DE19944984C1 - Inhomogenes Kernbrennstoff-Pellet - Google Patents

Abstract

In einem Pellet eines Kernreaktor-Brennstabs ist der Brennstoff eines zylindrischen Kerns (7) leichter verformbar als der Brennstoff einer zylindrischen Außenschicht (8). Bei einer Fragmentierung des Pellets werden Pellet-Fragmente, die in mechanischem Kontakt mit den Hüllrohren treten, in den verformbaren Kern hineingedrückt und entlasten daher das Hüllrohr von Kräften, die durch den mechanischen Kontakt entstehen. Die Verformbarkeit wird insbesondere dadurch erreicht, daß die mittlere Porengröße im Kern größer ist als in der Außenschicht.

Description

Die Erfindung betrifft ein zylindrisches, inhomogenes Pellet aus keramischem Kernbrennstoff. Dieses Pellet ist vor allem für Brennstäbe mit hoher Leistung und/oder hohem Abbrand in Kernreaktoren bestimmt, die mit Leichtwasser gekühlt werden (vor allem Druckwasser-Reaktoren, aber auch Siedewasser-Reak­ toren).

Der keramische Nuklear-Brennstoff, der in metallischen Hüll­ rohren (vor allem aus Zirkoniumlegierungen, insbesondere Zir­ kaloy) gasdicht eingeschlossen wird, ist bisher vor allem im Hinblick auf Formstabilität, Integrität bei thermisch/mecha­ nischen Belastungen und hohe Spaltproduktrückhaltung entwic­ kelt. Dabei sind Maßnahmen, die eine Eigenschaft unterstüt­ zen, häufig schwer zu optimieren, da sie gleichzeitig andere Eigenschaften ungünstig beeinflussen können.

So ist z. B. eine hohe Korngröße vorteilhaft, da Spaltpro­ dukte, die durch die Kernreaktion im Inneren des Brennstoffs entstehen, vor allem entlang der Korngrenzen nach außen dif­ fundieren können, innerhalb großer Körner aber lange Diffusi­ onswege zurücklegen müssen. Ein grobes Korn ist jedoch sprö­ der und härter als eine feinkörnige Struktur und kann zwar durch Sintern mit langen Sinterzeiten und hohen Sintertempe­ raturen erzeugt werden, jedoch nimmt dabei die Porosität des Sinterkörpers ab. Eine Porosität von etwa 5% der theoreti­ schen Dichte wird aber angestrebt, um die Spaltgase im Inne­ ren der Pellets zu halten. Außerdem wird es häufig als vor­ teilhaft angesehen, wenn die Pellets neben großen Poren zum Sammeln der Spaltprodukte auch eine ausreichende Zahl kleiner Poren aufweisen, die erst während des Reaktorbetriebes durch "Nachsintern" bei den hohen Betriebstemperaturen allmählich verschwinden sollen. Die damit verbundene Volumenabnahme soll kompensierend wirken im Hinblick darauf, daß die im Brenn­ stoff zurückgehaltenen Spaltprodukte die Pellets schwellen lassen.

Die Eigenschaften des Pellets können nicht nur durch den Sin­ terprozeß beeinflußt werden, sondern auch durch Additive. Solche Additive können z. B. Verbindungen sein, die sich wäh­ rend des Sinterns zersetzen und zumindest teilweise flüchtig sind, also Poren in der Struktur zurücklassen. Andere Addi­ tive erhöhen das Kornwachstum beim Sintern, oder lagern sich als Sammelstellen für die Spaltgase in die Kornstruktur des Brennstoffs ein. Ein entsprechendes Verfahren ist z. B. in der US 4,985,183 beschrieben.

Bisher werden Pellets aus einem möglichst homogenen Brenn­ stoff-Pulver hergestellt, dem vor, während oder nach dem Ho­ mogenisieren der Mischung die Additive zugesetzt werden. Es ist aber auch schon vorgeschlagen worden, unterschiedliche Brennstoffpulver nur grob miteinander zu vermischen, wobei die Pulver z. B. aufgrund ihrer unterschiedlichen chemischen oder physikalischen Konsistenz oder durch unterschiedliche Additive unterschiedliche Sintereigenschaften haben. Im ge­ sinterten Pellet liegt dann eine "inhomogene Mikrostruktur" vor, d. h. es finden sich in stochastischer Verteilung Berei­ che unterschiedlicher Sinterstruktur, die auf die Granulen der unterschiedlichen Pulver zurückgehen bzw. in eine Matrix einer ersten Sinterstruktur sind Inseln einer anderen Sinter­ struktur eingelagert, z. B. gemäß DE 23 50 993 C2 oder GB 1015004 B. Dadurch eröffnen sich neue Freiheitsgrade für die Optimierung der Brennstoffeigenschaften.

Aus kernphysikalischen Gründen sind auch schon Pellets mit einer "inhomogenen Makrostruktur" vorgeschlagen worden. So können z. B. die Grundfläche und die Deckfläche der zylindrischen Pellets von Brennstoff mit einer höheren Anreicherung an spaltbaren Isotopen gebildet werden, um Hohlräume, die im Brennstab zwischen den übereinander gestapelten Pellets ent­ stehen, zu kompensieren. Nach anderen Vorschlägen wird ein zylindrischer Kern mit einem höheren Anreicherungsgrad von einem zylindrischen Mantel aus schwächer angereichertem Brennstoff umgeben. Solche "inhomogenen Makrostrukturen" sind jedoch noch nicht erprobt und manchmal wird gerade eine umge­ kehrte Verteilung der Anreicherung für vorteilhafter, angese­ hen.

Für einen modernen Reaktorbetrieb wird ein Brennstoff mit ei­ nem großen Vorrat an nutzbarer Energie ("hoher Abbrand") an­ gestrebt, um die Brennelemente länger im Reaktor benutzen zu können. Auch ist im Interesse eines höheren Wirkungsgrades eine höhere Leistung vorteilhaft. Ein solcher Brennstoff er­ fährt aber eine größere Volumenzunahme während des Betriebes, da dann größere Mengen an Spaltprodukten entstehen, die den Brennstoff schwellen lassen. Da gleichzeitig infolge des Kühlwasser-Drucks im Reaktor die Hüllrohre zusammengedrückt werden, ist unvermeidlich, daß nach den ersten Betriebszyklen das Hüllrohr in einen innigen Kontakt mit dem Brennstoff kommt und dann durch den schwellenden Brennstoff gedehnt wer­ den. Dadurch erhöht sich die Gefahr von Spannungskorrosion.

Die Temperaturverteilung im Inneren der Pellets weist nämlich ein hohes Maximum im Zentrum des Pellets auf und bei Last­ wechseln treten hohe thermisch/mechanische Belastungen auf, die dazu führen, daß das Pellet in Tortenstück-ähnliche Teile zerbricht. Beim innigen Kontakt solcher Bruchstücke mit den Hüllrohren treten lokale Spannungen auf, die den Ausgangs­ punkt und die Vorzugsrichtung für Korrosionserscheinungen bilden und schließlich eine Perforation des Hüllrohrs bewir­ ken ("Pellet Cladding Interaction", PCI). Solche PCI-Schäden sind bisher hauptsächlich an Siedewasser-Brennstäben beobach­ tet worden und als Schutz wird häufig eine duktile Innen­ schicht ("Liner") aus unlegiertem oder schwachlegiertem Zir­ konium an der Innenseite der Hüllrohre verwendet. Eine Stei­ gerung des Abbrandes und der Leistung macht aber auch bei Druckwasser-Reaktoren Maßnahmen zur Erhöhung der Resistenz gegenüber PCI-Schäden erforderlich.

In den US Patenten 4,869,867 und 4,869,868 wird vorgeschlagen, dem Brennstoff-Pulver geringe Mengen anderer Oxide zuzugeben, die im gesinterten Pellet einen glasartigen Überzug über die Körner aus dem Kernbrennstoff bilden. Dadurch soll ein duk­ tiles Pellet entstehen, in dem sich keine Spannungen aufbau­ en, die zu PCI-Schäden führen könnten. Welche Risiken solche Zusätze unter Reaktorbedingungen mit sich bringen, ist jedoch vollkommen unbekannt.

Daher sind zum Schutz vor Schäden des Hüllrohrs bisher nur am Hüllrohr Maßnahmen ergriffen worden, während die Brennstoff- Pel­ lets im Hinblick auf Spaltproduktrückhaltung, Formstabilität und hohe Integrität gegenüber thermischen Spannungen opti­ miert wurden.

Eine korrespondierende Maßnahme wäre, zum Abbau solcher loka­ len Spannungen zumindest in der Außenschicht des Pellets die Duktilität des keramischen Materials zu erhöhen. Die mechani­ schen Eigenschaften des Brennstoffs sind jedoch durch andere Forderungen bestimmt. So darf z. B. das Material an der Außenflä­ che auch bei Temperaturschwankungen, Volumenänderungen und Reibungen zwischen den Pellet-Bruchstücken nicht pulverisie­ ren. Denn pulverisierter Brennstoff würde sich im unteren Teil des Brennstoffs sammeln und sowohl zu einer unzulässigen Verschiebung der Brennstoffverteilung führen als auch Hohl­ räume ausfüllen, die an sich für die thermische Ausdehnung des Brennstoffs benötigt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verhalten der Brennstäbe bei hohen Abbränden und/oder häufigen Lastwechseln zu verbessern.

Die Erfindung geht davon aus, daß das Pellet aufgrund der thermischen Belastungen in jedem Fall zerbrechen wird und zu­ mindest in den äußeren Bereichen des Pellets die Freiheits­ grade für die verschiedenen, im Stand der Technik beschriebe­ nen Maßnahmen zur Optimierung des Brennstoffs erhalten blei­ ben sollten. Vielmehr soll die mechanische Beanspruchung des Hüllrohrs bereits durch Maßnahmen verringert werden, die im Kern der Pellets vorgenommen werden.

Die Erfindung sieht ein zylindrisches Pellet aus keramischem Kernbrennstoff vor, der in einem zylindrischen Kern, dessen Durchmesser höchstens 90% des Pellet-Durchmessers beträgt, verformbarer ist als in einer den Kern umgebenden Außen­ schicht. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Kern eine kompressiblere Struktur aufweist als das Hüllrohr.

Für das Verhalten von Brennstäben mit hohem Abbrand und/oder häufigen bzw. starken Lastwechseln ist das Verhalten der Pel­ lets wesentlich. Treten die Pellets bzw. Fragmente der Pel­ lets in mechanische Wechselwirkung mit dem Hüllrohr, so wird das Hüllrohr lokal gedehnt, wobei eine Schädigung des Hüll­ rohrs, ja sogar dessen vollkommenes Versagen eintreten kann. Wegen der thermischen Belastung fragmentieren die zylindri­ schen Pellets in unregelmäßige Segmente. Dabei führen bereits die Unterschiede zwischen dem ursprünglichen Pellet-Außen­ durchmesser und dem Innendurchmesser der Hüllrohre zu azi­ mutalen Spalten zwischen benachbarten Bruchstücken. Im Zen­ trum der Pellets herrscht aber eine deutlich höhere Tempera­ tur als in den Außenbereichen, wobei Haar-Risse und auch breitere Spalten im Pellet-Kern durch die höhere Wärmeausdeh­ nung überbrückt werden. Nach innen gerichtete Spitzen der Bruchstücke treten also in Wechselwirkung miteinander und üben daher auf die Bruchstücke Kräfte aus, die nach außen ge­ richtet sind, also auf die Innenwand des Hüllrohrs übertragen werden.

Häufig ist der Brennstoff in den äußeren Bereichen des Pel­ lets, z. B. im Hinblick auf hohe Spaltproduktrückhaltung und möglichst geringe Pulverisierung, verhältnismäßig hart. Gemäß der Erfindung werden aber die auf das Hüllrohr wirkenden Kräfte verringert und entsprechende Spannungen begrenzt, die sich im Hüllrohr ausbilden können, da der Kern des Pellets duktil oder plastisch verformbar ist, also die Bruchstücke von der harten Außenfläche aus nach innen in den Kern hinein­ gedrückt werden können.

Die Begrenzung der Kräfte reduziert die Wahrscheinlichkeit für eine Schädigung des Hüllrohrs erheblich.

Wegen der höheren Betriebstemperatur im Pellet-Kern ist das Material dort ohnehin leichter verformbar als am Rand, und die Erfindung sieht zusätzliche Maßnahmen vor, die darüber hinaus auch in einem isothermen Zustand, bei dem im gesamten Pellet eine konstante, der Brennstofftemperatur des Kerns entsprechende Temperatur gehalten ist, den Kern leichter ver­ formbar machen. Dies kann z. B. dadurch geschehen, daß der mittlere Korndurchmesser im gesinterten Brennstoff des Kerns wesentlich höher ist als in den Außenbereichen; eine feinkör­ nige Matrix besitzt nämlich im allgemeinen eine höhere Dukti­ lität als eine grobkörnige Struktur. Allerdings können auch glasartige Zusätze zum Brennstoff-Pulver, aus dem der Kern gefertigt wird, zu verformbaren Korngrenzen und somit zu einer höheren Duktilität führen, selbst wenn dabei keine besonders feinkörnige Struktur entsteht. So kann z. B. Niob, das bereits als Oxid dem Brennstoff-Pulver zugemischt wird oder erst während des Sinterns in Oxid überführt wird, gleichzeitig die Duktilität erhöhen und zu einem groben Korn führen.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist daher vorgesehen, daß der Kernbrennstoff des Kerns mit einem Additiv dotiert ist, das die Verformbarkeit, insbesondere die Plastizität und/oder die Duktilität des gesinterten Brennstoffs erhöht.

Solche Maßnahmen können allerdings auch in den Außenbereichen des Pellets vorteilhaft sein.

In einer bevorzugten Ausführungsform sieht die Erfindung als Mittel zur Erhöhung der Verformbarkeit bzw. der Kompressibi­ lität vor allem vor, daß der Kernbrennstoff im Kern eine mittlere Porengröße besitzt, die größer ist als die mittlere Porengröße des Kernbrennstoffs in der Außenschicht. Die hohen Betriebstemperaturen im Zentrum des Pellets erlauben dann, durch Verformung der Poren - gegebenenfalls begleitet durch eine Änderung des Porenvolumens - die in den Kern ragenden Spitzen von Pellet-Bruchstücken zu verformen und dadurch nach außen auf das Hüllrohr gerichtete Kräfte teilweise abzubauen. Dabei weist der Brennstoff im ganzen Pellet bevorzugt eine praktisch konstante Porosität auf, z. B. ein Volumen von 6 ± 3% des gesamten Pellet-Volumens.

In der Regel besitzt der Kern mit den größeren Poren einen Durchmesser von mindestens 40%, vorteilhaft mindestens 60% des Pellet-Durchmessers. Von der mit dem Hüllrohr in Kontakt stehenden Außenfläche des Pellets reichen die meisten Pellet- Bruchstücke dann noch tief genug in den verformbaren Kern hinein, um durch den Kontakt hervorgerufene Kräfte in den verformbaren Kern hinein abzuleiten; andererseits ist das Vo­ lumen der Außenschicht noch so groß, daß Maßnahmen, die dort wegen der Spaltproduktrückhaltung oder anderer Brennstoff-Ei­ genschaften vorgenommen werden, dem ganzen Pellet die ge­ wünschten Eigenschaften noch in einem befriedigenden Ausmaß aufprägen können.

Vorteilhaft wird die Porengröße im Kernbrennstoff, aus dem der Kern gebildet wird, und im Kernbrennstoff, der die Außen­ schicht bildet, durch Zugabe unterschiedlicher Porenbildner zum jeweiligen Brennstoff-Pulver eingestellt. Es sind Poren­ bildner (insbesondere organische Verbindungen) bekannt, die sich während des Sinterns rückstandslos verflüchtigen und da­ bei Poren hinterlassen. Andere Porenbildner, z. B. Titanstea­ rylat oder Aluminiumstearat, erzeugen die Poren durch Ver­ flüchtigung ihres organischen Anteils, während ihr anorgani­ scher Anteil nur teilweise oder überhaupt nicht flüchtig ist und sich in dem gesinterten Werkstoff wiederfindet. Dabei kann sogar ein anorganischer Anteil (z. B. Titanoxid) zur Aus­ bildung verhältnismäßig großer Körner führen.

Andererseits sind auch Porenbildner bekannt, die vor allem die Bildung kleiner Poren unterstützen. So wird z. B. U₃O₈ beim Sintern in reduzierender Atmosphäre in UO₂ überführt, wobei aber wegen des höheren spezifischen Volumens von U₃O₈ dann in der entstehenden Matrix aus UO₂ eine Vielzahl kleiner Poren zurückbleibt. Dabei ist es von Vorteil, wenn "grünes" U₃O₈ benutzt wird, d. h. das U₃O₈-Pulver ist aus einem Material gewonnen, das noch nicht einem Sintervorgang mit hohen Tempe­ raturen unterworfen wurde, sondern frisch durch Konversion aus UF₆ erzeugt ist. Ein solches "grünes" Pulver besitzt eine hohe Sinteraktivität und kann bereits in ungesintertem Zu­ stand zu Grünlingen mit hoher Festigkeit verpreßt werden. Wird dagegen Abfall aus der Pellet-Fertigung, also ein be­ reits einmal gesintertes Urandioxid, zu U₃O₈ oxidiert (soge­ nanntes "schwarzes U₃O₈"), so ist dessen Sinteraktivität we­ sentlich geringer und erfordert hohe Sintertemperaturen oder lange Sinterzeiten, die auch zu einer geringeren Anzahl von kleinen Poren führen.

Die Herstellung des erfindungsgemäßen Pellets kann erfolgen, indem z. B. ein Teil von frisch konvertiertem Urandioxid mit einem ersten Porenbildner, ein anderer Teil des Urandioxids mit ei­ nem anderen Porenbildner vermischt wird. Diese Mischungen, die eventuell noch mit einem Sinter-Hilfsmittel und/oder ei­ nem Preßhilfsmittel versetzt, gegebenenfalls bei verhältnis­ mäßig niedrigen Temperaturen (unter 1200°C) vorgesintert und/oder granuliert werden können, werden zu zwei Typen von Grünlingen verpreßt, wobei ein Typ rohrförmig ist, der andere Typ stabförmig und möglichst ohne einen Zwischenraum in den rohrförmigen Grünling eingesetzt werden kann. Aus den beiden ineinander gesetzten Grünlingen wird, vorzugsweise un­ ter erneutem Verpressen, ein Pellet-Grünling gebildet, der dann in einem Sinterverfahren, das auf beide Teile des Pel­ let-Grünlings wirkt ("Co-Sintern") zum fertigen Sinterkörper gesintert wird. Die Einzelheiten des Misch-, Preß- und Sin­ tervorgangs kann der Fachmann dem Stand der Technik entnehmen und so wählen, wie es im Hinblick auf die anderen Eigenschaf­ ten des Pellets vorteilhaft erscheint. So kann z. B. das Co-Sin­ tern in einer reduzierenden Atmosphäre bei Temperaturen zwi­ schen 1650° und 1750° über 1 bis 8 Stunden erfolgen; es kann aber zunächst auch bei kürzerer Sinterzeit und niedrigeren Temperaturen in oxidierender Atmosphäre gesintert werden, wo­ bei dann durch ein anschließendes Glühen in reduzierender At­ mosphäre die stöchiometrische Zusammensetzung des Urandioxids eingestellt wird.

In Fig. 1 ist ein Hüllrohr eines Brennstabs gezeigt, in dem Pellets in fabrikneuem Zustand und nach dem ersten Lastwech­ sel des Reaktors schematisch gezeigt sind.

Anhand eines Längs­ schnitts (Fig. 2) und eines Querschnitts (Fig. 3) wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Pellets näher er­ läutert.

Im fabrikneuen Zustand eines Brennstabs sind zylindrische Pellets P zu einer Säule aufgestapelt, die einen Spalt zu dem umgebenden Hüllrohr H freiläßt. Dieser Spalt verschwindet während des Betriebs aber allmählich, da einerseits im Brenn­ stoff durch Kernspaltung und Zerfall Spaltprodukte entstehen, die das Kristallgitter der Pellets aufblähen, andererseits das Hüllrohr H durch den Druck des Kühlwassers auf die Pel­ lets gedrückt wird. Dieses "Kriechen" des Hüllrohrs H wird nur anfangs dadurch kompensiert, daß im Brennstoff Poren vor­ gesehen sind, in denen sich Spaltprodukte sammeln sollen, wo­ bei sich bei hohen Betriebstemperaturen aber die kleineren Poren allmählich auflösen, es also zu einer Verdichtung ("Nachsintern") des Brennstoffs kommt.

Bereits wenn der Reaktor in Betrieb genommen und seine Lei­ stung erhöht wird, zerspringen die Pellets P in Fragmente F, die sich bei weiteren Lastwechseln durch thermische Kontrak­ tionen und Ausdehnungen gegeneinander verschieben können. Da­ her sind radiale Kräfte K unvermeidlich, die lokal zwischen Bruchstücken F und Hüllrohr H auftreten, sobald der erwähnte Spalt praktisch verschwunden ist.

Das frische Pellet 1 (siehe Fig. 2 und 3) hat die übliche Form von Sinterkörpern, die in einem Brennstab verwendet werden, also geeignet sind, in ein metallisches Hüllrohr aus einer Zirkoniumlegierung gasdicht eingeschlossen werden. Das Pellet besitzt eine zylindrische Mantelfläche 2, während die Stirn­ flächen 3 und 4 im Bereich der Zylinderachse 5 nach innen ge­ wölbt sind und außerdem auch zur Mantelfläche 2 hin geringfü­ gig abgeschrägt sein können.

Das Pellet besitzt einen praktisch zylindrischen Kern 7, der von einer ringförmigen Außenschicht 8 umgeben ist. Beide Schichten bestehen im wesentlichen aus Brennstoff der glei­ chen chemischen Zusammensetzung, Anreicherung und Dichte (z. B. 95% der theoretischen Dichte). Im Kern 7 jedoch liegt eine Porenverteilung vor, die durch Zumischen von Aluminium­ stearat zum Brennstoff-Pulver beim Herstellen des entspre­ chenden, zylinderförmigen Grünlings erzeugt wurde und - ent­ sprechend der Konzentration und Teilchengröße des zugemisch­ ten Additivs - eine mittlere Korngröße von etwa 20 µm auf­ weist. Dem Brennstoff-Pulver, aus dem die Außenschicht 8 ge­ fertigt wurde, wurde als Porenbildner etwa 30% U₃O₈ zuge­ mischt; dadurch ist eine mittlere Porengröße von etwa 2 bis 5 µm eingestellt. In Fig. 2 sind die entsprechenden großen Po­ ren 10 des Kerns 7 und die viel zahlreicheren und kleineren Poren 11 der Außenschicht schematisch erkennbar.

Beträgt der Durchmesser d des Kerns etwa 50% des Durchmes­ sers D des gesamten Pellets, so nimmt die großporige Struktur des Kerns 7 etwa 25% des gesamten Pellet-Volumens ein. Die Spaltproduktrückhaltung und andere Pellet-Parameter sind dann also im wesentlichen von der feinporigen Struktur der Außenschicht bestimmt und können dort durch entsprechende Ad­ ditive und/oder Abänderungen des Sinterverfahrens, die der Fachmann dem Stand der Technik entnehmen kann, eingestellt werden. Im Hinblick auf die Beschränkung der Kräfte, die das schwellende Pellet auf das umgebende metallische Hüllrohr ausübt, ist es vorteilhafter, wenn der Kern-Durchmesser d etwa 70% des Pellet-Durchmessers D beträgt; selbst dann nimmt aber die feinporige Struktur der Außenschicht 8 noch etwa 50% des gesamten Pellet-Volumens ein und seine Eigen­ schaften können durch geringfügige Zusätze, die die chemische Zusammensetzung des Pellets praktisch nicht beeinflussen, derart eingestellt werden, daß sie das gesamte Verhalten des Pellets weitgehend bestimmen. Die Erfindung stellt mit der makroskopisch inhomogenen Porenverteilung also einen neuen Parameter zur Verfügung, der es ermöglicht, das mechanische Verhalten der Brennstoff-Pellets weitgehend unabhängig von anderen Brennstoff-Eigenschaften zu verbessern.

Claims (5)

1. Zylindrisches Pellet (1) aus keramischem Kernbrennstoff für einen Brennstab eines Kernreaktors, wobei der keramische Kernbrennstoff in einem zylindrischen Kern (7), dessen Durch­ messer (d) höchstens 90% des Pellet-Durchmessers (D) be­ trägt, besser verformbar ist als in einer den Kern umgebenden zylindrischen Außenschicht (8).

2. Pellet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Kerns (7) mindestens 60% des Pellet-Durch­ messers (D) beträgt.

3. Pellet nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern­ brennstoff im Kern (7) eine Porosität mit einer mittleren Po­ rengröße besitzt, die größer ist als die mittlere Porengröße des Kernbrennstoffs in der Außenschicht (8).

4. Pellet nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Poro­ sität in allen Bereichen (7, 8) des Pellets praktisch gleich ist.

5. Pellet nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (7) und die Außenschicht (8) jeweils eine Porosität besitzen, die durch Zumischen unterschiedlicher Porenbildner zu einem Brennstoff-Pulver und gemeinsames Sintern der unterschiedli­ chen Mischungen eingestellt sind.