DE2430492A1

DE2430492A1 - Fuel element cassette for boiling light water reactor - with fuel rods contg. burnable poison for neutron capture at a rate compensating fuel depletion

Info

Publication number: DE2430492A1
Application number: DE2430492A
Authority: DE
Inventors: Bo Dipl Ing Fredin; Olov Dipl Ing Nylund; Ingmar Dipl Ing Tiren
Original assignee: ASEA Atom AB
Current assignee: Westinghouse Electric Sweden AB
Priority date: 1973-06-26
Filing date: 1974-06-25
Publication date: 1975-01-16
Also published as: SE7308926L; CH581889A5; DE2430492C2; SE377216B; ATA524874A

Abstract

Fuel element cassette, partic. applicable to boiling light water reactors, comprises vertically orientated fuel rods in a square lattice pitch interspaced with a number of rods contg. dispersed burnable poison in the form of a fine dispersion of Gd2O3 in Uo2. The spatial distribution of the fuel elements contg. Gd2O3 creates absorber zones where the intial neutron absorption should be proportional to the square root of the amt. of Gd23 with neutron absorption decreasing at a linear rate with time and with an absorption factor approximating to the line of the curve of excess reactivity. Dimensionally the absorber tablets of Gd2O3 have a height to dia. ratio either 50% larger or 25% smaller than the UO2 tablets and six basic axial combinations within the fuel element capsule materialise the required neutron absorption zonal distribution.

Description

Kernbrennstoffkassette mit mehreren vertikal angeordneten Brennstäben, von denen eine geringe Anzahl ein brennbares Gift enthaltende Absorberstäbe sind Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kernbrennstoffkassette mit mehreren vertikal angeordneten Brennstäben, von denen eine geringe Anzahl ein brennbares Gift in Form von Gd2O3 enthaltende Absorberstäbe und eine größere Anzahl giftfreie Brennstäbe sind, wobei jeder Absorberstab hauptsächlich mehrere in einem Kapselrohr axial und unmittelbar hintereinander angeordnete Brennstoffkörper enthält, von denen einige giftfrei und einige gifthaltig sind, jeder Absorberstab mehrere für je eine Absorberzone in den Brennstoffkassetten vorgesehene, axial hintereinander angeordnete Zonenabschnitte hat und die durchschnittliche Giftmenge pro Volumeneinheit in den einzelnen Zonenabschnitten verschieden ist. Bei den Absorberstäben der Kernbrennstoffkassette ist das brennbare Gift so in vertikaler Richtung verteilt, daß das Absorptionsvermögen als Funktion der Höhe der Kurve der Variation der Uberschußreaktivität in axialer Richtung angepaßt ist, wie z.B. in Fig. 4 gezeigt, wo diese mit d k bezeichnet ist. Nuclear fuel assembly with several vertically arranged fuel rods, a small number of which are absorber rods containing a flammable poison The present invention relates to a nuclear fuel assembly having a plurality of vertically arranged fuel rods, a small number of which are combustible Absorbent rods containing poison in the form of Gd2O3 and a large number of non-poisonous rods Fuel rods are, with each absorber rod mainly several in a capsule tube contains fuel bodies arranged axially and directly behind one another, of which some are non-toxic and some are toxic, each absorber rod several for one Absorber zone provided in the fuel assemblies and arranged axially one behind the other Zone sections and the average amount of poison per unit volume in the individual zone sections is different. At the absorber rods of the nuclear fuel assembly the flammable poison is so distributed in the vertical direction that the absorption capacity as a function of the height of the curve of the variation in excess reactivity in the axial direction Direction is adjusted as shown e.g. in Fig. 4, where this with d k is designated.

Kernbrennstoffkassetten mit brennbarem Gift sind aus der amerikanischen Patentschrift 3 334 019 und der schwedischen Patentschrift 335 890 bekannt. Durch die amerikanische Patentschrift 3 334 019 ist es bekannt, Brennstäbe zu verwenden, bei denen Brennstoffkörper axial hintereinander mit zwischenliegenden Giftscheiben angeordnet sind, wobei die letzteren ein brennbares Gift in Form von diskreten in einem Trägermaterial eingebetteten Körnern enthalten. Durch die schwedische Patentschrift 335 890 ist es bekannt, Scheiben mit brennbarem Absorber zu verwenden, der in einem spaltbaren Material als Trägermaterial feinverteilt ist. In der schwedischen Auslegeschrift 349- 180 wird eine Möglichkeit zur axialen Verteilung des brennbaren Absorbers gezeigt, die voraussetzt, daß der Absorbergehalt in Brennstofftabletten mit brennbaren Absorbern variiert.Nuclear fuel assemblies with combustible poison are from the American Patent 3 334 019 and Swedish Patent 335 890 are known. By the American patent 3 334 019 it is known to use fuel rods, in which fuel bodies axially one behind the other with poison disks in between are arranged, the latter being a flammable poison in the form of discrete in Contain grains embedded in a carrier material. By the Swedish patent specification 335 890 it is known to use disks with a combustible absorber that is in one fissile material is finely divided as a carrier material. In the Swedish explanatory document 349-180 shows a possibility for the axial distribution of the combustible absorber, which requires that the absorber content in fuel tablets with combustible absorbers varies.

In einer Spaltzone mit Brennstoffkassetten nach der Erfindung will man eine axiale Variation der Neutronenabsorption erreichen, um das axiale Leistungsbild zu verbessern, die von Steuerstäben verursachte radiale Leistungsverzerrung zu vermindert und den Steuerstäben bei kalter Abstellung erhöhte Reaktivitätskontrollkomplemente zu geben.In a gap zone with fuel assemblies according to the invention one can achieve an axial variation of the neutron absorption in order to achieve the axial performance to reduce the radial power distortion caused by control rods and the control rods have increased reactivity control complements when turned off cold admit.

Im folgenden wird der Ausdruck "brennbares Gift" sowie die Abkürzung BA für eine chemische Verbindung, z.B. Gd203 verwendet, in der als brennbare Absorber wirksame Atomkerne enthalten sind. Mit dem Ausdruck BA-Material ist eine derartige chemische Verbindung oder ein'Material gemeint, das BA in molekularer Mischung enthält. Ein axial verlaufender Kassettenabschnitt mit konstanter Verteilung und Figuration des BA-Materials wird hier als BA-Zone bezeichnet.In the following the expression "flammable poison" and the abbreviation BA for a chemical compound, e.g. Gd203, used as a combustible absorber effective atomic nuclei are included. The term BA material is such chemical compound or a'Material is meant that contains BA in a molecular mixture. An axially extending cassette section with constant distribution and figuration of the BA material is referred to here as the BA zone.

Das Verfahren, mit dem nach der Auslegeschrift 349 180 BA die axiale Verteilung erreicht wird, hat die Nachteile, daß der Absorbergehalt im BA-Material veränderlich sein muß und daß nicht alle BA-Stäbe einer Brennstoffkassette gleich sein können.The method with which, according to Auslegeschrift 349 180 BA, the axial Distribution is achieved has the disadvantages that the absorber content in the BA material must be variable and that not all BA rods of a fuel assembly are the same could be.

Wenn man bei Anwendung axial veränderlicher BA-Verteilung in einer Brennstoffkassette einer optimalen Wirkung nahekommen will, so ist es wichtig, daß man eine feine BA-Gradierung erreicht und daß die anfängliche Neutronenvergiftung und Aufenthaltszeit für BA, gemessen im Abbrand des Brennstoffes, sich ungefähr proportional zur Energie entnahme zwischen zwei Brennstoffladungen in der in Frage stehenden BA-Zone verhält. Wenn dies der Fall ist, kann man fast alle Uberschußreaktivität in der Spaltzone mit ausschließlich BA kompensieren, da die Neutronenvergiftung linear mit der Zeit abnimmt. Der Vorteil einer weit getriebenen BA-Anwendung besteht darin, daß die von Steuerstäben verursachte radiale und axiale Leistungsverzerrung erheblich vermindert werden kann, da man in größerem Umfang ohne Regulierung mittels Steuerstäben auskommen kann. Es werden also im wesentlichen folgende zwei Forderungen an axial verteiltes BA gestellt: 1. Linear mit der Zeit abnehmende Neutronenvergiftung in jeder BA-Zone 2. Die anfängliche Neutronenvergiftung in einer BA-Zone soll proportional zur Quadratwurzel aus der vorkommenden Menge BA-Kerne sein.If one uses axially variable BA distribution in a If the fuel assembly wants to come close to an optimal effect, it is important that one achieves a fine BA grading and that the initial neutron poisoning and residence time for BA, measured in the burn-up of the fuel, approximately proportional to the energy drawn between two fuel loads in the question standing BA zone. If this is the case, you can have almost any excess reactivity Compensate in the fissure zone with only BA, as the neutron poisoning linear decreases over time. The advantage of a widespread BA application is that that the radial and axial power distortion caused by control rods is significant can be reduced because you can use control rods to a greater extent without regulation can get along. So there are essentially the following two requirements on axial distributed BA provided: 1. Neutron poisoning decreasing linearly over time in each BA zone 2. The initial neutron poisoning in a BA zone is said to be proportional be the square root of the occurring set of BA nuclei.

Die zur oben genannten bekannten Spaltzone gehörenden axial variierenden BA-Stäbe sind mit langen Brennstoffzylindern ausgeführt, deren individuelle Länge gleich der BA-Zone ist.The axially varying ones belonging to the above-mentioned known gap zone BA rods are made with long fuel cylinders, their individual length is equal to the BA zone.

Aus der Patentschrift geht hervor, daß die große Länge für notwendig gehalten wird, wenn die oben erwähnte Zeitlinearität erreicht werden können soll.The patent shows that the great length is necessary is held if the above-mentioned time linearity is to be achieved.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kernbrennstoffkassette der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei der die geschilderten Nachteile der bekannten Kernbrennstoffkassetten dieser Art vermieden sind.The present invention is based on the object of a nuclear fuel assembly of the type mentioned at the beginning, where the described Disadvantages of the known nuclear fuel assemblies of this type are avoided.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Kernbrennstoffkassette der eingangs genannten Art vorgeschlagen, die erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 und ergänzend die in den Unteransprüchen genannten Merkmale hat.To solve this problem, a nuclear fuel assembly of the initially introduced mentioned type proposed that according to the invention in the characterizing part of the Claim 1 and additionally has the features mentioned in the subclaims.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die genannten nachteiligen Forderungen bei den bekannten Brennstoffkassetten nicht gelten, wenn man Gd203 als brennbares Gift wählt. Im Vergleich mit anderen bekannten BA-Materialien erwies sich Gd203 als ausgenommen unempfindlich in Bezug auf die Einwirkung des Höhen-Durchmesser-Verhältnisses auf die oben erwähnte Zeitlinearität.The invention is based on the knowledge that the aforementioned disadvantageous Requirements for the known fuel assemblies do not apply if Gd203 is used as chooses flammable poison. Proved in comparison with other known BA materials Gd203 proves to be exceptionally insensitive to the effect of the height-diameter ratio to the time linearity mentioned above.

Die axiale Verteilung von BA wird gemäß der Erfindung dadurch erhalten, daß man verschiedene Brennstoffkörper auf verschiedene Weise in einem BA-Stab kombiniert. Hierdurch kann man eine zonenmäßige Variation von Neu-tronenvergiftung .und Aufenthaltszeit für BA erhalten. Der Absorbergehalt im BA-Material braucht nicht variiert zu werden und sämtliche BA-Stäbe können gleich sein.The axial distribution of BA is obtained according to the invention by that one combines different fuel bodies in different ways in a BA rod. This allows a zonal variation of neutron poisoning and residence time received for BA. The absorber content in the BA material does not need to be varied and all BA bars can be the same.

Detaillierte reaktorphysikalische Berechnungen vom Abbrandverlauf bei BA in Leichtwasser-Siedereaktor-Brennstoff ergaben, daß die erste der oben genannten Bedingungen erfüllt wird, wenn man BA-Stäbe verwendet, die streckenweise Gd203, feinverteilt in U02, und zwischen diesen BA-Segmenten reines U02 enthalten. Die nachgewiesene Unempfindlichkeit gegen das Höhen-Durchmesser-Verhältnis von BA-Segmenten in BA-Stäben ist eine Folge davon, daß die neutronenabsorbierenden Isotopen Gd-155 och Gd-157 mikroskopische Absorptionsquerschnitte haben, die bei 0,1 eV übersteigenden Neutronenenergien stark abnehmen, und daß Gd-157 wesentlich schneller verbrennt als Gd-155. Eine praktische untere Grenze für das Höhen-Durchmesser-Verhältnis eines BA-Segmentes ist 0,3.Detailed reactor-physical calculations of the burn-up process at BA in light water boiler reactor fuel showed that the first of the above Conditions are met if BA bars are used that have Gd203 in parts, finely distributed in U02, and contains pure U02 between these BA segments. the proven insensitivity to the height-to-diameter ratio of BA segments in BA rods is a consequence of the fact that the neutron-absorbing isotopes Gd-155 Also Gd-157 have microscopic absorption cross-sections that exceed 0.1 eV Neutron energies decrease sharply, and that Gd-157 burns much faster as Gd-155. A practical lower limit for the height-to-diameter ratio of a BA segment is 0.3.

Berechnungen haben gezeigt, daß die oben genannte zweite Bedingung durch eine Anordnung nach der Erfindung annähernd erfüllt werden kann, wenn man jedem Segment aus reinem U02 in einem BA-Stab eine konstante axiale Länge 1U gibt und nur die individuelle axiale Ausdehnung 1BA der BA-Segmente verändert, während der Gehalt von Cd203 pro Volumeneinheit konstant gehalten wird. Reine U02-Segmente sollen ein Höhen-Durchmesser-Verhältnis von etwa 0,6 haben und bestehen naturgemäß aus einer derartigen kurzen U02-Tablette. BA-Segmente mit kürzester axialer Ausdehnung bestehen naturgemäß aus U02-Scheiben mit feinverteiltem Gd203. Dadurch, daß man ein Höhen-Durchmesser-Verhältnis der Scheiben von 0,3 wählt, kann der Ausdruck der die anfänglichen Neutronenvergiftung von BA beschreibt, zwischen 0,58 - 1,00 variiert werden. Wenn man eine BA-Zone mit zwei kurzen U02-Tabletten zwischen jeder BA-Scheibe in einem BA-Stab anwendet, kann das Absorptionsgebiet etwas ausgedehnt werden.Calculations have shown that the above-mentioned second condition can be approximately fulfilled by an arrangement according to the invention if each segment of pure U02 in a BA rod is given a constant axial length 1U and only the individual axial extension 1BA of the BA segments while the content of Cd203 per unit volume is kept constant. Pure U02 segments should have a height-to-diameter ratio of about 0.6 and naturally consist of such a short U02 tablet. BA segments with the shortest axial extension naturally consist of U02 washers with finely divided Gd203. By choosing a height-to-diameter ratio of the disks of 0.3, the expression describing the initial neutron poisoning of BA, can be varied between 0.58 and 1.00. If one uses a BA zone with two short U02 tablets between each BA disc in a BA stick, the absorption area can be expanded somewhat.

Es ist somit möglich, mit Brennstoffkassetten nach der Erfi-ndung eine günstige axiale BA-Verteilung mit ausschließlich kurzen U02-Tabletten und BA-Scheiben mit nur einem Absorbergehalt zu erhalten. Aber eine BA-Zone mit maximaler Neutronenvergiftung würde dann aus einer großen Anzahl direkt aufeinander gestapelter BA-Scheiben bestehen. Um die Gesamtzahl Brennstoffkörper in einem BA-Stab zu verringern, wird nach der Erfindung ein weiterer Brennstoffkörper verwendet, der den gleichen Absorbergehalt wie die BA-Scheiben mit einem Höhen-Durchmesser-Verhältnis größer als 1 hat.It is thus possible to use fuel assemblies according to the invention a favorable axial BA distribution with only short U02 tablets and BA disks with only one absorber content. But a BA zone with maximum neutron poisoning would then consist of a large number of BA disks stacked directly on top of one another. In order to reduce the total number of fuel bodies in a BA rod, according to the Invention another fuel body is used, which has the same absorber content like the BA disks with a height-to-diameter ratio greater than 1.

Anhand der Figuren soll die Erfindung näher erläutert werden: Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen BA-Stab nach der Erfindung und einen Brennstab ohne BA, Fig. 2 den Querschnitt einer Brennstoffkassette mit 4 3A-Stäben, Fig. 3 sechs verschiedene Tablettenkombinationen, die in einem BA-Stab vorkommen können.The invention is to be explained in more detail with the aid of the figures: They show: Fig. 1 is a longitudinal section through a BA rod according to the invention and a fuel rod without BA, 2 shows the cross section of a fuel assembly with 4 3A rods, 3 shows six different tablet combinations which occur in a BA stick can.

Die gezeigte Brennstoffkassette ist für einen Leichtwasser-Siedereaktor vorgesehen. Die Erfindung ist jedoch nicht auf Brennstoffkassetten für solche Reaktoren beschränkt, sondern ihr Prinzip kann auch bei Brennstoffkassetten für Kernreaktoren anderer Art verwendet werden. Die Hauptteile der Brennstoffkassette sind ein Brennstabbündel 1 und ein Kasten 2.The fuel assembly shown is for a light water boiler intended. However, the invention is not directed to fuel assemblies for such reactors limited, but its principle can also apply to fuel assemblies for nuclear reactors other types can be used. The main parts of the fuel assembly are a fuel bundle 1 and a box 2.

Das Brennstabbündel ist als ein frei herausnehmbarer loser Einsatz in dem Kasten angeordnet. Der Kasten 2 besteht aus einem Mantelrohr 3 mit im wesentlichen quadratischem Querschnitt und einem nicht gezeigten Bodenteil, der am unteren Ende des Mantelrohres angebracht ist. Im Bodenteil geht der quadratische Querschnitt in einen runden, verkleinerten Querschnitt über. Das Mantelrohr 3 hat an seinem oberen Ende nicht gezeigte Hebeösen. Das Brennstabbündel 1 besteht aus mehreren Brennstäben 4, die in einem im wesentlichen quadratischen Stabgitter angeordnet sind, einer nicht gezeigten oberen Endplatte mit einem Griff und einer nicht gezeigten unteren Endplatte, die die oberen und unteren Enden der Brennstäbe in den vorgesehenen Lagen halten. Jeder Brennstab 4 enthält mindestens einen Kernbrennstoff, z.B. U02, in Form von Brennstofftabletten 5. Die Tabletten sind in einem Kapselrohr 6 aufeinandergestapelt, das an den Enden von nicht gezeigten Endpfropfen hermetisch verschlossen ist. Die Tablettensäule endet oben mit einer nicht gezeigten Scheibe aus Zirkoniumdioxyd. Im oberen Ende jedes Brennstabes befindet sich ein nicht gezeigter Spaltgasraum mit einr Federschraube, die die Tablettensäule axial zusammenpreßt. Einekleine Anzahl Brennstäbe besteht aus sog. BA-Stäben 7, die außer nicht vergifteten Brennstoffkörpern solche Brennstoffkörper enthalten, in denen ein brennbarer Absorber, z.B. Gd203 homogen dispergiert ist.The fuel rod bundle is available as a freely removable loose insert placed in the box. The box 2 consists of a jacket tube 3 with essentially square cross-section and a bottom part, not shown, which is at the lower end of the jacket pipe is attached. The square cross-section goes in the bottom part into a round, reduced cross-section. The jacket pipe 3 has on his upper end not shown lifting eyes. The fuel rod bundle 1 consists of several Fuel rods 4 arranged in a substantially square rod lattice are, a not shown upper end plate with a handle and a not shown lower End plate that holds the top and bottom ends of the fuel rods in their intended positions keep. Each fuel rod 4 contains at least one nuclear fuel, e.g. U02, in Form of fuel tablets 5. The tablets are stacked in a capsule tube 6, which is hermetically sealed at the ends of end plugs, not shown. the The pill column ends at the top with a disk (not shown) made of zirconium dioxide. In the upper end of each fuel rod there is a cracked gas space (not shown) with a spring screw that axially compresses the pill column. A small number Fuel rods consists of so-called BA rods 7, which apart from non-poisoned fuel bodies contain such fuel bodies in which a combustible absorber, e.g. Gd203 is homogeneously dispersed.

Jeder BA-Stab 7 enthält drei verschiedene Typen von Brennstoffkörper, und zwar kurze Brennstoffkörper 8, die keinen brennbaren Absorber enthalten und ein Höhen-Durchmesser-Verhältnis kleiner als 0,75 haben, sowie BA-Tabletten 9 und BA-Scheiben 10. Die Körper 9 und 10, die sich nur in ihrer geometrischen Form voneinander unterscheiden, enthalten einen brennbaren, im Brennstoff feinverteilten Absorber und haben ein Höhen-Durcllrnesser-Verhältnis, das mindestens 50 % größer bzw. mindestens 25 96 kleiner als das der kurzen Brennstofftablette ist. Ein BA-Stab enthält streckenweise höchstens sechs charakteristische Kombinationen der oben genannten drei Tablettentypen, die in Fig. 3 mit I - VI numeriert sind. Die Kombination I besteht ausschließlich aus BA-Tabletten 9. In der Kombination II befindet sich eine kurze Brennstofftablette 8 zwischen Bldcken aus je zwei BA-Tabletten, und in der Kombination III befindet sich eine kurze Brennstofftablette zwischen allen benachbarten BA-Tabletten. Die Kombination IV enthält jeweils zwei BA-Scheiben 10 zwischen benachbarten kurzen Brennstofftabletten 8. Die Kombination Enthält abwe@@@lnd eine kurze Brennstofftablette und eine BA-Scheibe. Die Kombination VI schließlich enthält eine BA-Scheibe zwischen Blöcken aus je zwei kurzen Brennstofftabletten. Indem man diese Tablettenkombinationen in zweckmäßiger Weise axial verteilt, kann man erreichen, daß die Neutronenvergiftung des axial verteilten brennbaren Absorbers fast gleichzeitig in der ganzen Länge des 3A-Stabes aufhört. Keine BA-Zone ist kürzer als 2 % der Stablänge.Each BA rod 7 contains three different types of fuel bodies, namely short fuel bodies 8 that do not contain a combustible absorber and have a height-to-diameter ratio of less than 0.75, as well as BA tablets 9 and BA disks 10. The bodies 9 and 10, which differ from each other only in their geometric shape differentiate, contain a combustible absorber finely distributed in the fuel and have a height-to-diameter ratio that is at least 50% greater or at least 25 96 is smaller than that of the short fuel tablet. A BA rod contains sections six at most characteristic combinations of the above three types of tablets, numbered I-VI in Figure 3. The combination I consists exclusively of BA tablets 9. In combination II there is one short fuel tablet 8 between blocks of two BA tablets, and in the Combination III has a short fuel tablet between all adjacent ones BA tablets. The combination IV contains two BA disks 10 between adjacent ones short fuel tablets 8. The combination Contains abwe @@@ lnd a short fuel tablet and a BA disk. The combination VI finally contains a BA disk between Blocks of two short fuel tablets each. By taking these tablet combinations Axially distributed in an expedient manner, one can achieve that the neutron poisoning of the axially distributed combustible absorber almost simultaneously over the entire length of the 3A rod stops. No BA zone is shorter than 2% of the rod length.

In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt bei einem Tablettendurchmesser von 10,6 mi die Höhe der BA-Tabletten 12 ss, die Hohe der kurzen Brennstofftabletten 6 im und die der BA-Scheiben 3 mm. Der brennbare Absorber besteht aus in U02 fest gelaitei Gd203-Gehalt. tit Der Gd203-Gehalt ist derselbe in BA-Tabletten und BA-Scheiben. ?Ur praktischen Gebrauch ist der Gd203-Gehalt geringer als 10 Gewichtsprozent und liegt gewhhnlich zwischen 1 und 5 Gewichtsprozent. In der folgenden Stabile wird die angenommene Abnahme der anfänglichen Neutronenvergiftung bei Verdünnung von BA bei den Gehalten 2 und 4 Gewichtsprozent Gd203 gezeigt. Die anfängliche Neutronenvergiftung ist so definiert, daß sie für Kombination I den Wert 1 hat. Für ideal axial differenziertes BA soll, gemäß Bedingung 2, die anfängliche Neutronenvergiftung proportional zu sein. Für den praktischen Gebrauch ist diese Proportionalität ausreichend. Für die Kombinationen I-IV, die zentral in BA-Stäben angebracht und deshalb von größer Bedeutung sind, ist die Proportionalität annähernd perfekt.In a preferred embodiment, with a tablet diameter of 10.6 ml, the height of the BA tablets is 12 mm, the height of the short fuel tablets is 6 mm and that of the BA disks is 3 mm. The combustible absorber consists of Gd203 content solidly in U02. tit Gd203 content is the same in BA tablets and BA discs. For practical use, the Gd203 content is less than 10 percent by weight and is usually between 1 and 5 percent by weight. The following stable shows the assumed decrease in the initial neutron poisoning when BA is diluted with the contents of 2 and 4 percent by weight Gd203. The initial neutron poisoning is defined as having the value 1 for combination I. For ideally axially differentiated BA, according to condition 2, the initial neutron poisoning should be proportional to be. This proportionality is sufficient for practical use. For the combinations I-IV, which are attached centrally in BA bars and are therefore of greater importance, the proportionality is almost perfect.

Komb. 1BA 1U 1BA Anfängliche Neutronenvergiftung 1BA+1U Gewichtsprozent Gd2O3 mm mm 2 4 I - 0 1,00 1,00 1,00 II 24 6 0,89 0,89 0,88 III 12 6 0,82 0,80 0,80 IV 6 6 0,71 0,70 0,70 V 3 6 0,58 0,60 0,63 VI ' 3 12 0,45 0,40 0,41 Die axiale Verteilung von BA wird so gewählt, daß die Neutronenvergiftung aufgrund von BA so gut wie gleichzeitig in einem BA-Stab aufhört. Der Gd203-Gehalt wird so gewahlt, daß BA die gewünschte Aufenthaltszeit erhält. Die Anzahl BA-Stäbe in einer Brennstoffkassette wird so gewählt, daß eine erwünschte Reaktivitätskompensation in der Spaltzone erreicht wird. Die BA-Stäbe in einer Brennstoffkassette sind vorzugsweise gleich.Comb. 1BA 1U 1BA Initial neutron poisoning 1BA + 1U weight percent Gd2O3 mm mm 2 4 I - 0 1.00 1.00 1.00 II 24 6 0.89 0.89 0.88 III 12 6 0.82 0.80 0.80 IV 6 6 0.71 0.70 0.70 V 3 6 0.58 0.60 0.63 VI '3 12 0.45 0.40 0.41 the axial distribution of BA is chosen so that the neutron poisoning due to BA ends almost at the same time in a BA staff. The Gd203 content is chosen so that BA receives the desired length of stay. The number of BA rods in a fuel assembly is chosen so that a desired reactivity compensation is achieved in the cleavage zone will. The BA rods in a fuel assembly are preferably the same.

Claims

Patent claims:

¼) nuclear fuel assembly with several vertically arranged fuel rods, of which a small number of absorber rods containing a flammable poison in the form of Gdp and a greater number of non-toxic fuel rods, each absorber rod mainly several fuel bodies arranged axially and directly behind one another in a capsule tube contains, some of which are non-toxic and some of which are toxic, each absorber rod several provided for one absorber zone each in the fuel assemblies, axially one behind the other arranged zone sections and the average amount of poison per unit volume is different in the individual zone sections, characterized in that the Number of zone sections that differ in terms of their amount of poison per unit volume of an absorber rod is greater than the number of different in the same respect Fuel body of the rod.

2. Nuclear fuel assembly according to claim 1, characterized in that that a first zone section of an absorber rod only contains poisonous fuel bodies and a second zone portion of this rod is a mixture of poisonous and Contains non-toxic fuel.

3. Nuclear fuel assembly according to close claim 1, characterized in that that those belonging to a first and a second (A) zone section contain poisonous substances Fuel bodies have the same poison content per unit volume.

4. Nuclear fuel assembly according to claim 1, characterized in that that the average amount of poison per unit volume for all poisonous Fuel elements is the same size.

5. Nuclear fuel assembly according to claim 1, characterized in that that the maximum axial length of the non-toxic fuel segment (8) is at most 75 96 of its diameter and that in at least one of the zone sections (A, B, c) a predominant number of poisonous fuel segments an axial length of at most 50% of the corresponding length of the non-toxic fuel segment.

6. Nuclear fuel assembly according to claim 5, characterized in that that the axial length of the fuel segments of the non-toxic fuel rods is at least goX of the segment diameter.

7. Nuclear fuel assembly according to claim 5, characterized in that that an absorber rod has a toxic fuel segment in addition to the toxic fuel segment of at least twice the axial length.

L e r s e i t e