DE1828184U

DE1828184U - Kernreaktor mit zwei je fuer sich unterkritischen teilsystemen.

Info

Publication number: DE1828184U
Application number: DE1960S0033410
Authority: DE
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1960-02-19
Filing date: 1960-02-19
Publication date: 1961-03-16

Description

Kernreaktor mit zwei je für sich unterkritischen Teilsystemen Gekoppelte schnell-thermische Reaktoren bestehen aus einem schnellen und einem thermischen Teilsystem von denen jedes für sich unterkritisch ist. Erst durch eine gegenseitige Kopplung bei der Spaltneutronen aus dem thermischen Teilsystem ihre nächsten Spaltungen im schnellen Teilsystem verursachen und umgekehrte

wird das gesamte System kritisch. Die Kopplung der beiden Teil-

u CD

systeme wird bei u. en bisher angegebenen Reaktoren durch eine konzentrische Anordnung der beiden Teilsysteme und eine zwischen diesen befindliche Zone aus Brutmaterial erreicht. Diese bekannten Einrichtungen haben den Nachteile daß der Kopplungsgrad nicht variabel ist und daß die Zwischenzone aus Brutmaterial die gesamte Anlage sehr verteuert.
Die vorliegende Neuerung vermeidet diese Nachteile und bezieht sich auf einen Kernreaktor mit zwei je für sich unterkritischen Teilsystemen, von denen das eine mit schnellen und das andere mit thermischen Neutronen betrieben wird.

Neuerungsgemäl sind die beiden Teilsystem ruhend angeordnet und

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ist zwischen ihnen eine einstellbare entkoppelnde Zwischenschicht vorgesehen.
Figur 1 stellt diese Anordnung schematisch in Draufsicht dar,

~3'ie Zwischen-

wobei mit 1 das schnelle Teilsystem., mit 2 und 3 die Zwischen-

schicht und mit 4 das thermische Teilsystem bezeichnet ist. Die Zwischenschicht besteht aus der absorbierenden Schicht 2 und einer moderierenden Schicht 3.
Die Moderatorschicht 3 kann ähnlich wie in den bereits erwähnten

Anordnungen ausgeführt sein oder aber auch bei geeignetem Aufbau

C-2 CD

des thermischen Teilsystems 4 wegfallen. Die Zone 2 besteht aus Absorbermaterial für thermische Neutronen (beispielsweise Cd) und verhindert das Eindringen von thermischen Neutronen in das schnelle Teilsystem 1. Die schnellen Neutronen aus der Zone 1 können diesen Schirm dagegen ungehindert passieren, werden in Zone 3 bzw. im thermischen Teilsystem auf thermische Geschwindigkeiten abgebremst und verursachen also Spaltprozesse. Dieser im wesentlichen nur einseitige Neutronenfluß ist sozusagen mit einem Gleichrichtereffekt zu vergleichen, die thermischen Neutronen werden an einer Rückdiffusion in das schnelle Teilsystem verhindert. Damit wird ein möglichst hoher Brutfaktor erzielt.
Der Kopplungsfaktor vom schnellen zum thermischen Teilsystem ist aus diesem Grunde etwa konstant. Nicht konstant dagegen ist der Kopplungsfaktor vom thermischen zum schnellen Teilsystem, da eine Beeinflussung desselben durch die Gestaltung und die Anordnung der entkoppelnden Zwischenschicht 2 möglich ist. Dieser Kopplungsfaktor,

der etwa umgekehrt proportional der Absorberfähigkeit dieser Zwi-

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schenschicht ist, kann durch verschiedene Lösungsprinzipien erhalten werden.
So kann beispielsweise u. ie Zwischenschicht aus einer ständig umgewälzten Flüssigkeit bestehen, die eine bezüglich ihrer Konzentration regelbare Suspension absorbierender Materialien enthält.
Eine weitere Möglichkeit väre daß die Zwischenschicht aus einem

Flüssi"--'t eit

Flüssigkeits-oder Gasstrom besteht., der Absorbermaterial in grob-

körniger z. B. auch in kugelförmiger Gestalt enthält, das durch Regelung der Strömungsgeschwindigkeit mehr oder weniger stark aufgewirbelt und damit entkoppelnd auf die beiden Reaktorteilsysteme wirkt. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Zwischenschicht aus räumlich verstellbaren zylindrisch oder plattenförmig festen Absorberkörpern., z. B. aus Cadmium, aufzubauen.
Zur Verwirklichung dieses Neuerungsprinzips sind noch viele weitere Konstruktionstiiöglichkeiten denkbar. Die Vorteile aller dieser Anordnungen gegenüber den bisher bekannten lassen sich in drei Punkten zusammenfassen : 1. Verbesserung der Filterwirkung der Zwischenschicht bei gleichzeitiger räumlicher Verkleinerung und Verbilligung, da teueres Blutmaterialgespart wird.,

2. Die gute Filterwirkun der Zone 2 erlaubt größere Freiheit im

C-j

Aufbau des thermischen Teilsystems, auch in großer Nähe vom Außenrand der Zone 2 dürfen noch beliebig thermische Neutronen bestehen,

3-, Möglichkeit der stetigen Änderung der Kopplung während des

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Betriebes und damit Regelbarkeit des gesamten Systems über den Kopplungsfaktor.

Claims

Schutz ansprüche -""

1. Kernreaktor mit zwei je für sich unterkritischen Teilsystemen, von denen das eine mit schnellen und das andere mit thermischen Neutronen betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teilsystem ruhend angeordnet sind und zwischen ihnen eine ein- u ID

stellbare, entkoppelnde Zwischenschicht vorgesehen ist.
2. Kernreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht aus räumlich verstellbaren zylindrischen oder plattenförmigen festen Absorberkörpern, z. B. aus Cadmium., be-

steht.
Kernreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht aus einer ständig umgewälzten, bezüglich ihrer Konzentration regelbaren Suspension absorbierender Materialien in einer Flüssigkeit besteht.
4. Kernreaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht aus einem Absorbermaterial in grobkörniger Form, z. B. Kugelform enthaltenden Flüssigkeits- oder Gasstrom besteht und die Verteilung des Absorbermaterials durch Auf- wirbelung regelbar ist. CD