DE2610046A1

DE2610046A1 - Kapsel fuer das einbringen von markierungsstoffen in kernreaktoren

Info

Publication number: DE2610046A1
Application number: DE19762610046
Authority: DE
Inventors: Gert Dreyer; Gerd Weiershausen
Original assignee: Interatom Internationale Atomreaktorbau GmbH
Current assignee: Interatom Internationale Atomreaktorbau GmbH
Priority date: 1976-03-11
Filing date: 1976-03-11
Publication date: 1977-09-15

Description

Kapsel für das Einbringen von Markierungs-
stoffen in Kernreaktoren Die vorliegende Erfindung betrifft eine druckdichte Kapsel für das Einbringen von gasförmigen Markierungsstoffen für den Undichtigkeitsnadiweis von Brenn-, Brut- oder Absorberstäben von Kernreaktoren, bestehend aus einer mit einem Deckel verschließbaren llülse. Um die Verseuchung des Kernreaktors mit langlebigen Spaltprodukten aus einem undicht gewordenen Stab der beschriebenen Art in möglichst engen Grenzen zu halten, ist es erwünscht, derartige Undichtigkeiten möglichst bald nach ihrem Auftreten zu erkennen. Dies geschieht zweckmäßigerweise dadurch, daß die betreffenden Spaltprodukte in der Schutzgasatmosphäre des Reaktors nachgewiesen werden. Um darüberhinaus ohne langwierige Versuche unter der Vielzahl der in einem Kernreaktor befindl-ichen Elemente dasjenige zu erkennen, in dem der Schaden aufgetreten ist, ist die sogenannte Tag-Alethode vorgeschlagen worden. hierbei werden bei der Fertigung der Elemente in diese geringe Mengen an Edelgasen, z.B.
Krypton oder Yenon eingebracht, und zwar in einer Mischung der verschiedenen Isotopen, die für jedes Element charakteristisch und verschieden ist, so daß durch den Nachweis einer bestimmten Isotopenmischung im Schutzgas des Reaktors eindeutig auf einen Schaden in einem bestimmten Stab geschlossen werden kann. Das Einbringen dieser Isotopenmischung geschieht dabei um Verunreinigungen usw.
zu vermeiden, in Form einer Kapsel, die in den Stab eingelegt werden kanne worauf dieser verschlossen wird.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, sicherzustellen, daß sich die Kapsel bei Inbetriebnahme des Brenn-, Brut- oder Äbsorberstabes selbsttätig öffnet, so daß das Gemisch von Edelgasen austreten und sich über den inneren hohlraum des Stabes verteilen kann. Bei Inbetriebnahme des Reaktors ird die Temperatur nicht unwesentlich ansteigen, und damit auch der Druck der Markierungsgase auf die Innenwand der Kapsel. Platzmembranen, die etwa bei Erreichen eines bestinunten Innendruckes aufreißen und das Markierungsgas freigeben würden, erfüllen nicht alle Anforderungen, die an die Zuverlässigkeit gestellt werden müssen.
Die Lösung der Aufgabe wird demgegenüber dadurch erreicht, daß der die Kapsel verschließende Deckel durch Weichlötung in deren Öffnung befestigt ist. Durch Auswahl eines aus der Vielzahl geeigneter Lote ist es dem Fachmann ohne weiteres möglich, die Befestigung des Deckels der Öffnung der Kapsel so einzustellen, daß sie bei einer vorbestimmten Betriebstemperatur des Reaktors, beispielsweise von 200°E ihre Festigkeit verliert und den Deckel der Kapsel freigibt.
In spezieller Ausgestaltung dieses Erfindungsgedankens ist die das Markierungsgas enthaltende Kapsel zum Gebrauch in einem Brenn-, Brut- oder Absorberstab eines Kernreaktors in einer räumlichen Ausrichtung angeordnet, bei der der Deckel bei geschmolzenem Lot unter dem Einfluß der Schwerkraft aus der Öffnung der Kapsel herausfällt und diese freigibt. Dies kann z.B. auch dadurch geschehen, daß der Deckel auf den Boden der Kapsel fällt. Der Deckel sollte zweckmcißigerlfeise ein Gewicht erhalten, das sicJierstcllt, daß er nicht etwa durch die Koiiäsionskraft des geschmolzenen Lotes in der öffnung der Kapsel festgehalten wird.
Die Fertigung der erfindungsgemäßen Kapsel für Markierungsgas wird sehr erleichtert, wenn diese nach einem weiteren Merkmal der Erfindung einen Deckel aufweist, der von einem nach außen vorstehenden, durch Zuschmelzen verschließbaren Kapillarrohr durchdrungen ist. Die mit Sorgfalt auszuführende Lötung zwischen Deckel und Ilülse kann so vor der Füllung der Kapsel mit dem Gas erfolgen, indem letzteres erst später durch das Kapillarrolir eingeführt wird, worauf die Kapsel durch Zuschmelzen desselben verschlossen wird.
Ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Kapsel ist in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt dieselbe im Längsschnitt einen Teil eines Kernreaktorbrennstabes, der im Prinzip aus einer allseitig geschlossenen Hülle 1 und einer darin angeordneten Säule von tablettenförmigen Brennstoffteilen 2 besteht. Das während des Kernspaltungsprozesses im Brennstoff gebildete Spaltgas füllt die hier übertrieben groß dargestellten Zwischenräume zwischen den Brennstofftabletten 2 und dem Hüllrohr 1 sowie einen besonderen für diesen Zweck vorgesehenen Spaltgassammelraum 3. Wird das Hüllrohr 1 an irgendeiner Stelle undicht, so tritt das Spaltgas aus und gelangt über das Reaktorkühlmittel in die Schutzgasatmosphäre, in der es durch geeignete Geräte, z.B.
Massenspek?rometer nachgewiesen wird. Die schnelle und eindeutige Identifizierung eines einzelnen von mehreren hundert in einem Kernreaktor enthaltenen Brennstäben geschieht dadurch, daß dem Spaltgas ein gasförmiger Markierungsstoff beigemischt ist, der aus einer besonderen und nur für diesen einen Stab verwendeten Zusammensetzung von Edelgasisotopen besteht. Bei der herstellung des Brennstabes und am Anfang seiner Inbetriebnahme ist das Markierungsgas in einer Kapsel 4 enthalten, die-aus einer mit einem Deckel 5 verschlossenen Hülse 6 besteht. Beide Teile sind z.B. aus einem Edelstahl hergestellt und der Deckel 5 ist in der llülse 6 mittels eines unterhalb der Reaktorbetriebstemperatur, beispielsweise bei 2000C flüssig werdenden Lotes dichtend befestigt. Das untere Ende der Hülse 6 wird durch einen angeschweißten Boden 7 verschlossen. Der Deckel 5 wird durch ein bei herstellung der Lötung 8 noch offenes Kapillarrohr 9 durchdrungen, durch das das Markierungsgas in die Kapsel eingeführt wird. Anschließend wird das Kapillarrohr 9 durch Zuschmelzen gasdicht verschlossen. Wird der dargestellte Brennstab in einem Kernreaktor eingesetzt und dort auf Betriebstemperatur erhitzt, schmilzt die Lötung 8 und der Deckel 5 kann bei der dargestellten, d.h.
senkrechten Ausrichtung der Kapsel auf den Boden derselben fallen. Die Kapsel ist so geöffnet und das Markierungsgas kann sich im Spaltgassammelraum 3 verteilen. Es steht dann bei etwaigen Undichtwerden der Brennstabhülle 1 als Markierungsmittel zur Verfügung.
L e e r s e i t e

Claims

SCHUTZANSPROCIIE 1.)Druckdichte Kapsel für das Einbringen von gasförmigen Markierungsstoffen für den Undichtigkeitsnachweis von Brenn-, Brut- oder Absorberstäben von Kernreaktoren, bestehend aus einer mit einem Deckel verschließbaren llülse, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (5) durch Weichlötung (8) in der Offnung der Kapsel (4) befestigt ist.
2. Kapsel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zum Gebrauch in einem Brenn-, Brut- oder Absorberstab (1) eines Kernreaktors in einer räumlichen Ausrichtung angeordnet list, bei der der Deckel (5) bei geschmolzenem Lot (8) unter dem Einfluß der Schwerkraft aus der Öffnung der Kapsel (4) herausfällt und diese freigibt.
3. Kapsel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (5) von einem nach außen vorstehenden, durch Zuschmelzen verschließbaren Kapillarrohr (9) durchdrungen ist.