran hochlegierten, dem hocherhitzten ¥asser als Kühlmittel ausgesetzten Legierungen nur einen niedrigen Korrosionswiderstand haben. Im Hinblick auf diesen niedrigen Korrosionswiderstahd im wässrigen Medium führt jeder Fehler in dem die Uranlegierung umgebenden Schutzmantel zu schworen und unerwünschten Störungen.For uranium-alloyed nuclear fuel elements for nuclear power reactors Difficulties arise because the highly alloyed with uranium, exposed to the highly heated water as a coolant Alloys have only a low corrosion resistance. In view of this low corrosion resistance In the aqueous medium, any flaw in the protective jacket surrounding the uranium alloy leads to sworn and undesirable Disruptions.

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Um diese Nachteile herabzusetzen, sind bereits Legierungen mit einer sich der Deltaphase U Si nähernden Zusammensetzung aus Uran-Siliciumie-gäreä-Hasig bekannt, die eine niedrigere Korrosionsgeschwindigkeit haben.Allerdings zeigen diese Legierungen bei Bestrahlung eine ungenügende Volumenstabilität, da die Unordnung in der gesetzmäßigen Deltaphase und/oder das Ausbrechen gasförmiger Spaltungsprodukte zu den Betrieb gefährdenden Volumenvergrößerungen führen können.In order to reduce these disadvantages, alloys with a composition approaching the delta phase U Si are already available from Uran-Siliciumie-gärä-Hasig known the one lower Corrosion rate. However, these alloys show insufficient volume stability during irradiation, since the disorder in the regular delta phase and / or the breakout of gaseous fission products can lead to volume increases that endanger the operation.

Nach der Hauptanmeldung P 15 89 ^58· 3 ist bereits vorgeschlagen worden, daß das Kernbrennstoffelement einen aus Uranmetali mit etwa 2 bis 7j3 Gewichtsprozent Silicium legierten und einen.Leerraum aufweisenden, zwecks Erhöhung des Korrosionswiderstandes einer Legierung wärmebehandelten Kern aufweist, der durch einen Mantel aus an sich bekannter korrosionsfester Zirkonlegierung umfaßt ist und der Leerraum etwa 3-15 Volumenprozent der Uranlegierung beträgt.According to the main application P 15 89 ^ 58 · 3 is already proposed It has been found that the nuclear fuel element alloyed one of uranium metal with about 2 to 7/3 weight percent silicon and a void that is heat-treated to increase the corrosion resistance of an alloy Has core which is surrounded by a jacket made of a known corrosion-resistant zirconium alloy and the empty space is about 3-15 percent by volume of the uranium alloy.

Die Erfindung bezweckt eine Vesfoesserung und weitere Ausbildung der Hauptanmeldung, Es wird in überraschender Weise vorgeschlagen, Kernbrennstoffelemente zu verwenden, bei denen jeweils der Leerraum des Kernes bis 25 Volumenprozent der Uranlegierung beträgt, wobei 25 Volumenprozent selbst ausdrücklich eingeschlossen sind. Durch eine derartige Ausbildung des zentralen Kernes wird die Herstellung vereinfacht, der Anwendungsbereich der Kernbrennstoffelemente vergrößert.The invention aims a Vesfoesserung and further development of the main application, It is in a surprising way proposed to use nuclear fuel elements at each of which the void space of the core up to 25 percent by volume of the uranium alloy, with 25 percent by volume themselves are expressly included. By such a Formation of the central core simplifies the manufacture, the scope of the nuclear fuel elements enlarged.

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Bine weitere Ausgestaltung· der Erfindung sieht in überraschender Weise vor, daß der Leerraum vorzugsweise 15 Volumenprozent der Uranlegierung· beträgt. Hierdurch -wird eine Verbesserung als auch weitere Ausbildung gegenüber der Hauptanmeldung erreicht, weil dort der Tolumenbereich lediglich bis 15 Volumenprozent erstreckt wurde, ohne diesen Wert selbst einzuschließen. Dieser in der Hauptanmeldung als ein noch nicht erreichbarer Grenzfall angegebener Wert bildet nach der Erfindung das bevorzugte Ausführungsbeispiel für die Herstellung des Kernbrennstoffelementes, eben im Unterschied zur Hauptanmeldung.A further embodiment of the invention is surprising Provide that the void is preferably 15 percent by volume of the uranium alloy · is. This is an improvement as well as further training compared to the main application achieved because there the tolumen area only up to 15 percent by volume without this value include yourself. This forms the value specified in the main application as a borderline case that has not yet been achieved according to the invention the preferred embodiment for the production of the nuclear fuel element, just as a difference to the main registration.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die mit einem zentralen Leerraum versehenen Brennstoffelemente durch ein Abdeck- bzw. Absperrbauteil wie einen Pfropfen» Zapfen oder dgl. aus U„Si ergänzt werden können, wobei dieser Bauteil an dem Kern angeschmolzen, angeschweißt oder angelötet ist, um den zentralen Leerraum im Kern abzudichten. Dies ist insofern von Vorteil, als man bei Beschädigung des Mantels oder der Stirnseite im vollständigen Kernbrennstoffelement den Eintritt des Wassers in den relativ heißen Brennstoffkern verhindert«Another embodiment of the invention provides that the fuel elements provided with a central void can be supplemented by a cover or shut-off component such as a plug »pin or the like made of U« Si, with this component is fused, welded or soldered to the core in order to seal the central empty space in the core. This is advantageous in that if the shell or the end face in the complete nuclear fuel element is damaged, the entry of the water into the relative hot fuel core prevents "

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß statt eines zentralen Leerraumes im Kern des Brennstoffelementes eine Mehrzahl von Einzelräumen, insbesondere gleichmäßig verteilte und/oder porenartige Räume vorhanden ist bzw. sind, wobei diese 3—15 Volumenprozent der Uranlegierung betragen.DieAnother embodiment of the invention provides that instead of a central empty space in the core of the fuel element, a plurality of individual spaces, in particular evenly distributed and / or pore-like spaces, is or are present, with these amount to 3-15 percent by volume of the uranium alloy

109824/05U P°ren~109824 / 05U P ° ren ~

artigen Räume dienen dem gleichen Zweck wie der zentrale Leerraum, in-dem sie das Aufblähen des Elementes aufnehmen, bzw. ausgleichen. Dies ist wiederum insofern von Vorteil, als im Falle-eines defekten Mantels das Wasser nicht in den relativ heißen Brennstoffkern eindringen kann und eine steile Korrosion vermieden wird»like rooms serve the same purpose as the central one Empty space in which they absorb or compensate for the expansion of the element. This, in turn, is advantageous in that than in the case of a defective jacket the water does not go into the relatively hot fuel core can penetrate and a steep Corrosion is avoided »

Außer ,einem einzigen Leerraum oder gleichmäßig verteilten porenartigen Einzelräumen wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, eine sinngemäße Kombination dieser beiden Vorschläge vorzusehen, also einen Uran-Silicium-legierten Kern mit gleichmäßig verteilten porösen Leerräumen und einem ausgedehnteren Leerraum. In diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wo eine Kombination der verteilten porenartigen Räume und des einzigen ausgedehnten Leeraumes verwendet wird, beträgt das Gesamtvolumen etwa 3 - 25 fo* bezogen auf das Volumen des Kernes aus Uran-Silicxumlegierung.In addition to a single void or evenly distributed pore-like individual spaces, the invention proposes to provide an analogous combination of these two proposals, that is, a uranium-silicon alloy core with evenly distributed porous voids and a more extensive void. In this embodiment of the invention, where a combination of the distributed pore-like spaces and the single extensive void is used, the total volume is about 3 - 25 fo * based on the volume of the uranium-silicon alloy core.

Ferner werden erfindungsgemäß beispielhafte Verfahren zum Herstellen bzw. zum Vereinigen der Einzelteile des Kernbrennstoffelementes vorgeschlagen;Furthermore, according to the invention, exemplary methods for Manufacture or combine the individual parts of the nuclear fuel element suggested;

Beispiel 1 - Individuelle Herstellung der Elemente, der derExample 1 - Individual manufacture of the elements that the

Arbeitsschritt Beschaffung des Gleitsitzes folgt»Work step procurement of the sliding seat follows »

At|s der Uran-Siliciumlegierung wird ein stabförmiger Bauteil gegossen, der den zentralen Leerraum enthält und dann.wird der Stab oder dgl. bei einer Temperatur im Bereich von 750 - 900 C,At | s of the uranium-silicon alloy becomes a rod-shaped component poured, which contains the central empty space and then the rod or the like is at a temperature in the range of 750 - 900 C,

109824/0514>109824/0514>

vorzugsweise bei etwa 800 C wärmebehandelt, um die Legierung peritektoidisch in die Deltaphase (u_Si) zu überführen. Die genaue Temperatur der Wärmebehandlung hängt von vorhandenen Spurenbestandteilen in der Legierung ab. Dies Verfahren kann, in Abhängigkeit von der zuerst gegossenen Gestalt der Legierung und vom Ausmaß der Vollständigkeit der bei der Anwendung erforderlichen Transformation, in einem Zeitintervall von 2 bis 300 Stunden, regelmäßig nach etwa 72,,Stunden^ beendet werden. Dann wird der Stab durch mechanische Bearbeitung wie durch Schleifen auf die endgültige^für den Kern des Brennstoffelementes vorgesehenen Maße gebracht und das Brennelement dadurch hergestellt, daß der Kern mit Gleitsitz in den Schutzmantel eingeführt wird.preferably heat treated at about 800 C to give the alloy to transfer peritectoidally into the delta phase (u_Si). the the exact temperature of the heat treatment depends on the trace elements present in the alloy. This procedure can depending on the first cast shape of the alloy and the degree of completeness of the application required transformation, in a time interval of 2 to 300 hours, regularly finished after about 72 hours will. Then the rod is machined, such as by grinding, to the final ^ for the core of the fuel element Brought intended dimensions and the fuel assembly produced in that the core with a sliding fit in the protective jacket is introduced.

Beispiel 2 - Ein dem Beispiel 1 ähnliches Verfahren unterscheidet sich von diesem dadurch, daß die Uran-Silioiumlegierung zu einem Barren oder dgl., anstelle eines Stabes mit einem zentralen Leeraum, gegossen wird. Nachdem die Wärmebehandlung bei etwa 800 C, wie in Beispiel 1 ausgeführt wor- · den ist, wird der Barren bei einer Temperatur, die kleiner als die perltektoidisohe Temperatur von 930 C ist, zu einem mit einem zentralen Leeraum versehenen Stab oder dgl. extrudiert. Man unterschreitet die Temperatur von 930 C,um einen entgegengesetzt gerichteten Arbeitsablauf zu unterbinden, der den Deltaphasönzustand in der Legierung zerstören würde. Wie auch früher wird dann der Stab durch Bearbeitung oder Schleifen auf seine endgültigen Abmessungen gebracht und man erhält das Kernbrennstoffelement, indem der bearbeitete Stab bzw. derExample 2 - A process similar to Example 1 differs from this in that the uranium-silicon alloy is poured into an ingot or the like, instead of a rod with a central empty space. After the heat treatment at about 800 C, as has been carried out in Example 1, the ingot is at a temperature which is less than the pearl tectoid temperature is 930 C, to one with a central empty space provided rod or the like. Extruded. The temperature falls below 930 C, by one opposite to prevent a specific workflow that would destroy the delta color in the alloy. As well as earlier the rod is then brought to its final dimensions by machining or grinding and that is what you get Nuclear fuel element by placing the machined rod or the

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•m 6 — • m 6 -

Kern mit Gleitsitz in den Schutzmantel eingeführt wird.Core is inserted with a sliding fit in the protective jacket.

Beispiel 3 - Es wird ein dem Beispiel 2 ähnliches Verfahren verwendet, mit der Ausnahme, daß die Reihenfolge der Arbeitssohritte Wärmebehandlung und Extrusion umgekehrt wird. , Die Uran-Siliciumlegierung wird also als Barren gegossen und dann in einen, einen zentralen Leerraum aufweisenden Stab extrudiert. Dann wird der Stab bei etwa 800 G wärmebehandelt, wie im Beispiel 1, um die Legierung peritektoidisoh in die Deltaphase U_Si zu überführen. Anschließend wird der Stab auf seine endgültigen Abmessungen, die für den Kern vorgesehen sind, durch mechanische Bearbeitung oder Schleifen gebracht und dann" der Kern in den Schutzmantel mit Gleitsitz eingeführt, so daß das Kernbrennstoffelement gebildet ist.Example 3 - A procedure similar to Example 2 is used, except that the order of the working hole center Heat treatment and extrusion is reversed. So the uranium-silicon alloy is cast as an ingot and then extruded into a rod having a central void. The rod is then heat-treated at about 800 G, as in Example 1, in order to convert the alloy peritectoidally into the delta phase U_Si. Then the rod is up its final dimensions intended for the core, brought by machining or grinding and then "the core is inserted into the protective jacket with a sliding fit, so that the nuclear fuel element is formed.

Beispiel k - Dies Verfahren enthält die ersten, im Beispiel 2 angegebenen Arbeitsschritte, d.h., die Uran-Siliciumlegierung wird als Barren gegossen und dann der Barren bei etwa 800 C, wie in Beispiel 1, wärmebehandelt. Der wärmebehandelte Barren wird dann innerhalb der aus Zirkonlegierung bestehenden HÜlae bzw. dem Mantel bei einer 930 G unterschreitenden Temperatur koextrudiert» so daß ein Kernbrennstoffelement mit einem Kern aus Uran-Silicium in Deltaphase U_S± gewonnen wird, der einen zentralen Leerraum hat und dann mit dem Mantel aus Zirkonlegierung verkleidet wird, bzw» an diesen angeschmolzen oder dgl. wird«Example k - This method contains the first working steps given in Example 2, ie the uranium-silicon alloy is cast as an ingot and then the ingot is heat-treated at about 800.degree. C. as in Example 1. The heat-treated ingot is then coextruded within the zirconium alloy shell or jacket at a temperature below 930 G »so that a nuclear fuel element with a core of uranium-silicon in delta phase U_S ± is obtained, which has a central empty space and then with the Sheath made of zirconium alloy is clad, or "is melted onto this or the like"

Beispiel 5 - Ein Verfahren ähnlich demjenigen nach Beispiel kt Example 5 - A method similar to that of Example k t

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mit der Ausnahme, daß die Arbeitsschritte Wärmebehandlung und !Coextrusion in der Reihenfolge umgekehrt werden} d. h,, die Uran-Siliciumlegierung wird als Barren gegossen und dann innerhalb einer Hülse bzw. eines Mantels aus Zirkonlegierung koextrudiert, so daß ein Kernbrennstoffelement gebildet wird, in welchem der Kern einen zentralen Leeraum hat, und dann wird er mit dem Mantel aus Zirkonlegierung verkleidet bzw. an diesen angeschmolzen oder dgl. Dann wird das so vereinigte Kernbrennstoffelement einer Wärmebehandlung bei etwa 800 C1 wie im Beispiel 1 angegeben, unterworfen, um den Kern aus Uran-Siliciumlegierung in die Deltaphase TJ„Si zu überführen.with the exception that the work steps heat treatment and! coextrusion are reversed in the order} d. The uranium-silicon alloy is cast as an ingot and then coextruded within a zirconium alloy shell to form a nuclear fuel element in which the core has a central void, and then it is clad with the zirconium alloy shell The nuclear fuel element thus combined is then subjected to a heat treatment at about 800 C 1 as indicated in Example 1 in order to convert the uranium-silicon alloy core into the delta phase TJ “Si.

Beispiel 6 - Aus der Uran-Siliciumleglerung wird ein Stab mit gleichmäßig verteilten porenartigen Einzelräumen gegossen, die insgesamt 3-25 Volumenprozent des Stabes ausmachen* Diesen Stab oder dgl, kann man dadurch herstellen, daß ein geeignetes inertes Gas wie Helium in die geschmolzene Charge eingeführt wird. D£es kann durch Einblasen oder dgl. des Gases in die schmelzende Legierung erfolgen. Wenn sich die Legierung verfestigt, wird das Gas in ihr in Form von sphärischen geschlossenen Poren (porenförmige Einzelräume) eingeschlossen. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß die Schmelzlegierung, insbesondere bei I5OO Cj der Atmosphäre des inerten Gases ausgesetzt wird, wodurch regelmäßig genug Gas absorbiert wird, um die gewünschte Porösität während der Verfestigung zu erreichen.Example 6 - The uranium-silicon layer becomes a rod Cast with evenly distributed pore-like individual spaces, which make up a total of 3-25 percent by volume of the rod * This rod or the like can be made by adding a suitable inert gas such as helium to the molten charge is introduced. This can be done by blowing or the like. The gas into the melting alloy. If the When the alloy solidifies, the gas is enclosed in it in the form of spherical closed pores (pore-shaped individual spaces). According to the invention it is proposed that the fusible alloy, in particular at I5OO Cj of the atmosphere of the inert gas, which regularly absorbs enough gas to achieve the desired porosity during the To achieve solidification.

Eine andere Ausführungsforin der Erfindung sieht vor, daß dasAnother embodiment of the invention provides that the

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Gas in die geschmolzene Legierung dadurch eingeführt wird, daß in die Hohlform, in der der Kern geformt wird, eine, ein Gas erzeugende Flüssigkeit oder ein fester Stoff eingeführt wird. Vorzugsweise wird hierfür metallisches Magnesium verwendet. Wenn die das Gas erzeugende1 Flüssigkeit oder der Feststoff mit der geschmolzenen Legierung in Berührung gebracht wird, wird das Gas gebildet, bzw. freigegeben und es durchdringt die Legierung und wird wiederum in der Legierung während der Verfestigung in üblicherweise sphärischen geschlossen Porenräumen eingeschlossen, DaJ^n wird der Stab gemäß Beispiel 1 bei etwa 800 C wärmebehandelt, um die Legierung peritektoidisch in die Delta*Gas is introduced into the molten alloy by introducing a gas generating liquid or solid into the hollow mold in which the core is formed. Metallic magnesium is preferably used for this. When bringing the gas generating one liquid or solid with the molten alloy in contact, the gas is formed and released and penetrates the alloy and is again in the alloy during solidification in generally spherical closed pore spaces enclosed DAJ ^ n the rod is heat-treated according to example 1 at about 800 C in order to convert the alloy peritectoidally into the delta *

phase U0Si zu überführen« Dann wird der Stab durch mechani-J phase U 0 Si to transfer «Then the rod is through mechani- J

sehe Bearbeitung oder Schleifen auf seine endgültigen Abmessungen als Kern eines Brennstoffelementes gebracht und das Element entsteht wiederum dadurch, daß der Kern in den Schutzmantel mit Gleitsitz eingeführt wird.see machining or grinding to its final dimensions Brought as the core of a fuel element and the element is in turn created by the fact that the core in the protective jacket is introduced with a sliding fit.

Für die Kernbrennstoffelemente gemäß dieser Erfindung wurde festgestellt, daß man eine Leistung von mehr als 10 000 Megawattagen pro Tonne Uran erreichen konnte, ohne daß der Innendurchmesser 1 $ überschritten hätte.For the nuclear fuel elements according to this invention found that one has an output of more than 10,000 megawatt-days per ton of uranium without the inside diameter exceeding $ 1.

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Claims (1)

IG/s eh.IG / s eh. November 19» 1968November 19 »1968 ATOMIC ENERGY OF CANADA LIMITEDATOMIC ENERGY OF CANADA LIMITED PatentansprücheClaims 1. Kernbrennstoffelement mit einem aus Uranmetall mit etwa zwei bis 7>3 Gewichtsprozent Silicium legierten und einem Leerraum aufweisenden, zwecks Erhöhung des Korrosionswiderstandes seiner Legierung wärmebehandelten Kern, der durch einen Mantel aus an sich bekannter korrosionsfester Zirkonlegierung umfaßt ist nach Patentanmeldung P 15 89 4^8. 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Leerraum bis 25 Volumenprozent der Uranlegierung beträgt.1. Nuclear fuel element with a uranium metal with about two to 7> 3 percent by weight of silicon alloyed and having a void, in order to increase the corrosion resistance its alloy heat-treated core, which is covered by a shell made of a known corrosion-resistant zirconium alloy is included according to patent application P 15 89 4 ^ 8. 3 » characterized in that the void is up to 25 percent by volume of the uranium alloy. 2. Kernbrennstoffelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Leerraum insbesondere 15 Volumenprozent der Uranlegierung beträgt.2. Nuclear fuel element according to claim 1, characterized in that that the void is in particular 15 percent by volume of the uranium alloy. 3. Kernbrennstoffelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es einen aus Uran-Siliciumlegierung bestehenden Abdeck- bzw. Absperrbauteil wie einen Pfropfen, Zapfen oder dgl. aufweist, der an die Kernenden angeschmolzen oder dgl, ist und den Leerraum verschließt.3. Nuclear fuel element according to claim 1 or 2, characterized in that that there is one made of uranium-silicon alloy Cover or shut-off component such as a plug, pin or the like. Has fused to the core ends or the like, and closes the empty space. k. Kernbrennstoffelement nach Anspruch 1, dadurch gekenn- k. Nuclear fuel element according to claim 1, characterized 109824/0514109824/0514 zeichnet, daß der Leerraum aus einer Meiuczahl von Einzelräumen, insbesondere aus gleichmäßig verteilten und/oder porenartigen Räumen besteht.draws that the empty space consists of a meiuc number of individual spaces, in particular consists of evenly distributed and / or pore-like spaces. 5 Verfahren zur Herstellung eines Kembrennstoffelementes mit einem hohlen Kern aus Uran-Siliciumlegierung in der Deltaphase U„Si, nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst.aus der Uran-Siliciumlegierung ein stabförmiger Bauteil mit einem zentralen Leerraum gegossen wird, dann dieser Bauteil bei etwa 750 - 900 C in einem Zeitintervall von zwei bis dreihundert Stunden wärmebehandelt wird, um die Legierung peritektoidisch in die Deltaphase to transformieren, dann dieser Bauteil auf vorbestimmte Abmessungen mechanisch bearbeitet und der stabförmige Bauteil mit Gleitsitz in den schützenden Mantel eingeführt wird.5 Process for the manufacture of a nuclear fuel element with a hollow uranium-silicon alloy core in the Delta phase U "Si, according to one of claims 1-4, characterized in that that a rod-shaped component with a central empty space was cast from the uranium-silicon alloy then this component is at around 750-900 C in heat-treated for a time interval of two to three hundred hours is to transform the alloy peritectoidally into the delta phase to, then this component to predetermined Dimensions machined and the rod-shaped component inserted with a sliding fit into the protective jacket will. 6» Verfahren zur Herstellung eines Kernbrennstoffelementes nach einem der Ansprüche 1 - 4, wobei das Element einen hohlen, aus Uran-Siliciumlegierung in der Deltaphase U„Si bestehenden Kern hat, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Uran-Siliciumlegierung zunächst ein barrenförmiger Bauteil gegossen wird, dieser Bauteil dann zwischen etwa 750 - 900°C im Zeitintervall von 2 - 300 Stunden einer Wärmebehandlungunterworfen wird, und die Legierung peritektoidisch in die Deltaphaae zu überführen, dann dieser Bauteil bei einer unter 930 C liegenden Temperatur in einen, einen zentralen Leerraum aufweisenden Stab extrudiert wird, dann der Stab me-6 »Process for the manufacture of a nuclear fuel element according to any one of claims 1-4, wherein the element is a hollow, uranium-silicon alloy in the delta phase U "Si existing core, characterized in that the uranium-silicon alloy is initially a bar-shaped component is cast, this component is then between about 750 - 900 ° C is subjected to a heat treatment in the time interval of 2 - 300 hours, and the alloy peritectoidally into the To transfer Deltaphaae, then this component at a temperature below 930 C in a, a central empty space having rod is extruded, then the rod me- 109824/0514109824/0514 chanisch bearbeitet und mit Gleitsitz in einen Schutzmantel eingeführt wird,mechanically processed and inserted into a protective jacket with a sliding fit, 7.Verfahren zur Herstellung eines Kernbrennstoffelementes nach einem der Ansprüche 1-4, wobei das Kernbrennelement mit einem hohlen Kern aus Tlran-Siliciumlegierung1 in der Deltaphase U_Si hergestellt wird,"aus der Uran-Siliciumlegierung zunächst ein barrenförmiger Bauteil gegossen und dieser Bauteil dann bei etwa 750 - 900°C im Intervall von 2 - 300 Stunden einer Wärmebehandlung unterworfen wird, um die Legierung peritektoidisch in die Deltaphase zu überführen, dadurch gekennzeichnet, daß der barrenfbrmige oder dgl« Bauteil innerhalb eines korrosionsbeständigen, aus einer Legierung bestehenden Mantels bei einer unter 930 C liegenden Temperatur koextrudiert wird, so daß ein U_Si-Kern mit einem zentralen Leerraum gebildet wird und daß der Kern an diesen Legierungsmantel festgeschmolzen oder dgl. wird«7.Verfahren for the production of a nuclear fuel element according to any one of claims 1-4, wherein the nuclear fuel element with a hollow core made of Tlran-silicon alloy 1 in the delta phase U_Si is made, "first cast an ingot-shaped component from the uranium-silicon alloy and then this component about 750 - 900 ° C in the interval of 2 - 300 hours is subjected to a heat treatment in order to convert the alloy peritectoidally into the delta phase, characterized in that the ingot-shaped or the like «component within a corrosion-resistant, made of an alloy jacket at a below 930 C lying temperature is coextruded, so that a U_Si core is formed with a central empty space and that the core is fused to this alloy jacket or the like. " 8. Verfahren zur Herstellung eines Kernbrennstoffelementes nach einem der Ansprüche 1 - k, mit einem hohlen Kern aus Uran-Siliciumlegierung in der Deltaphase U„Si, wobei die Uran-Siliciumlegierung in die Form eines barrenartigen Bauteiles gegossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst der barrenartige Bauteil in einen Stab oder dgl. mit einem mittleren Leerraum extrudiert wird, dann der Stab bei etwa 750 bis 900°C im Zeitintervall von 2 - 300 Stunden wärmebehandelt wird, um die Legierung peritektoidisch in die t Deltaphase zu überführen, dann, der Stab auf vorbestimmte Ab-8. A method for producing a nuclear fuel element according to one of claims 1 - k, with a hollow core made of uranium-silicon alloy in the delta phase U "Si, wherein the uranium-silicon alloy is cast in the form of a bar-like component, characterized in that first of all Bar-like component is extruded into a rod or the like with a central empty space, then the rod is heat-treated at about 750 to 900 ° C in a time interval of 2 - 300 hours in order to convert the alloy peritectoidally into the t delta phase, then the rod on predetermined 109824/05U109824 / 05U messungen mechanisch, bearbeitet und in den Schutzmantel mit Gleitsitz eingeführt wird.measurements mechanically, processed and in the protective jacket with Slip fit is introduced. 9. Verfahren zur Herstellung eines Kernbrennstoffelementes nach einem der Ansprüche 1 - 4, mit einem hohlen Kern aus Uran-Siliciumlegierung inBeltaphase, U„Si,: wobei aus der Uran-Siliciumlegierung zunächst ein barrenförmiger Bauteil gegossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der barrenartige Bauteil innerhalb eines korrosionsbeständigen Legierungsmantels koextrudiert wird, um einen U„Si-Kern mit einem mittleren Leerraum zu bilden, wobei der Kern fest mit dem Legierungsmantel verbunden wird, wonach das Kernbrennstoffelement bei einer Temperatur von etwa 750 bis 900 C im Zeitintervall von 2 - 300 Stunden wärmebehandelt wird, um den aus Uran-Siliciumlegierung bestehenden Kern peritektoidisch in die Deltaphase zu überführen.9. A method for manufacturing a nuclear fuel element according to any one of claims 1-4, with a hollow core from uranium-silicon alloy inBeltaphase, U "Si: wherein first a bar-like component is cast from the uranium-silicon alloy, characterized in that the bar-like member is coextruded within a corrosion-resistant alloy shell to form a U "Si core with a central void, the core being firmly bonded to the alloy shell, after which the nuclear fuel element is at a temperature of about 750 to 900 C in a time interval of 2-300 hours is heat-treated to convert the uranium-silicon alloy core peritectoidally into the delta phase. 10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Abdeck- bzw. Absperrbauteil aus U Si vorzugsweise an die Enden des Stabes angeschmolzen, angelötet oder dgl. wird, um den Leerraum, insbesondere den mittleren Leerraum zu verschließen.10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that in addition a cover or shut-off component U Si is preferably fused, soldered or the like to the ends of the rod, in order to fill the empty space, in particular to close the middle empty space. 11. Verfahren zur Herstellung eines Kernbrennstoffelementes mit einem Kern aus Uran-Siliciumlegierung in Deltaphase, U„Si nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß die Uran-Siliciumlegierung zunächst zu einem Stab oder dgl. gegossen wird, der gleichmäßig verteilte Einzelräume11. A method for producing a nuclear fuel element with a core made of uranium-silicon alloy in delta phase, U "Si according to claim k, characterized in that the uranium-silicon alloy is first cast into a rod or the like. The evenly distributed individual spaces 109824/0514109824/0514 bzw. porenartige Einzelräume von insgesamt· 3 bis 25 $ des Stabvolumens aufweist, daß dann der Stab bei etwa 750 - 900 C •im Zeitintervall von 2 - 300 Stunden einer Wärmebehandlung· unterworfen wird, um die Legierung· peritektoidisch in die Deltaphase zu überführen, dann der Stab auf vorbestimmte Abmessungen mechanisch bearbeitet und in den Schutzmantel mit Gleitsitζ eingeführt wird»or pore-like individual spaces from a total of 3 to 25 $ des Rod volume has that then the rod at about 750-900 C • in the time interval of 2 - 300 hours of heat treatment · is subjected to peritectoidally transform the alloy into the delta phase, then the rod to predetermined dimensions mechanically processed and inserted into the protective jacket with sliding fit » 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die vorzugsweise gleich verteilten porenartigen bzw. porösen Räume durch Einführung eines inerten Gases in die Uran-Siliciumlegierung im geschmolzenen Zustand erreicht wird.12. The method according to claim 11, characterized in that the preferably equally distributed pore-like or porous Spaces by introducing an inert gas into the uranium-silicon alloy is achieved in the molten state. 13· Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas in die geschmolzene Legierung eingeblasen wird.13 · Method according to claim 12, characterized in that the gas is blown into the molten alloy. lh. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die geschmolzene Legierung- der Gasatmosphäre ausgesetzt und das Gas derart in die Legierung eingeführt wird. lh. Process according to Claim 12, characterized in that the molten alloy is exposed to the gas atmosphere and the gas is introduced into the alloy in this way. 15· Verfahren nach Anspruch 12, 13, 14, dadurch gekennzeichnet, daß als Gaa Helium verwendet wird.15 · The method according to claim 12, 13, 14, characterized in that that helium is used as Gaa. 16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichmäßig verteilten pausen Räume durch Einführung mindestens eines das Gas erzeugenden Stoffes in die Schmelze aus Uran-Siliciumlegierung, gebildet werden.16. The method according to claim 15, characterized in that the evenly spaced break rooms through introduction at least one substance generating the gas can be formed in the uranium-silicon alloy melt. 109824/0 5U109824/0 5U 17· Verfateen nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß als das Gas erzeugender Stoff metallisches Magnesium verwendet wird.17 · method according to claim 16, characterized in that metallic magnesium is used as the gas generating substance. 109824/0514109824/0514
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