DE2541957A1 - Fuer die herstellung von kernbrennstoffstaeben geeignete matrix - Google Patents

Fuer die herstellung von kernbrennstoffstaeben geeignete matrix

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DE2541957A1 DE19752541957 DE2541957A DE2541957A1 DE 2541957 A1 DE2541957 A1 DE 2541957A1 DE 19752541957 DE19752541957 DE 19752541957 DE 2541957 A DE2541957 A DE 2541957A DE 2541957 A1 DE2541957 A1 DE 2541957A1
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Roy George Cooper
David Frederick Leary
Gary Norris Miertschin
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General Atomics Corp
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General Atomics Corp
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Description

«^ C / 1 Q C Π
Patentanwälte Dipl.-Ing. R¥eickmann,
Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke H/WE/MY Dipl.-Ing. RA.¥eickmann, Dipl.-Chem. B. Huber
8 MÜNCHEN 86, DEN
Case G 1015 GEW postfach 860 820
MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 3921/22
<983921/22>
GENERAL ATOMIC COMPANY, 10955 John Jay Hopkins Road, San Diego, California, U.S.A.
Für die Herstellung von Kernbrennstoffstäben geeignete Matrix
Die Erfindung betrifft Verbesserungen bei der Herstellung von Kernbrennstoffmaterialien, die für die Verwendung in gasgekühlten Hochtemperatur-Kernreaktoren geeignet sind. Die Erfindung betrifft insbesondere eine Zusammensetzung bzw. Masse, die für die Herstellung von Kernbrennstoffpreßkörpern bei niedrigen Herstellungsdrucken geeignet ist, ohne daß von außen angewendete Formtrennmittel verwendet werden müssen.
Kernbrennstoffpreßkorper in Stabform werden bei gasgekühlten Hochtemperatur-Kernreaktoren verwendet. Solche Kernbrennstoffs täbe werden im allgemeinen hergestellt, indem man man Kernbrennstoffteilchen mit einer Matrix umgibt, die eine Mischung aus Graphitmehl und Pech enthält. Der Ausdruck "Pech", wie er hierin verwendet wird, bedeutet Restprodukte, die bei der destruktiven Destillation von solchen organischen Materialien wie Kohle, Erdöl und Holz gebildet werden. Die Kernbrennstoffstäbe werden in einer Metallform nach
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einem von zwei Verfahren hergestellt. Bei einem Verfahren wird die Form mit Kernbrennstoffteilchen gefüllt und eine heiße Graphit-Pech-Matrix wird in die Form injiziert, so daß sie die Kernbrennstoffteilchen umgibt. Bei einem anderen Verfahren wird eine Graphit-Pech-Matrix hergestellt und granuliert. Das gekörnte Material wird dann mit Kernbrennstoff teilchen vermischt, um eine Formmischung zu schaffen, die die Kernbrennstoffteilchen enthält. Die Formmischung aus granulierter Matrix und Kernbrennstoffteilchen wird dann in die Form eingefüllt. Anschließend wird die Formmischung erwärmt und innerhalb der Form komprimiert. Bei beiden Verfahren wird, nachdem der Brennstoffstab in der Form gebildet wurde, die Form abgekühlt und der Brennstoffstab wird aus der Form herausgestoßen, indem man den Brennstoff stab aus der Form herausdrückt.
Die Viskosität der Matrix aus Graphitmehl und Pech bei der Temperatur, bei der der Brennstoffstab nach den oben beschriebenen Verfahren gebildet wird, ist ein wichtiger Faktor bei der Bestimmung des Druckes, der erforderlich ist, um einen geeignet dichten Kernbrennstoffρreßling herzustellen. Es ist wünschenswert, die Viskosität zu erniedrigen, so daß es möglich wird, niedrigere Herstellungsdrucke zu verwenden. Zu hohe Herstellungsdrucke können eine Beschädigung der Kernbrennstoffteilchen während der Herstellung des Kernbrennstoffstabs bewirken. Es wäre daher wünschenswert, einen Zusatzstoff für Kernbrennstoff-Formmischungen zu schaffen, der so wirkt, daß der Herstellungsdruck vermindert werden kann, wenn aus der Formmischung Brennstoffstäbe gebildet werden.
Nach dem Herausstoßen aus der Form wird der grüne Brennstoffstab in ein Graphitbrennstoffelement gegeben und auf eine Temperatur zwischen 1200 und 20000C erwärmt, um die Kohlenwasserstoffe zu carbonisieren. Das Graphitbrennstoffelement besitzt üblicherweise einen sechseckig geformten Querschnitt
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und eine Anordnung von zwischen ungefähr 50 und ungefähr 210 Löchern für die Aufnahme der Brennstoffstäbe. Eine ungefähr gleiche Zahl an Kühlmittellöchern erstreckt sich durch die Länge des Graphitbrennstoffelements. Die Wärmebehandlung bewirkt, daß das Bindemittelmaterial in der Brennstoffstabmatrix gleichzeitig eine Zersetzung und Carbonisierung erleidet.
Eine Vielzahl von grünen Brennstoffstäben wird in jedes BrennstoffIocn gegeben. Während der Carbonisierungswärmebehandlung sinken die grünen Brennstoffstäbe ein und haften an den Wänden der Brennstofflöcher in dem Graphitbrennstoffelement. Ein solches Festhaften ist bei dem nachfolgenden Betrieb des Brennstoffelements nachteilig wegen der differentiellen Expansion oder Kontraktion des Graphitbrennstoffelements, und die Brennstoffstäbe können Risse bilden bzw. brechen. Es wäre daher wünschenswert, die Eigenschaft der Brennstoffstäbe, an den Wänden der Brennstofflöcher während der Carbonisierungswärmebehandlung zu haften, zu vermindern oder zu beseitigen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren für die Herstellung von Kernbrennstoffstäben zu schaffen, die in gasgekühlten Hochtemperaturreaktoren verwendet werden können. Erfindungsgemäß soll eine Matrixformulierung geschaffen werden, die bei der Herstellung von Kernbrennstoffstäben verwendet werden kann, die eine niedrige Viskosität bei den Herstellungstemperaturen besitzt, wodurch es möglich wird, die Brennstoffstabherstellung bei niedrigeren Temperaturen und mit erhöhter Produktivität durchzuführen. Erfindungsgemäß soll eine Matrixformulierung geschaffen werden, die bei der Herstellung von Kernbrennstoffstäben verwendet werden kann und wodurch die Adhäsion der Brennstoffstäbe gegenüber den Graphitbrennstoffelementen nach dem Erwärmen der Brennstoffstäbe in den Graphitbrennstoffelementen vermindert oder beseitigt wird.
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Im allgemeinen werden erfindungsgemäß Kernbrennstoffstäbe hergestellt, indem man eine Graphitmehl-Pech-Matrixformulierung verwendet, die darin homogen dispergiert einen Zusatzstoff enthält. Die Matrixformulierung besitzt eine verminderte Viskosität bei den Herstellungstemperatüren, wodurch die Herstellung von Brennstoffstäben mit niedrigeren Herstellungsdrucken ermöglicht wird. Die Matrixformulierung bewirkt ebenfalls nicht, daß der Brennstoffstab an dem Brennstoffelement während der Wärmebehandlung des Brennstoffstabs in dem Brennstoffelement haftet oder sich damit verbindet. Kernbrennstoffstäbe sind für die Verwendung in gasgekühlten Hochtemperatur-Kernreaktoren geeignet.
Bei dem Herstellungsverfahren wird eine Matrix aus Pech und Graphitmehl gebildet. Die Matrix wird bevorzugt gebildet, indem man das Pech auf eine erhöhte Temperatur von ungefähr 100 bis ungefähr 3000C erwärmt und das Graphitmehl mit dem Pech bei der erhöhten Temperatur gut vermischt, um das Graphitmehl und das Pech einheitlich zu vermischen. Die Mischung wird dann abgekühlt. Nach dem Abkühlen wird die Mischung vermählen, um eine teilchenförmige Matrix mit einer Teilchengröße herzustellen, die für die Kernbrennstoffstabbildung geeignet ist. Die Matrix kann ebenfalls gebildet werden, indem man das Pech auf eine geeignete Teilchengröße vermahlt und das Graphitmehl mit dem gemahlenen Pech vermischt, um die Matrix zu schaffen. Der Zusatzstoff kann in der Matrix entweder während oder nach ihrer Herstellung dispergiert werden, wie es im folgenden näher erläutert wird.
Bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform wird die Matrix mit einer geeigneten Mengen an teilchenförmigen! Kernbrennstoff material vermischt, um die Formmischung herzustellen. Anschließend werden Kernbrennstoffstäbe gebildet, indem man die Fonnmischung in eine Stahlform gibt und die Formmischung in der Form komprimiert.
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Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird ' die Matrix erwärmt und in eine Stahlform injiziert, die mit teilchenförmigen! Kernbrennstoff material gefüllt ist.
Bei beiden Ausführungsformen werden die Brennstoffstäbe nach dem Ausstoßen der Brennstäbe aus der Form in ein Graphitbrennstoffelement gegeben und auf eine Temperatur zwischen ungefähr 1200 und 2000°C erwärmt.
Erfindungsgemäß wird ein Zusatzstoff mit der Matrix aus Graphitmehl und Pech vermischt. Der Zusatzstoff vermindert die Viskosität der Matrix bei der Temperatur, die bei der Herstellung der Brennstoffstäbe verwendet wird, und vermindert die Neigung der Brennstoffstäbe, an den Graphitbrennstoffelementen zu haften, nachdem sie in dem Brennstoffelement erwärmt wurden. Der Zusatzstoff vermindert weiterhin die Scherkraft, die erforderlich ist, um die Brennstoffstabe aus der Metallform, in der die Brennstoffstäbe hergestellt wurden, abzugeben. In diesem Zusammenhang sei gesagt, daß eine Scherkraft, unter ungefähr 3»5 kg/cm (50 psig) ausreicht, um den Brennstoffstab aus der Metallform freizusetzen, wenn der erfindungsgemäße Zusatzstoff in den angegebenen Mengen vorhanden ist.
Im allgemeinen werden als Zusatzstoffe gesättigte und ungesättigte Alkohole mit einer Kohlenstoffkettenlänge von 12 bis 30, gesättigte und ungesättigte Fettsäuren mit einer Kohlenstoffkettenlänge von 12 bis 30, gesättigte und ungesättigte primäre Amine mit einer Kohlenstoffkettenlänge von 12 bis 30 und gesättigte Kohlenwasserstoffe, die sich von Erdöl ableiten, mit einem Molekulargewicht im Breich von ungefähr 350 bis ungefähr 1400 verwendet.
Gegenstand der Erfindung ist eine Matrix, die für die Herstellung von Kernbrennstoffstäben geeignet ist, wobei die
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Matrix Graphitmehl, Pech und einen Zusatzstoff enthält und wobei der Zusatzstoff ausgewählt wird unter gesättigten und ungesättigten Alkoholen mit einer Kohlenstoffkettenlänge von 12 bis 30, gesättigten und ungesättigten Fettsäuren mit einer Kohlenstoff kettenlänge von 12 bis 30, gesättigten und ungesättigten primären Aminen mit einer Kohlenstoffkettenlänge von 12 bis 30 und gesättigten Kohlenwasserstoffen, die sich von Erdöl ableiten, mit einem Molekulargewicht im Bereich von ungefähr 350 bis ungefähr 1400.
Die Kernbrennstoffe können spaltbare Kernbrennstoffmaterialien oder Brutkernbrennstoffmaterialien sein, die üblicherweise mit der Herstellung von gasgekühlten Kernreaktorbrennstoffelementen assoziiert sind. Geeignete Kernbrennstoffmaterialien sind verdünnte oder unverdünnte, mit pyrolytischer " Kohle beschichtete ThC2-, ThO-, UO2-, (Th,U)Op- oder (Th, U) Cp-Mi schlingen. Das Kernbrennstoff material ist bevorzugt im wesentlichen kugelförmig und besitzt eine Teilchengröße im Bereich von 0,3 bis 1,2 mm.
Das Graphitmehl kann sich von irgendeinem kohlenstoffhaltigen Material ableiten und besitzt bevorzugt eine Teilchengröße von mindestens weniger als 0,040 mm. Bevorzugt besitzt das Graphitmehl eine Teilchengröße im Bereich von 0,0002 bis 0,040 mm.
Das Pech, das in der Matrix bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann sich von irgendwelchen Restprodukten ableiten, die bei der destruktiven Destillation von Kohle, Erdöl und Holz gebildet werden. Bevorzugt besitzt das Pech einen Erweichungspunkt unter 1490C (3000F) und eine Viskosität im Bereich von 100 bis 1000 P bei einer Temperatur von 175°C, bestimmt mit einem Instron-Kapillarrheometer mit einer Scherrate von 100 see .
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Wenn der Zusatzstoff ein Amin ist, enthält er bevorzugt 12 bis 26 Kohlenstoffatome. Nochbevorzugter enthalten die Alkohole, Fettsäuren und. Amine 12 bis 20 Kohlenstoff atome. Der Zusatzstoff wird bevorzugt aus der Gruppe ausgewählt, die enthält: 1-Octadecanol, 1-Hexadecanol, Ölsäure, Stearinsäure, 1-Octadecylamin, Vaseline bzw. Paraffinöl und Mischungen davon. Die erfindungsgemäßen Zusatzstoffe ergeben eine Matrix, die eine Viskosität unter ungefähr 1000 P besitzt, bestimmt mit einem Kapillarviscometer bei einer Temperatur von 175°C und einer Wandscherrate von 100 see"1.
Es ist bevorzugt, den Zusatzstoff mit dem Graphitiaehl und dea Pech der Matrix während der TT Erstellung der Matrix zu vermischen. Dadurch wird eine einheitliche Dispersion des Zusatzstoffs in der Matrix sichergestellt. In diesem Zusammenhang ist ein besonders bevorzugtes Verfahren ein solches, bei dem das Pech auf eine Temperatur erwärmt wird, bei der es fluid ist, d.h. zwischen 100 und 300°C, um den Zusatzstoff mit dem erwärmten Pech zu vermischen. Anschließend wird das Graphitmehl zugegeben und die Mischung wird abgekühlt und gemahlen, um eine Matrix zu schaffen, die den Zusatzstoff einheitlich darin dispergiert enthält. Der Zusatzstoff kann ebenfalls mit dem Graphitmehl oder mit dem gemahlenen Pech vor der Herstellung der Matrix vermischt werden. Eine einheitliche Dispersion des Zusatzstoffes in dem Graphitmehl, dem gemahlenen Pech, dem erwärmten Pech oder der teilchenförmigen Matrix kann mit einer geeigneten Niedrigschermischvorrichtung wie eine Sigmaschaufelmischvorrichtung erfolgen.
Die Matrix kann so "wie sie ist1* verwendet werden, um Kernbrennstoff teilchen zu umgeben, die man zuvor in eine Form gegeben hatte, indem man die erwärmte Matrix in die Form einspritzt. Bei diesem Verfahren zur Herstellung von Brennstoffstäben wird die Matrix auf eine Temperatur von ungefähr
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100 bis ungefähr 3000C erwärmt. Im allgemeinen sind Einspritzdrucke von ungefähr 35 bis 211 kg/cm (500 bis 3000 psig) geeignet, um die Matrix, die den erfindungsgemäßen Zusatzstoff enthält, einzuspritzen.
Die Matrix kann ebenfalls mit den Kernbrennstoffteilchen vor der Herstellung vermischt werden, um eine Formmischung herzustellen, die für die Kompression in einer Form geeignet ist, um Kernbrennstoffstäbe herzustellen. Bei diesem Verfahren für die Herstellung von Brennstoffstäben wird die Mischung aus Matrix und Kernbrennstoff teilchen auf eine Temperatur von ungefähr 100 bis ungefähr 300°C erwärmt und dann komprimiert. Ein Herstellungsdruck von ungefähr 35 bis ungefähr 211 kg/cm2 (500 bis 3000 psig) reicht im allgemeinen aus, um die Mischung zu komprimieren, und man erhält einen grünen Brennstoffstab, der für die weitere Wärmebehandlung geeignet ist.
Im allgemeinen enthält die Matrix 20 bis 50 Gev.% (bevorzugt 25 bis 45 Gew$ Graphitmehl und 30 bis 75 Gew.% (bevorzugt 43 bis 73 Gew.?ό) Pech. Die Menge an Zusatzstoff liegt im allgemeinen zwischen 0,5 und 30 Gew.%, bevorzugt 2 bis 12 Gew.%, und mehr bevorzugt 5 bis 10 Gew.%. Im allgemeinen enthält der fertige Kernbrennstoffstab 55 bis 64% Kernbrennstoffmaterial, ausgedrückt durch das Volumen, und 45 bis 36% Matrix, ausgedrückt durch das Volumen. '
Wie bereits ausgeführt, ergeben die erfindungsgemäßen Zusatzstoffe eine Matrix mit verminderter Viskosität bei den Herstellungstemperaturen, und weiterhin ergeben sie einen Brennstoffstab mit verbesserter Beständigkeit gegenüber der Haftung an einem Brennstoffelement. Die erfindungsgemäßen Zusatzstoffe besitzen weiterhin Formtrenneigenschaften. Die Verwendung der Zusatzstoffe in der Matrix ermöglicht die Herstellung von Kernbrennstoffpreßlingen, ohne daß Formtrennmaterialien auf die Oberfläche der Formen angewendet werden
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müssen. Die Multifunktionalität der erfindungsgemäßen Zusatzstoffe ergibt eine Matrix, die bei der Herstellung von Kernbrennstoffpreßlingen mit stark verbesserten Eigenschaften verwendet werden kann.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.
Beispiel 1
Sechs Ansätze werden hergestellt. Die Ansätze enthalten 342 g Pech, 240 g Graphitmehl mit einer Teilchengröße von weniger als 0,04 mm und 18 g Zusatzstoff.
Ein Kontrollansatz wird hergestellt, bei dem der Zusatzstoff durch weitere 18 g Pech ersetzt wird. Für jeden Ansatz wird das Pech auf eine Temperatur von 200°C erwärmt, der Zusatzstoff wird mit dem erwärmten Pech vermischt und dann wird das Graphitmehl zugegeben. Die Mischung wird dann 30 Minuten in einer Sigmaschaufelmischvorrichtung bei einer Temperatur von 2000C und einer Mischgeschwindigkeit von 100 U/min vermischt.
Nachdem der Ansatz abgekühlt ist, wird der Ansatz gemahlen, um eine Matrix mit einer Teilchengröße im Bereich von 0,6 bis 0,9 mm herzustellen. Die Viskosität der Ansätze wird dann bei 175°C mit einem Kapillarviscometer bestimmt. Jeder Ansatz war nicht-newtonartig und zeigte eine Abnahme in der offensichtlichen Viskosität (Viskosität bei bestimmtem Geschwindigkeitsgefälle) mit zunehmender Scherrate bzw. -geschwindigkeit. Die offensichtlichen Viskositäten der Ansätze mit unterschiedlichen Zusatzstoffen bei einer Wandscherrate von 100 see sind in der folgenden Tabelle I angegeben. 7 g der Matrix werden mit 20 g Kernbrennstoffmaterial, welches beschichtete ThCp-Teilchen und eine Teilchengröße im Bereich von 0,6 bis 0,9 mm besitzt, vermischt.
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Jeder der Ansätze wird dann verwendet, um Kernbrennstoffstäbe herzustellen, indem man den 27 g-Ansatz in eine
Stahlform gibt und den Ansatz bei einer Temperatur von
1900C und einem Druck von 84 kg/cm (1200 psig) komprimiert. Nachdem der Kernbrennstoffstab gebildet ist, wird die Wandscherkraft gemessen, die erforderlich ist, um jeden von
vier nachfolgenden Stäben aus der gleichen Formvertiefung auszustoßen, wobei die Formen zwischen den Stäben
nicht gereinigt werden. Die durchschnittlichen Wandscherkraftswerte, die man für jeden Zusatzstoff erhält, sind in der folgenden Tabelle II angegeben.
Brennstoff stäbe, die wie oben beschrieben unter Verwendung einer Matrix ohne Zusatzstoffe hergestellt wurden, und
Brennstoffstäbe, die unter Verwendung einer Matrix mit Zusatzstoffen hergestellt wurden, werden bei 1800°C in
Graphitärmeln mit einer Länge von 30 bis 48 cm (12 inches), einem Innendurchmesser von 15,875 mm (0,625 inches) und
einem Außendurchmesser von 24,765 mm (0,975 inches) behandelt, wobei beide Enden mit Graphit zugestopft sind. Man
stellt fest, daß die Brennstoffstäbe, die unter Verwendung der Matrix ohne Zusatzstoffe hergestellt wurden, an den
Graphitärmeln haften, wohingegen solche, die unter Verwendung eines Zusatzstoffs hergestellt wurden, nicht haften.
Tabelle I
Zusatzstoff Viskosität
keiner 2350
Vaseline bzw.Paraffinöl (durchschnittliches
Molekulargewicht ungefähr 500) 610
1-Octadecanol 600
Paraffinwachs (durchschnittl.Mol.Gew.ungefähr 700) 770
Ölsäure 920
Stearinsäure 660
2-Hexadecänol 800
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Tabelle I (Fortsetzung) Zusatzstoff
Stearinsäure + Paraffin (50:50) Stearinsäure + 1-Octadecanol (50:50) 1-Octadecylamin
Viskosität P.
660
660
800
Tabelle II
Zusatzstoff
keiner
Vaseline bzw. Paraffinöl 1-0ctadecanol
Paraffinwachs (durchschn.Mol.Gew.etwa 700)
Ölsäure
Stearinsäure
1-Hexadecanol
Stearinsäure + Paraffin (50:50) Stearinsäure + 1-0ctadecanol (50:50)
Beispiel 2
Seherspannung kg/cm2 (psig) 133 (1900)
0,6123 (8,71) 0,0429 (0,61) 2,199 (31,28) 0,1483.(2,11) 0,0513 (0,73) 0,2503 (3,56) 0,0851 (1,21) 0,0985 (0,95)
Weitere Ansätze aus Graphitmehl, Pech und Zusatzstoffmatrix werden hergestellt, wobei man die in der folgenden Tabelle III angegebenen Formulierungen verwendet. Die offensichtliche Viskosität jedes Ansatzes wird bestimmt. Jeder der Matrixansätze wird dann verwendet, um Brennstoffstäbe nach dem Injektionsverfahren herzustellen. Bei diesem Verfahren werden 20 g ThC^-Kernbrennstoffteilchen mit einer Teilchengröße im Bereich von 0,6 bis 0,9 mm in eine zylindrische Stahlform mit einem Durchmesser von 15,9 mm gegeben. 7 g grobgemahlene Matrix mit einer Teilchengröße von ungefähr 0,6 mm werden auf die Brennstoffteilchen in der Form gegeben. Die Form wird dann auf eine Temperatur von 2000C erwärmt und ein Kolben wird verwendet, um die Matrix durch die Brennstoffteilchen zu zwingen, so daß Brennstoffstäbe mit einer Länge von 61 mm erhalten werden. Die durchschnittliche
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Seherspannung, die erforderlich ist, um vier Brennstoffstäbe aus der Form zu entfernen, wird gemessen und ist
in der folgenden Tabelle III angegeben.
Pech1
g		 Tabelle III 1-0cta-
decanol		 410 Durchschnittliche
Scherspannung
kg/cm2 (psig)
Graphit
mehl
g		 402 Zusatz- Zusatz- Offensichtl.
stoff stoff Viskosität b.
g Art 175°C und
100 sec-1, P.		 ti 420 0,89 (12,6)
1802 384 18 Il 460 1,02 (14,5)
1802 384 36 It 270 1,02 (14,5)
1982 384 18 Il 380 0,75 (10,6)
1982 324 60 Il 260 1,02 (14,8)
2403 324 36 0,14 (2,0)
2404 36
1 erhalten von Ashland Oil Co. und bezeichnet als A-240
2 erhalten von Asbury Graphite Corp. und bezeichnet als grade 6353
3 erhalten von Great Lakes Caron Co. und bezeichnet als grade 1089 .
4 erhalten von Lonza Ltd. und bezeichnet als grade KS-44.
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Claims (18)

Patentansprüche
1.) Matrix, die für die Herstellung von Kernbrennstoffstäben geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrix enthält: Graphitmehl, Pech und einen Zusatzstoff, wobei der Zusatzstoff ausgewählt wird unter gesättigten und ungesättigten Alkoholen mit einer Kohlenstoffkettenlänge von 12 bis 30, gesättigten und ungesättigten Fettsäuren mit einer Kohlenstoffkettenlänge von 12 bis 30, gesättigten und ungesättigten primären Aminen mit einer Kohlenstoffkettenlänge von 12 bis 30 und gesättigten Kohlenwasserstoffen, die sich von Erdöl ableiten, mit einem Molekulargewicht im Bereich von ungefähr 350 bis ungefähr 1400.
2. - Matrix nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzstoff ein gesättigtes oder ungesättigtes primäres Amin mit einer Kohlenstoffkettenlänge von 12 bis 26 ist.
3. Matrix nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzstoff ein gesättigtes oder ungesättigtes primäres Amin mit einer Kohlenstoffkettenlänge von 12 bis 20 ist.
4. Matrix nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzstoff ein gesättigter oder ungesättigter Alkohol mit einer Kohlenstoffkettenlänge von 12 bis 20 ist.
5. Matrix nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzstoff eine gesättigte oder ungesättigte Fettsäure mit einer Kohlenstoffkettenlänge von 12 bis 20 ist.
6. Matrix nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzstoff ausgewählt wird aus der Gruppe, die enthält: 1-Octadecanol, 1-Hexadecanol, ölsäure, Stearinsäure, 1-Octadecylamin, Vaseline bzw. Paraffin-Öl und Mischungen davon.
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7. Matrix nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzstoff in einer Menge von 0,5 Ms 30 Gew.% vorhanden ist.
8. Matrix nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzstoff in einer Menge von 2 bis 12 Gew.% vorhanden ist.
9. ■ Matrix nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzstoff in einer Menge von 5 bis 10 Gew.% vorhanden ist.
10. Matrix nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Graphitmehl in einer Menge von 20 bis 50 Gew.% vorhanden ist.
11. Matrix nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Graphitmehl in einer Menge von 25 bis 45 Gew.96 vorhanden ist.
12. Matrix nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Pech in einer Menge von 30 bis 75 Gew.% vorhanden ist.
13· Matrix nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Pech in einer Menge von 43 bis 73 Gew.% vorhanden ist.
14. Matrix nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Viskosität unter 1000 P, bestimmt mit einem Kapillarviscometer bei einer Temperatur von 175°C und einer Wandscherrate von 100 see" besitzt.
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15. Verfahren zur Herstellung von Kernbrennstoffstäben, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Matrix, wie in einem der Ansprüche 1 bis 14 beansprucht, bildet, die Matrix mit Kernbrennstoffteilchen vermischt, um eine Formmischung herzustellen, die Formmischung in eine Form gibt und die Formmischung unter Bildung eines Kernbrennstoffstabs komprimiert.
16. Verfahren zur Herstellung von Kernbrennstoff stäben, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Matrix, wie in einem der Ansprüche 1 bis 14 beansprucht, bildet, die Matrix erwärmt und die Matrix in eine Form injiziert, die Kernbrennstoff teilchen enthält, um den Kernbrennstoffstab zu bilden.
1 7. Verfahren nach Anspruch 15 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernbrennstoff stab aus der Form mit einer Scherspannung von weniger als 3,5 kg/cm (50 psi) freigesetzt werden kann.
18. Kernbrennstoffstäbe, hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 15 bis 17.
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DE19752541957 1974-09-30 1975-09-19 Fuer die herstellung von kernbrennstoffstaeben geeignete matrix Withdrawn DE2541957A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/510,390 US4064204A (en) 1974-09-30 1974-09-30 Manufacture of nuclear fuel compacts

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