DE3402192A1

DE3402192A1 - Mit einem abbrennbaren neutronenabsorber beschichteter kernbrennstoffkoerper

Info

Publication number: DE3402192A1
Application number: DE3402192A
Authority: DE
Inventors: Walston Murrysville Pa. Chubb; Beryl H. Lexington S.C. Parks; Kenneth C. Irwin Pa. Radford
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1983-02-22
Filing date: 1984-01-24
Publication date: 1984-08-23
Also published as: GB2137012A; KR840007790A; SE8400596L; KR910005068B1; FR2541495A1; GB8616520D0; GB8402535D0; SE8400596D0; GB2137012B; GB2177250B; CH664036A5; FR2541495B1; SE458810B; GB2177250A

Description

Die Erfindung betrifft einen mit einem abbrennbaren
Neutronenabsorber beschichteten.Kernbrennstoffkörper nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.·

Bekanntermaßen können Kernbrennstoffkörper verschiedene geometrische Formen haben, beispielsweise als Platten, Säulen oder als Brennstofftabletten ausgebildet sein, die stirnseitig aneinanderstoßend in einem Hüllrohr aus einer Zirconiumlegierung oder aus rostfreiem Stahl angeordnet sind.

Diese Brennstofftabletten enthalten spaltbares Material wie beispielsweise Urandioxid, Thoriumdioxid, Pl-utoniumdioxid oder venische hiervon. Die Brennstäbe sind gewöhnlich zu
Brennelementen gruppiert. Die Brennelemente werden ihrerseits zum Reaktorkern eines Kernreaktors zusammengesetzt.

15

Es ist allgemein bekannt, daß der nukleare Spaltvorgang den Zerfall des spaltbaren. Kernbrennstoffmaterials in zwei oder mehr Spaltprodukte mit geringerer Massenzahl

BAD ORIGINAL

bedingt. Unter anderm erzeugt der Spaltvorgang auch Neutronen, weiche die Voraussetzung für eine sich .lolbsb aufrechterhaltende Kettenreaktion darstellen. Nachdem eiu Reaktor während einer gewissen Zeitspanne betrieben worden ist, müssen die Brennelemente mit dem spaltbaren Material schließlich infolge der eingetretenen Erschöpfung des spaltbaren Materials ausgetauscht werden. Da dieser Bremistofferneuerungsvorgang zeitraubend und kostspielig ist, ist es wünschenswert, die Standzeit eines gegebenen Brennelements so lang wie praktisch möglich zu verlängern. Bei einem thermischen Reaktor können zu diesem Zweck dem Reaktorbrennstoff bewußt eingegebene Zusätze von parasität neutroneiieinfangenden Elementen in berechneten kleinen Mengen zu sehr vorteilhaften Effekten führen.

Solche neutroneneinfangende Elemente werden gewöluilich als "abbrennbare Neutronenabsorber" bezeichnet, da sie ebenfalls nach einiger Seil; e'r schöpft v/erden, so daß dadurch eine Kompensation hinsichtlich der gleichzeitig erfolgenden Verringerung des spaltbaren Ilaterials

20 stattfindet.

Die Standzeit eines Brennelements kann demzufolge

/**, durch Kombination einer anfänglich größeren ilenge spaltbaren ilaterials mit einer bcrechnetenilenge eines abDrenhbaren lieutronenabsorbers verlängert werden. Während der frühen Betriebsphasen eines solchen Brennelements v/erden überschüssige Neutronen durch den abbrennbaren Neutronenabsorber absorbiert, der dadurch eine Umwandlung in Elemente niedrigen Ileutronenabsorptionsquerschnitts erfährt, welcnci die Reaktivität des Brennelemnts in späteren Betriebsphasen seiner Standzeit nicht mehr wesentlich beeinträchtigen, wexin nur noch weniger spaltbares rlaterial verfügbar ist. Wenn also ein Brennelement sowohl Kernbrennstoff als auch einen abbrennbaren Neutronenabooruar

BAD ORIGINAL

34021 s

in sorgfältig augestiriuatem Verhältnis enthalt, läßt sich eint! länyere Standzeit des Brennelements bei voriiältniüiaiUii-j konstanter rJoutronenprodaktion und iteak tivitat erreicnen.

Za den verwendbaren abbrennbaren Neutronenabsorber^ gehören Lor, ■Jadolinium^Sor.uiriurn, Europium' and dgl. Die abbrennbaren Neutronenabsorber v/erden entweder in cjleicufürraig mit dem Kernbrennstoff gemischter i'orra (verteilte Absorber) verwendet oder als gesonderte Elenente im keaktor derart angeordnet, daß sie-in gleichem Maße abbrennen bzw. erschöpft werden wie der Kernbrennstoff. Infolgedessen wird die Wettoraktivität des üeaktorkerns während der aktiven Standzeit des

15 keaktorkerns im wesentlichen konstant gehalten.

uie üü-Pij 3 4 27 222 beschreibt eine Urandioxid-Brennstof!tablette, die mit einem Gemisch aus Urandioxid und einem abbrennbaren Weutronen'jift aus Zirconiurndiborid

Jt . 20 überzogen ist, wobei dieser Überzug durch Plasmaspritzen aufgebracht ist (siehe Spalte 4, Beispiel I). In dieser Patentschrift ist außerdem eine Urandioxid-Brennstofftablette beschrieben, die mit einem durch chemische Auf- ^w dämpfung aufgebrachten Borüberzug als abbrennbarem Ueutronengift überzogen ist. Dabei ist erwähnt, daß die_ Aufdanpfungsgeschwindigkeit bei niedrigen Temperaturen langsam war, während bei hohen Temperaturen der Überzug keine ausreichende Haftung zeigte (siehe Spalte 5, Beispiel III).

Es ist bekannt, daß in einer Aluminiumumhüllung' untergebracnter Kernbrennstoff mit einer Niobschicht überzogen worden kann, um eine chemische Reaktion des Kernbrennstoffe mit der Umhüllung zu ver neiden (GB-PS 35'9 206, Seite 1, Seilen 12 bis 3o). Es ist außerdem bekannt, daß sehr kleine Kernbrennstoff par tikel, beispielsweise Urcindioxidpartikal,

BAD ORIGINAL "COPY

■nit einer einfachen Schicht oder mit mehreren Schichten des gleichen oder verschiedener Nicntabsorbermaterialien einschließlicn Niob zu Zwecken überzogen werden jcörmen, uu beispielsweise den Kernbrennstoff gegen Korrosion zu schützen und das Zurückhalten der Spaltprodukte zu unterstützen. Diese überzüge können durch verschiedene Techniken aufgebracht werden, beispielsweise durch Niederschlag aas einem Dampf des Uberzugsmaterials, durch Niederschlag aas einen zersetzenden Dampf oder auf elektrischem. Weg

10 (GB-PS 933 500).

In einer 1967 von Gordon und Breach, New York, veröffentlichten AEC-Monographie von Λ.Ν. Holden mit dem Titel "Dispersion Fuel Elements" ist eine Beschichtung von KernbrennstoffPartikeln in Dispersionsbrennstoffen zur Verhinderung einer Wechselwirkung der Partikel mit der Matrix und zinn Zurückhalten von Spaltprodukteu erwähnt (Seite 30). Weiter ist durch Dampfphasenreduktion mit Niob überzogenes Urandioxid beschrieben (Seite 48) . j-.ußerdem ist mit Chrom unter Verwendung von Chromdichlorid darch Dampfphasenreduktion beschichtetes Urandioxid beschrieben, wobei das Chromdichlorid auf eine Niobunterschicht aufgebracht worden war (Seite 48).

- Nach einer nicht vorverüffentlichten US-Patentanmeldung betreffenu die beschichtung von ürandioxid-Kernbrenn-"stoff mit Zirconiuir.diborid als abbrennbarem Neutronengift warden Absplitterungsproblene bei chemischem Aufdampfen von Zirconiuradiborid auf Urandioxid dadurch bewältigt, UaJ; zunächst (durch Spritzen, chemische Aufdampfung usw.) eine dünne Unterschicht aus Niob (mit einer Dicke zwischen etwa 3 pin und 6 pm) auf dem Urandioxid aufgebracht und erst dann das Zirconiuntdiborid durch chemischen Dampfniederschlag auf der Niobschicht aufgebracht wird.

BAD ORIGINAL

L·ronnstoi".l:tabletten, die mit einem Bor enthaltendem abbrennbaren l\ieutronenabsorber '-/ie beispielsweise elementar eni bor, dem Bor- 1ü-Isotop (dem die Eigenschaft eine::; abbrennbaren Absorbers aufweisenden Isotop des eleiaentdren ßors) , Sirconiuindiborid, borcarbid, Bornitrid und dgl. überwogen sind, haben den Nachteil unterschiedlich starker Feuchtigkeitsabsorption. Beispielsweise nüssen ürandioxid-ßrennstofftabletten, die mit Zirconiundiborid über ζ otj en sind, nach der Herstellung in einem zeitraabenden Vorgang ofengetrocknet und dann in einer feuchti'jkeitsarmen Handschuhkastenatmosphare in die Brennstilbe eingefüllt veruen. Dies ist erforderlich, weil das hygroskopische Zirconiumdiborid (durch Feuchtigkeitsadsorption) aus der Luft eine dünne Feuchtigkeitssehioht aufniiiuiit. Der folgende langwierige Trocknungsvorgang (typischerwoise etwa 1 bis 3 Stunden bei Temperaturen 200 C bis 600 C in einem Vakuura von 1 Torr oder weniger) und die feuchtigkeitsgesteuerte Einfüllung der Brennstofftabletten tragen beträchlich zu dem Zeitbedarf, der

* 2o Komplexität und den Kosten der Kernbrennstoff herstellung bei. Feuchtigkeit im Kernbrennstoff muß aber vermieden werden, αa überschüssiger Wasserstoff in den Brennstofftabletten, der meistens in Form von Feuchtigkeit vorliegt, eine Hydrierung der aus Zircaloy bestehenden BrermstabJiülle verursacht, was zu einem Bruch der Brennstabhülle führen kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Brennelemente zu schaffen, deren Brennstoff tabletten mit 3D einem neutronenabsorbierenden ;4aterial aberzogen sind, das nicht der Feuchtigkeitsadsorption ausgesetzt ist, so daß die Brennstoff tabletten oline langwierige und teure Vorbereitungen aufbewahrt und in die Brennstabhüllen eingefüllt werden können.

BADORIGINAL

Diese Aufgabe wird bei einem Brennstoffkörper der

eingangs genannten Gattung nach der Erfindung durch die iiii kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebene Ausbildung gelöst.
5

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen wehr im einzelnen beschrieben, in v/elchon seiet:

Fig. 1 in Längsschnitt einen Brennstab

mit Brennstofftabletten, die jait einem abbrennbaren Nautronenaborber in Form einer nichtnygroskopischen Überzugaachicht ■ nacn der Erfindung aberzogen

Fig. 2 den Brennstäb in

längs der Schnittlinie ΙΙ-ΪΙ in » . Tig. 1,

l-'ig. 3 eine Weiterbildung des bronn-

stabs aacli Fig. 1, ^/obei der überzug der Brennstofftabletten

. eine zusatzliche Unter:-: el licht

aufweist, und

Fig. 4 einen Querschnitt des Brenne Lib;-;

nach Fig. 3 längs der Uclmi'ctlinie IV-IV in Fig. 3.

Kernbrennstoff enthält uran in i'oru von Urandioxid (oder 'fhoriuindioxid, -Plutoniuindioxid oder Genischen liavon) und ist zu Tabletten ot\/a zylindrischer Gestalt ,iit ο ine α Durchmesser von et\/a 3 lmu ur.J einer Länge von etv/n 12 .l.i riiit. Die /dnschensv/erte ochichtdic]:e eines abbrorm-

BADORIGINAL

""Sad obig*¹*¹

-^: .;. ^:..-'T 3402Ί92

AO

baren ZirGoniuiadiborid-i\leutronenabsorberriber2Ug auf den Brennstoff tabletten liegt zwischen etwa 8 pm'und 16 a^-a und vorzugsweise zwischen etwa 9 pn und 10 un, was einer

n-j von etv/a 0,6 mg/cm entspricht.

Das .laß der Feuohtigkoitsadsorption hängt von der . verwendeten i'ecimik des Aufbringens der Zirconiumdiborid-Schioht ab. Ls hat sich gezeigt, daß Aufspritzen einen etwas porösen überzug ergibt, der die Feuchtigkeitsadsorption begünstigt, während eine chemische Dampfab-Swlagerung geringere Feuchtigkeitsadsorptionsprobleme zu ergeben scheint.

Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt.ist, weist ein "Brennstab 10 für ein Kernreaktor-Brennelement ein ilüllrohr 12 mit einen oberen iindstopfen 15 und einen unteren Undctopfon 16 auf, in dessen Inneren 13 eine Vielzahl von spaltbaren Brennstofftabletten 20 jeweils stirnseitig aneinander3to/3en und mittels einer Feder 22 in 'Kichtung ^v ■ 20 ζum unteren Endstopfen 16 hin vorgespannt untergebracht sind. Der Durchmesser der Brennstofftabletten 20 ist geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des hüll-

rohrs 12, so daß ein kleiner Spielraum 2 4 verbleibt. Die w ·

Feder 22 und der Spielraum 24 lassen eine Wärmeausdehnung

25 der Brennstofftabletten 20 im Reaktorbetrieb zu.

Vorzugsweise besteht der spaltbare Brennstoffkürper bzw. das Substrat 26 jeder Brennstofftablette 20 im wesentlichen aus Urandioxid, obv/ohl auch andere Uranformen sowie beispielsweise Plutonium oder Thorium verwendet werden können. Die das Substrat 26 mindestens teilweise bedeckende abbrennbare Neutronenabsorberschicht 3u besteht vorzugsweise im wesentlichen aus elementarem Bor oder aus Zirconiumdiborid, obwohl auch andere Formen des

ib Bors sowie beispielsweise Gadolinium, Samarium, Europium und dgl. verwendet werden können.

*AD OFUGlNAl. ^-

·* ··· ·· · OhU/ I y c

ϋια die rait deia abbrennbaren Neutronenabsorber aberzogenen Kernbrennstofftabletten 20 nichthygroskopisch, also hydrophob zu machen, wird die abbrennbare Neutronenabsorbers chi cht 30 mit einer unmittelbar damit verbundenen überzugsschicht 32 überzogen. Diese Uberzugsschicht 32 enthält ein reaktorverträgliches hydrophobes Material. Vorzugsweise hat die Überzugsschicht 32 eine Dicke zwischen etwa 2 pa und 6 pm. Diese Jberzugsschicht 32 sollte angebracht werden, bevor die abbrennbare Neutronenabsorberschicht 30 mit Luft in Berührung kommt, um die Aufnahme und das Einschließen von Feuchtigkeit durch Adsorption durch den Neutronenabsorber in der Brennstofftablette 2ö zu vermeiden. Zu den hinsicntlich der Reaktoreignung zu berücksichtigenden Faktoren einer solchen Überzugsschicht gehören Kosten, Neutroneneinfangquerschnitt, Verträglichkeit mit abbrennbaren Neutronenabsorber!!, Vertraglichkeit mit deid Rohrmaterial und Schmelzpunkt. Unter diesen Gesichtspunkten kann ein reaktorverträgliches hydrophobem Material ein riaterial aus der Materialgruppe Niob, Zirconium, Magnesium, Aluminium, Silizium, Kohlenstoff, Titan, Cnrom, Eisen,- Nickel, Kupfer, Yttrium, Molybdän, Bariuia und Cer sein.

Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform wird elementares Bor für die abbrennbare Neutronenabsorberschicht 30 verwendet und unmittelbar auf das aus Uran- -dioxid bestehende Substrat 26 aufgebracht, und die übarzugsochicht 32 besteht im wesentlichen aus Niob. Gemäß einem Aasführmigsbeispiel wurden Urandioxid-ürenn-Stofftabletten durch herkömmliche chemische Aufdauvpfung zuerst mit elementarem Bor und dann mit Niob überzogen, wobei ein die vertikal auieinandergestapelten Brennstoff tabletten umschließendes vertikales Rohr verwendet wurde. Der Bor über zug 30 wurde durch Pyrolyse von B^iI₆ und der Niobdberzug 32 durch Wasserstoffreduktion von Niobpentachlorid (NbCl₅) hergestellt. Diese gasförmigen

BAD ORIGINAL °°^ΡΥ

Vorstufen der auszudampfenen Stoffe wurden in das untere Ende des Rohres eingeleitet, während die Abfallprodukte aus dein oberen Ende des Rohres abgeführt wurden. Die Brennstofftablettensubstrate 26 waren durch schwaches

S Abschleifen, wiederholte Ultraschallspulung in destilliertem Jaüsar und Vakuumtrocknen gereinigt worden. i\ii der 'Rohrwand waren Tharmoe lernen te angebracht. Die Tablettensubstrate 26 wurden mittels eines oberen Ofens auf eine vorgegebene, durch Thermoelemente gemessene Temperatur erhitzt, wahrend die Vorstufengase mittels eines unteren Ofens auf eine vorgegebene, ebenfalls durch Thermoelemente genossene Temperatur vorerwärmt wurden. Unter verschiedenen, in der anliegenden Tafel~ 1 zusammengestellten Bedingungen wurden zufriedenstellende überzüge erzielt.

Bei einer zweiten bevorzugten Ausf uhrungsforra, './ic¹ sie in den Jj'ivj. 3 und 4 dargestellt ist, wird Zireoniumviiborid für die abbrennbar^ Moutronenabsorberschicht 3^ verwendet und durch chemische Auf dämpfung an eine ünter-

2ü schichi; aus Uiob gebunden, and die Wiob-Unterschicht 2J wird ihrerseits durch chemische Aufdampfung an das·urandioxid-fjubstrac 26 gebunden. Die Überzugsschicht 32 besteht im wesentlichen aas chemisch aufgedampftem iiiob. Die Notwendigkeit einer Unterschicht aus Niob oder dgl.

für das Aufbringen von Zirconiumdiborid durch chemische· Aufdampfung auf Urandioxid ist bereits oben erläutert worden. Vorzugsweise hat die Unterschicht 2 3 eine Dic3:e zwischen etwa 3 pra und 6 μιη. Das Verfahren entspricht demjenigen bei der ersten Ausführungsform. Die Gasvorstufe für die chemische Auf dämpfung des Zirconiumdiboridr; war Zirconiumtetrachlorid und Bordichlorid. Das gasförmige Zirconiumchlorid wurde durch Reaktion von HCl und Zirconium hergestellt und die Reaktionsprodukte wurden in einem Wasserstoffstrom transportiert. Unter verschiedenen, in der anliegenden Tafel 2 zusammengestellten Bedingungen wurden zufriedenstellende überzüge erzielt.

ORIGINAL

λ2>

Typ isolier weise findet die Erfindung zur umf angsraüBigen Beschichtung (d.h. zur Beschichtung nur der zylindrischen Umfangefläche) des Brennstofftablettensubstrats 26 nit einer aborennbaren Neutronenacsorberschicht 30 und der Überzugsschicht 32 (und gegebenenfalls der Unterschicht 2ü) Anwendung. In manchen-Fällen kann es jedoch wünschcnsvart sein, das gesamte Brennstofrtablettensubstrat 26 einschließlich seiner oberen und unteren Stirnflächen zu überziehen. In anderen Fällen kann es vorteilhaft sein,

10 nur einen Teil des KernbrennstoffSubstrats mit der

abbrennbaren Neutronenabsorberschicht und diese dann ganz (oder teilsweise) mit der Überzugsschicht zu überziehen. Wenn das Substrat, die abtrennbare Neutronenabsorberschicht und die Überzugs- bzw. Unterschicht Urandioxid bzw. Sirconiuiiidiborid bzw. Niob enthält, besteht sie vorzugsweise im wesentlichen aus dem betreffenden Material, nämlich Urandioxid bzw. Zirconiumdiborid bzw. Uiob.

BAD ORIGINAL

Tafel 1
Herstellungsbedingungen für Bor/iiiob- Überzüge

Versuch	Schicht	Versuchs-	Teraperatüren ( C)	Tabletten	Durchsätze (Mo 1-%)	^H2	NbCl₅	l	0,107	Gesamt
IJr.	B	ciauer (min)	Gas	600	^B2^H6	99,935			durchsatz (cn /min)
1	Nb	45	230	35O	0,015	99,938	0,062	O,O91	17010
	B	172	650	615		99,935		16510
2	Nb	60	230	35C	0,015	99,933	0,054	17010
	B	20	650	610	.	99,905	1 601 7
3	Nb	60	230	35O	0,015	99,909	17010
	B	35	650	610		99,935	16315
4	Nb	35	2 30	345	0,015	99,946	17010
	34	650		. 17169

Tafel 2
ileratellungobeJingungen für Nb/ZrB₉/l-Ib- Überzüge

Versuch	Jchiciib	Vereuchs-	Temperaturen ( C)	Tabl.	Durchsätze (Mol-%)	BCl₃	HCl	H₂	NBCl₅	ZrCl₄	Gesamt	■ ·
Mr.		dauer	Gas							durchsatz
		(min)		350			99,921	0,079		(cm /inin)
1	Nb	45	650	300	0,140	0,053	99,630'		0,128	15632
	ZrB₂	60	600	850			99,946	0,054	—r-	17093	*
	Nb	67	650	850.	___	___	99,942	0,053	___	15668	* ·
2	Nb	59	650	305	0,279	0,204	99,298		0,220	• ft • * 17039 ' j
	ZrB₂	37	600	350	*mm tmrn mm»*	**· mm mm***	99,951	0,049	^mm "™ "*"	17196 "^:
	lib	69	650	865	———	___	99,907	0,093	———	17038 .··
3	Nb	44	643	300	O_#187	0,234	99,493		0,082	17136 ·
	ZrB₂	76	600	850			99,915	0,035		17114 *
	Nb	48	650	840	___		99,942	0,059		17155 '*; ft » I
4	Nb	60	650	305	0,279	0,204	99,293		0,220	'17195
	ZrB₉	30	605	840			99,932	0,068		17196
	Nb	50	660	355	___	__—	99,941	0,059		17197 _ω
5	Nb	55	650	805	0,279	0,204	99,298		0,220	17230 J^
	ZrB₂	25	600	343			99,938	0,062		17196 — CC
	lib	55	650		17231 ^

-P Θ

.U !-I O r M

Ol H

¹M Γι ^Γι

•ρ α

CN

VO

"sf

CN

vo

OI

cn

VO

OT

m

VO

ro

o\

vo

VO

co

v—

vo

I

rrj -H

cn

τ—

O

VD

cn

in

O

r—

cn

Ol

O

-P

W ^

r—

t—

τ-

O

r—

τ—

r-

r—

τ—

Γ**

τ—

t—

Ol

τ—

Ol

f.

{**■

[*^.

r-

(^*.

[~-*

r~

r-

Γ

Hi

Tj ro

r—

ι—

^—

τ—

s—

τ-

ι—

T—

ώ

11

O

Ol

O

CN

I

O

O)

I

CO

I

(N

Ι

I

ro

I

Ol

I

r—

Ι

H

I

(N

I

O

I

(N

I

O

I

oi

I

r—

I

U

I

ft.

I

ft.

I

O

Ol

O

r~

m

σ\

O

η

CO

·*

in

VO

·>#

-«

in

I

in

co

I

ro

co

I

vo

I

cn

O

I

VO

"·#

I

H

O

I

O

r-

I

r-

O

1

O

1

O

I

O

I

* Nt,

ft.

I

ft.

I

O

I

ft*

I

O

.—.

o'.o

CTl

I

cn

co

in

1—

O

co

Ol

VO

ro

VO

co

VS

O

■■Ω

O

in

cn

Γ-

CN

cn

CN

ro

rf

CTi

Cl

ro

in

rf

LI

ι Η

cn

Ol

cn

co

in

co

cn

CN

cn

m

Ci

ft.

OJ

cn

'^O

C^

"

Ol

·.

ft.

>.

·.

ft.

cn

ft.

«.

ft.

cn

C\

cn

cri

CU

cn

<j\

cn

c\

N

,j.

I

rf

m

I

O

I

ro

I

- I

O

I

ro

I

O

I

rj

I

CN

I.

I

OJ

I

CN

I

Ol

I

U

I

»,

I

ft.

I

ft.

I

a.

I

ft.

I

>.

I

O

r~\

O

ί-ι

Q

cn

O

cn

O

I

cn

O

ro

I

t

r-

I

H

I

Ol

I

τ—

I

OJ

I

τ—

I

r-j

I

t—

I

U

I

«,

I

. ι

ft.

I

·,

I

ft.

I

«ν

I

ft.

I

cn

O

CJ

ro

<*

"5t¹

O

in

O

ro

CO

O

ro

in

O

03

cn

in

•
H

*&

O

OJ

σ\

-J¹

O

VO

Γ

in

CO

in

-J·

O

rj

ro

CO

co

CO

co

■ co

ΟΟ

co

OO

ro

co

CJ)

rj

ί-Ι

EH

d

rj

O

S-)

O

Ol

O

in

O

C

O

CU

W

in

O

in

O

in

-n

O

in

(N

in

Ό

Q

in

O

ID

r-,

rd

VO

VD

VO

VD

VO

'JD

VO

vo

VO

VD

VO

vo

'.O

Ό

ei

I

t—

to

[^

CN

r-

in

ro

in

r»

"if

m

r-

Γ--

r*·

Ol

cn

in

r-

'(J

1) £

CO

OJ

Ol

ro

vo

ro

in

VO

in

t—

ro

m

VO

in

3 -H

CT

rJ Ξ

OJ

Γ-*

-U

OJ

Ol

.Q

CN

C"

,Q

m

q

Xi

.q

η

Xi

■S

PQ

Xi

CO

Xi

..Q

ro

_rO

'ü

^3

U

Ϊ3

• -I

a

U

M

-H

ν

DO

N

CSJ

'6

1.0

Q

'cj

VO

O

cn

τ—

r-

'O

M

^^-

M

(U

Al

- Leerseite -

COPY

Claims

Patentansprüche

My Mit einem abbrennbaren Neutronenabsorber überzogener Kernbrennstoffkörper, bestehend aus einem Kernbrennstoffsubstrat, das ein spaltbares Material enthält, und einer mindestens einen Teil dieses Substrats bedeckenden Schicht, 5,_r-jdie-einen^äbb'rennbaren Neutronenabsorber enthält, gekennzeichnet.durch eine Überzugsschicht (32), die ein reaktorverträgliches hydrophobes i-laterial enthält und unmittelbar mit der Neutronenabsorberschicht (30) verbunden ist.
2. Kernbrennstoffkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (26) im wesentlichen aus Urandioxid und die Neutronenabsorberschicht (30) aus einem Bor enthaltenden Material besteht.
3. Kernbrennstoffkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Neutronenabsorberschicht (30) im wesentlichen aus Bor besteht und unmittelbar mit dem Substrat (26) verbunden ist.
4. Kernbrennstoffkörper nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Niob enthaltende Unterschicht (28), die zwischen dem Substrat (26) und der im wesentlichen aus Zirconiumdiborid bestehenden Neutronenabsorberschicht (30) angeordnet und unmittelbar mit dem Substrat verbunden ist.

(f t f « « W W » ^ » W — — w
5. Kornbrennstoffkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterschicht (28) im wesentlichen aus Niob besteht.
6. Kernbrennstoffkörper nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, da3 die Unterschicht (28) eine Dicke zwischen etwa 3 pm. und 6 pm hat.
7. Kernbrennstoffkörper nach einem der Ansprüche 1

bis 6, dadurch gekennzeiclinet, daß die Überzugsschicht (32) im wesentlichen aus Niob besteht.
8. Kernbrennstoffkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernbrennstoffkörper als etwa zylindrische Brennstofftablette mit einem Durchmesser von etwa 8 mm und einer Länge von etwa 12 inia ausgebildet ist und daß die Neutronenabsorberschicht (30) eine Dicke von etwa 8 pm bis 16 pm und die Überzugsschicht (32) eine Dicke von etwa 2 pn. bis 6 pm hat. ·
9. Kernbrenne leinen t mit Brennstäben, die mit einem abbrennbaren Neutronenabsorber überzogene Kernbrennstoff korper nach einem der Ansprüche 1 bis ΰ enthalten.

25
10. Verfahren zum überziehen eines Urandioxid

enthaltenden Kernbrennstoffkurpers mit einem Zirconiuiaaiborid enthaltenden abbrennbaren Neutronengift, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst eine Niob enthaltende Schicht auf mindestens einen Teil des Kernbrennstoffkörpers aufgebracht und sodann durch chemischen Dampfniederschlag eine Schicht des abtrennbaren Neutronengifts auf mindestens einen Teil der Niob enthaltenden Schicht festhaftend aufgebracht wird.

©AD
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß di.e I>iiob enthaltende Schicht im wesentlichen aus Niob besteht und durch chemischen Dampfniederschlag aufgebracht wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die abbrennbare Neutronengiftschient ira wesentlichen aus Zirconiumdiborid besteht.

BAD ORIGINAL