DE1889873U - Brennstoffelement fuer kernreaktoren. - Google Patents

Description

0OiMISSAEIAT A I¹EIERGIE ATOMIQUE, Paris 7£me (Frankreich)

Brennstoffelement für Kernreaktoren .-■:

Die vorliegende Neuerung betrifft Brennstoffelemente für Kernreaktoren, insbesondere für Tauchreaktoren· ("Swimmingpool"-Reaktoren), welche den Brennstoff in Form von parallelen Platten enthalten, die an einem quaderfprmi^en Gehäuse befestigt sind, das aus einem Neutronen nur wenig absorbierenden Material besteht, wie z.B. Zirkon oder Aluminium.

Durch die Feuerung ist es möglich, die Reaktivität des Reaktorkernes beim Betrieb des Reaktors auf einem annähernd konstanten Wert zu halten, indem Blindestens einigen seiner Brennstoffelemente eine gewisse Menge eines "Reaktorgifte's" beigerfügt wix'u, wel ches einen großen Einfangquerschnitt für Neutronen aufweist und dessen Konzentration w.äi rend des· Betriebs stetig abnimmt. Der Sinn dieses Verfahrens, das als "Stabilisierung der Reaktivität durch aufzehrbare Reaktorgifte" bekannt ist, besteht somit darin, den durch den Abbrand des Brennstoffes verursachten Reaktivitäts-Schwund durch, die gleichzeitig stattfindende Abnahme der vom Reaktorgift herstammenden Antireaktivität auszugleichen. Das gebräuchlichste Reaktorgift ist natür-

410-B 693-3-DoR (7) ' '" . ; .

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Hohes Bor oder B . , das in geeigneter Konzentration in den Brennstoffplatten selbst verteilt ist»

auch diese Lösung den Vorteil besitzt, daß 'das. Reaktorgift einen g-roßen Einfluß auf die Änderung der Reaktivität ausübt, so haften ihr doch verschiedene Nachteile an, die vor allem mit der Schwierigkeit der Dosierung des Bora und der Aufarbeitung des Ausschusses zusammenhängen.

Die vorliegende Neuerung vermeidet diese Nachteile und ermöglicht überdies eine gleichmäßigere Verteilung des Neutronenflusses im Reaktorkern.

Die Neuerung besteht vor allem darin, das aufzehrbare Reaktorgift in der mittleren Zone jejsr der beiden Deckplatten unterzubringen, welche das die Brennstoffplatten enthaltende Gehäuse abschließen, -wobei die Fläche der vergifteten Zone, sowie der Verlauf der■Giftkonzentration in ihr in Abhängigkeit von der Lebensdauer des Kernes und der Lage der Elemente in diesem abgestimmt wird=

Die allmähliche Veränderung der Reaktivität, deren Ursache die Erzeugung von Spaltprodukten sowie der Abbrand des Urans ist, wird somit durch die zunehmende Aufzehrung des Reaktorgifts ausgeglichen. Diese Aufzehrung ist natürlich abhängig von der Lage und der Größe der vergifteten !Flächen in jedem Element und von der Giftkonzentration auf diesen Flächen,

Neuerungsgemäß befinden sich diese Flächen an den Deckplatten des die Brennstoffplatten enthaltenden Gehäuses» Dies

wird vorzugsweise dadurch erreicht, daß dem Metall, aus welchem die Deckplatten bestehen, beispielsweise eine gewisse Menge Bor zugefügt wird, oder gar indem sie zu einem gewissen Teil aus einer aluminiumplattierten Bor-Aluminium-Legierung hergestellt werden.

Diese Anordnung weist folgende Vorteile auf;

- Vollkommene Trennung von Bor und Uran, was die Kontrolle erleichtert und außerdem den Herstellungspreis, verringert;

- Unterdrückung der Flußspifcze in den zu den Deckplatten senkrechten Ebenen, da diese während der ganzen Lebensdauer des Reaktors stärker absorbieren als die Brennstoffplatten;

- gleichmäßigere axiale Verteilung des Flusses und Erhöhung der Leistung, wobei die größere Gleichmäßigkeit des Flusses von Vorteil für den Kern ist und gegebenenfalls, bei Forschung sr e a kt or en auch für die Bestrahlungseinrichtungen;

- gleichmäßigere radiale Verteilung des Flusses in Abhängigkeit von der Anzahl der mit Bor versehenen Drehplatten.

In der Zeichnung ist die Neuerung beispielsweise veranschaulicht; es zeigen: ' -

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Ansicht eines neuerungsgemäßen Elements;

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Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1.

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Aus der Zeichnung ist ein Brennstoffelement ersichtlich, wie es üblicherweise in Tauchreaktoren Verwendung findet. Dieses Element besteht aus einem quaderförmigen Gehäuse 1, das zwei seitliche Träger 2 und 3 enthält, die mit gegenüberliegenden Kerben 4 versehen sind, in welche die Brennstoffplatten 5, beispielsweise aus angereichertem Uranium, eingesetzt werden.

Das Gehäuse ist auf seinen beiden anderen Seiten von. zwei Deckplatten 6 und 7 begrenzt, welche im mittleren Teil eine Zone 8 enthalten, in der das aufzehrbare Reaktorgift konzentriert ist.

Bei einer besonders günstigen Ausführung der Neuerung bestehen die Deckplatten 6 und 7 aus Aluminium und enthalten in der Zone 8 einen Kern aus borlegiertem Aluminium.

Natürlich ist die Neuerung nicht auf die dargestellte Ausführungsform begrenzt, welche nur zur Erläuterung des Neuerungsgedankens dienen soll.

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Claims (3)

Ρ./ΰ57520·ίβ!7.63 Schutzansprüche

1. Brennstoffelement far Kernreaktoren, zusammengesetzt aus einer An ζ aiii paralleler Platten aus! Brennstoff, die im Innern eines quaderförmigen Gehäuses enthalten sind, welches aus einem die Neutronen wenig absorbierenden Material besteht, ' dadurch gekennzeichnet, daß im mittleren Teil jeder der Deckplatten, welche das Gehäuse seitlich abschließen, ein "aufzehrbares Reaktorgift¹¹ enthalten ist, wobei die Fläche der vergifteten Zone und die Giftkonzentration in dieser in Abhängigkeit von der Lebensdauer des Reaktorkernes und der lage und der Anzahl der in ihm enthaltenen Elemente gewählt wird.

2. Brennstoffelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckplatten aus Aluminium bestehen und in ihrem mittleren Teil einen plattenförmigen Kern aus borlegiertem.Aluminium ummanteln.. - -

3. Brennstoffelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckplatten, aus Aluminium bestehen, welchem in ihrem mittleren Teil Bor beigemischt ist. "■':.-■■"