FR2570213A1

FR2570213A1 - Absorber needles for an absorber assembly of a fast-neutron nuclear reactor

Info

Publication number: FR2570213A1
Application number: FR8414063A
Authority: FR
Inventors: Marc Aji; Alain Ballagny; Robert Haze
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1984-09-13
Filing date: 1984-09-13
Publication date: 1986-03-14

Abstract

Absorber needle for an absorber assembly of a fast-neutron nuclear reactor of the kind of those which comprise, in a known manner, a series of vertical needles 22 in a sheath 10, each needle being made up of a stack of pellets 41 of absorbing material in a metal sheathing 40 of elongated shape with a certain radial clearance in relation to this sheathing, characterised in that it comprises means 46, 47 for retaining fragments of absorbing material which are liable to appear during operation, at at least one portion of the horizontal junction planes between two consecutive pellets 41.

Description

AIGUILLES ABSORBANTES POUR ASSEMBLAGE ABSORBANT DE
REACTEUR NUCLEAIRE A NEURTRONS RAPIDES.ABSORBENT NEEDLES FOR ABSORBENT ASSEMBLY OF
NUCLEAR REACTOR WITH FAST NEURTRONS.

La présente invention se rapporte à une aiguille d'un assemblage absorbant pour réacteur nu cléaire et notamment pour réacteur nucléaire à neutrons rapides refroidi par un métal liquide. The present invention relates to a needle of an absorbent assembly for a bare nuclear reactor and in particular for a fast neutron nuclear reactor cooled by a liquid metal.

Dans les réacteurs nucléaires, la réaction de fission qui se produit dans le coeur du réacteur peut être contrôlée ou stoppée au moyen d'assemblages absorbants aptes à être introduits sur une partie de leur longueur ou en totalité entre Les assemblages contenant le combustible nucléaire. Selon la fonction à remplir, ces assemblages absorbants peuvent notamment être des assemblages de contrôle-commande, de pilotage ou encore constituer les assemblages d'un système d'arret complémentaire.Dans tous les cas, les assemblages absorbants comprennent un fourreau fixe, une partie absorbante constituée par un faisceau d'aiguilLes gainées contenant un matériau absorbeur de neutrons et une tête de préhension permettant de saisir l'assemblage et de le déplacer verticalement à l'intérieur du fourreau fixe entre une position basse où la partie absorbante se trouve dans le coeur du réacteur et une position haute ou elle se trouve au-dessus de ce dernier. In nuclear reactors, the fission reaction which takes place in the reactor core can be controlled or stopped by means of absorbent assemblies capable of being introduced over part of their length or entirely between the assemblies containing the nuclear fuel. Depending on the function to be fulfilled, these absorbent assemblies can in particular be control-command, piloting assemblies or even constitute the assemblies of a complementary stop system. In all cases, the absorbent assemblies comprise a fixed sheath, a part absorbent consisting of a needle beam The sheaths containing a neutron absorbing material and a gripping head making it possible to grasp the assembly and to move it vertically inside the fixed sheath between a low position where the absorbent part is in the reactor core and a high position where it is above the latter.

Les aiguilles absorbantes sont constituées chacune par une gaine métallique allongée dans laquelle sont empilées des pastilles en un matériau absorbant, tel que du carbure de bore. Généralement, les pastilles sont réalisées par frittage. The absorbent needles each consist of an elongated metal sheath in which are stacked pellets of an absorbent material, such as boron carbide. Generally, the pellets are produced by sintering.

Pour mieux faire comprendre l'objet de la présente invention, on a représenté sur la figure 1 cijointe un tel assemblage absorbant pour réacteur nu cléaire d'un type en soi connu. To better understand the object of the present invention, there is shown in Figure 1 attached such an absorbent assembly for a bare nuclear reactor of a type known per se.

Sur cette fig. 1, on voit un fourreau de guidage fixe 10 placé en permanence dans le coeur, représenté schématiquement et de façon incomplète en 12, d'un réacteur nucléaire à neutrons rapides. Comme les autres assemblages du coeur 12, le fourreau 10 comporte un pied 14 apte à être reçu dans le sommier (non représenté) assurant le supportage et lialimentation en fluide de refroidissement du coeur 12. Pour assurer un refroidissement des éléments absorbants, une circuLation du fluide de refroidissement (généralement du sodium) est prévue de bas en haut à L'intérieur du fourreau 10. A cet effet, des trous 16 sont formés dans Le pied du fourreau. In this fig. 1, we see a fixed guide sleeve 10 permanently placed in the core, shown schematically and incompletely at 12, of a fast neutron nuclear reactor. Like the other assemblies of the core 12, the sheath 10 comprises a foot 14 capable of being received in the bed base (not shown) ensuring the support and the supply of cooling fluid to the core 12. To ensure cooling of the absorbent elements, a circulation of the coolant (generally sodium) is provided from bottom to top inside the sheath 10. For this purpose, holes 16 are formed in the foot of the sheath.

De façon connue, le fourreau 10 de l'assemblage reçoit de façon coulissante une partie absorbante désignée dans son ensemble par La référence 18, et qui comporte principalement un boitier creux 20 dans lequel est disposé un faisceau d'aiguilles absorbantes 22, dont La structure sera décrite en détail sur ta Fig.-2. In known manner, the sheath 10 of the assembly receives in a sliding manner an absorbent part designated as a whole by the reference 18, and which mainly comprises a hollow case 20 in which is disposed a bundle of absorbent needles 22, the structure of which will be described in detail in your Fig. -2.

On notera simplement ici que chaque aiguille 22 compor- te à son extrémité supérieure un bouchon 24 et, à son extrémité inférieure, un bouchon 26.It will simply be noted here that each needle 22 has at its upper end a plug 24 and, at its lower end, a plug 26.

A sa partie supérieure, le boîtier 20 se prolonge par une tige de coulissement creuse 28 terminée par une tête de préhension 30. Le guidage du coulissement de la tige 28 à l'intérieur du fourreau 10 est réalisé au moyen d'un disque 32 soudé à l'intérieur du fourreau 10 et percé en son centre pour permettre le passage de la tige. Ce disque 32 permet en-outre de définir la position basse de l'assemblage 18 dans le fourreau 10 par La venue en appui d'une collerette 34 solidaire de la tige 28 sur ce disque 32, comme on l'a représenté en traits mixtes sur La figure 1. A son extrémité inférieure, le boitier 20 est obturé par une pièce en forme d'ogive 36 percée de trous 38.Comme
l'indiquent les flèches sur La figure 1, les trous 38 permettent au fluide de refroidissement pénétrant par
les orifices 16 dans le pied 14 du fourreau, de circu ler en majeure partie à l'intérieur du boîtier 20 pour assurer en fonctionnement un refroidissement efficace des aiguilles absorbantes 22. Le fluide de refroidissement s'échappe ensuite vers le haut par des orifices 40 formés à la partie supérieure de la tige 28.At its upper part, the housing 20 is extended by a hollow sliding rod 28 terminated by a gripping head 30. The sliding of the rod 28 is guided inside the sheath 10 by means of a welded disc 32 inside the sheath 10 and pierced in its center to allow the passage of the rod. This disc 32 also makes it possible to define the low position of the assembly 18 in the sheath 10 by the coming into abutment of a collar 34 secured to the rod 28 on this disc 32, as shown in dashed lines in Figure 1. At its lower end, the housing 20 is closed by a wedge-shaped piece 36 pierced with holes 38. As
indicate the arrows in FIG. 1, the holes 38 allow the coolant entering through
the orifices 16 in the foot 14 of the sheath, to circulate for the most part inside the casing 20 in order to ensure in operation effective cooling of the absorbent needles 22. The cooling fluid then escapes upwards through orifices 40 formed at the upper part of the rod 28.

Sur la fig.2 ci-jointe on a représenté plus en détail et en coupe selon l'axe, une portion d'une aiguille absorbante 22 de la fig. 1. Sur cette fig. 2, on voit que l'aiguille est constituée, dans une gaine métallique aLlongée 40 de forme générale cylindrique, d'un empilement de pastilles élémentaires 41 de carbure de bore B4C montées avec un certain jeu radial dans la gaine 40 permettantd'accommoder le gonflement sous irradiation du carbure de bore. In the attached fig. 2 there is shown in more detail and in section along the axis, a portion of an absorbent needle 22 of FIG. 1. In this fig. 2, it can be seen that the needle is made up, in an elongated metal sheath 40 of generally cylindrical shape, of a stack of elementary pellets 41 of boron carbide B4C mounted with a certain radial clearance in the sheath 40 making it possible to accommodate the swelling under irradiation of boron carbide.

Le choix du carbure de bore comme matériau absorbant constituant les pastilles résulte des consi dérations suivantes. The choice of boron carbide as the absorbent material constituting the pellets results from the following considerations.

Pour ce type de réacteur rapide, le bore dispose d'une section efficace de capture neutronique très élevée mais le bore naturel ne contient que 19,8 %
10 de 10B. Il présente, par ailleurs, l'avantage de pou- voir être enrichi jusqu'à 90 % en 1OBT isotope ayant une section de capture très grande. Le bore ainsi enrichi peut donc, de ce fait, offrir une antiréactivité importante par rapport à tous Les autres éléments.For this type of fast reactor, boron has a very high effective neutron capture section but natural boron contains only 19.8%
10 of 10B. It also has the advantage of being able to be enriched up to 90% in 1OBT isotope having a very large capture section. Boron thus enriched can therefore, therefore, offer a significant anti-reactivity compared to all the other elements.

Parmi les composés du bore, un de ceux dont la concentration en bore est la plus grande est le carbure de bore B4C (78,3 % en bore) qui par ailleurs a des propriétés réfractaires excellentes. Dans ces conditions, on comprend que le choix, en général, se soit porté sur ce matériau et que les spécialistes n'aient pas hésité à l'enrichir à 90 % de 10B. En effet, avec un carbure de bore enrichi en 10B, il est possible de con
centrer dans un voLume minimum une antiréactivité maximum et, du même coup, de minimiser le nombre d'aiguil les nécessaires au contrôle des réacteurs.Among the boron compounds, one of those with the highest boron concentration is boron carbide B4C (78.3% boron) which, moreover, has excellent refractory properties. Under these conditions, we understand that the choice, in general, fell on this material and that specialists did not hesitate to enrich it with 90% of 10B. Indeed, with a boron carbide enriched in 10B, it is possible to con
center in a minimum volume a maximum antireactivity and, at the same time, minimize the number of needles needed to control the reactors.

Matheureusement, des résultats d'irradiation récents montrent aujourd'hui que ces avantages indéniables sont largement compenses par un comportement en réacteur qui limite les performances de ce matériau. Mathematically, recent irradiation results show today that these undeniable advantages are largely compensated by a behavior in reactor which limits the performances of this material.

En effet, la grande concentration en 10B entraîne : - le développement par absorption neutronique d'une
puissance calorique spécifique très importante dans
les pastilles d'où des contraintes thermiques élevées
entraînant leur dégradation relativement rapide. Ce
phénomène est accentué par la mauvaise conductibilité
thermique de B4C.Indeed, the high concentration of 10B leads to: - the development by neutron absorption of a
very high specific calorific value in
the pellets where high thermal stresses
resulting in their relatively rapid degradation. This
phenomenon is accentuated by poor conductivity
B4C thermal.

- Un nombre de captures de neutrons très élevé, d'ou
une production d'hélium importante, chaque neutron îQ
capturé par un atome de 10B donnant naissance à un atome d'hélium selon la réaction

- A very high number of neutron captures, hence
significant helium production, each neutron îQ
captured by a 10B atom giving rise to a helium atom according to the reaction

Le carbure de bore ne l aissant échapper
qu'une faible partie de l'hélium formé, ce matériau
gonfle sous irradiation et les pastilles de B4C se
dilatent.Boron carbide does not allow it to escape
that a small part of the helium formed, this material
swells under irradiation and the B4C tablets are
dilate.

Les conséquences de ce mauvais comportement sous irradiation peuvent provoquer une fissuration allant de la rupture en quelques morceaux pour les pastilles les moins irradiées de L'aiguille à ta désagrégation totale en petits fragments tels que 42, (Fig. 2) de quelques mm seulement pour les pastilles les plus exposées. Le jeu entre les pastilles 41 et la gaine 40, laissé au départ pour accommoder le gonflement, est rapidement comblé de morceaux, d'éclats de B 4C pouvant conduire à une rupture prématurée de La gaine 40. Cette situation est aggravée par Le fait que des fragments venant de toute la hauteur de la colonne de pastiLles 41 de B4C peuvent se rassembLer à un même niveau 43 et combler le jeu dès le débout de l'irradiation. Compte tenu de la très grande dureté des fragments de carbure de bore, la rupture de la gaine 40 par poinçonnement devient un risque très probable. The consequences of this bad behavior under irradiation can cause a cracking going from the rupture in some pieces for the least irradiated pellets of the needle to your total disintegration into small fragments such as 42, (Fig. 2) of only a few mm for the most exposed lozenges. The clearance between the pellets 41 and the sheath 40, left at the start to accommodate the swelling, is quickly filled with pieces, fragments of B 4C which can lead to premature rupture of the sheath 40. This situation is aggravated by the fact that fragments coming from all the height of the column of pastiLles 41 of B4C can gather at the same level 43 and fill the game from the start of the irradiation. Given the very high hardness of the boron carbide fragments, rupture of the sheath 40 by punching becomes a very likely risk.

Le gonflement du carbure de bore, indépendamment de toute fissuration des pastilles 41, est proportionnel au temps de séjour des aiguilles en pile. La durée de vie de celles-ci est donc limitée au rattrapage du jeu entre les pastilles 41 et la gaine 40, ce qui, dans les conditions actuelles de fonctionnement des réacteurs à neutrons rapides, conduit à les remplacer au moins aussi souvent que les éléments combustibles eux-mêmes. The swelling of the boron carbide, independently of any cracking of the pellets 41, is proportional to the residence time of the needles in the stack. The lifetime of these is therefore limited to taking up the clearance between the pellets 41 and the sheath 40, which, under the current operating conditions of fast neutron reactors, leads to replacing them at least as often as the elements. fuels themselves.

La présente invention a précisément pour objet une aiguille absorbante pour assemblage absorbant de réacteur nucléaire à neutrons rapides qui pallie, de façon simple, les inconvénients précédents, inhérents à l'utilisation du carbure de bore pour constituer les pastilles de l'empilement absorbant de chaque aiguille. The present invention specifically relates to an absorbent needle for absorbent assembly of a fast neutron nuclear reactor which overcomes, in a simple manner, the preceding drawbacks inherent in the use of boron carbide to constitute the pellets of the absorbent stack of each needle.

Cette aiguille absorbante pour assemblage absorbant de réacteur nucléaire à neutrons rapides du genre de ceux qui comportent de façon connue dans un fourreau une série d'aiguilles verticales composées chacune d'un empilement de pastilles de carbure de bore dans une gaine métallique de forme allongée avec un certain jeu radial par rapport à cette gaine, se carac térise en ce qu'elle comporte des moyens de retenue des éclats de matériau absorbant, susceptibles d'apparaî- tre en cours de fonctionnement, au niveau d'une partie au moins des plans horizontaux de jonction entre deux pastilles consécutives. This absorbent needle for absorbent assembly of a fast neutron nuclear reactor of the type of those which comprise, in a known manner in a sheath, a series of vertical needles each composed of a stack of boron carbide pellets in a metal sheath of elongated shape with a certain radial clearance with respect to this sheath, is characterized in that it comprises means for retaining the fragments of absorbent material, likely to appear during operation, at at least part of the planes horizontal junction between two consecutive pads.

Dans des réalisations courantes de l'invention, lesdits moyens de retenue sont mis en oeuvre dans
la partie inférieure desdites aiguilles verticales, et, notamment, au niveau de chaque plan horizontal de jonction entre deux pastilles consécutives de La partie inférieure desdites aiguilles verticales. In current embodiments of the invention, said retaining means are used in
the lower part of said vertical needles, and, in particular, at each horizontal junction plane between two consecutive pads of the lower part of said vertical needles.

Dans ce dernier cas, lesdits moyens de retenue sont espacés par des intervalles supérieurs à la hauteur d'une pastille à la partie supérieure desdites aiguilles verticales. In the latter case, said retaining means are spaced apart by intervals greater than the height of a patch at the top of said vertical needles.

Selon un premier mode de mise en oeuvre de l'invention, lesdits moyens de retenue comportent des chambres annulaires obtenues en chanfreinant le pourtour des surfaces de l'une au moins des extrémités, supérieure et inférieure, de chaque pastille. According to a first embodiment of the invention, said retaining means comprise annular chambers obtained by chamfering the periphery of the surfaces of at least one of the upper and lower ends of each patch.

Les chanfreins réalisés selon l'invention sur le pourtour des surfaces de jonction entre chaque pastille de carbure de bore réalisent ainsi, lors de l'assemblage, une chambre annulaire de quelques mil limettes de rayon au niveau de chaque plan horizontal de jonction entre deux pastilles consécutives. Cette chambre annulaire offre ainsi un espace supplémentaire aux éclats de carbure de bore qui ont pu tomber et s'insérer entre la gaine 40 et la colonne de pastilles 41 en réduisant ainsi le risque d'interaction mécanique avec La gaine 40 et par là même celui d'un poinçonnement de cette gaine lorsque sous les effets conjugués de la chaleur de l'irradiation, les pastilles de carbure de bore se dilatent radialement. The chamfers produced according to the invention on the periphery of the junction surfaces between each boron carbide pellet thus form, during assembly, an annular chamber of a few thousand radius lugs at each horizontal junction plane between two pellets consecutive. This annular chamber thus provides additional space for the bursts of boron carbide which may have fallen and been inserted between the sheath 40 and the column of pellets 41, thereby reducing the risk of mechanical interaction with the sheath 40 and thereby that a punching of this sheath when under the combined effects of the heat of irradiation, the boron carbide pellets expand radially.

Selon un autre mode de mise en oeuvre de l'invention, les moyens de retenue comportent des disques minces de diamètre légèrement inférieur au diamètre interne de la gaine. According to another embodiment of the invention, the retaining means comprise thin disks with a diameter slightly less than the internal diameter of the sheath.

Les disques minces d'un matériau de conductibilité thermique élevée et de diamètre Légèrement in férieur au diamètre interne de La gaine, sont insérés entre deux pastilles adjacentes selon un plan horizontal de jonction. The thin discs of a material with high thermal conductivity and a diameter slightly smaller than the internal diameter of the sheath, are inserted between two adjacent pads along a horizontal junction plane.

Selon cette caractéristique, on diminue les effets nocifs dûs aux contraintes thermiques élevées qui se développent dans les aiguilles et qui sont liées à la mauvaise conductibilité thermique du carbure de bore. En l'absence de tels disques conducteurs de la chaleur, La puissance calorifique dégagée dans chaque aiguille ne peut être évacuée en effet qu'au travers de la surface Latérale externe des pastilles. Grâce à la présence de ces disques minces conducteurs de la chaleur, une partie de cette puissance calorifique peut ainsi être évacuée par les extrémités horizontales adjacentes de deux pastilles consécutives, d'où il résulte une réduction des gradients de température et donc des contraintes thermiques entre le centre des pastilles et leur périphérie.Cet effet est surtout très intéressant lorsque le rapport hI de la hauteur au diamètre des pastilles de carbure de bore est inférieur à 1. According to this characteristic, the harmful effects due to the high thermal stresses which develop in the needles and which are linked to the poor thermal conductivity of boron carbide are reduced. In the absence of such heat conducting discs, the calorific power released in each needle can only be evacuated through the external lateral surface of the pellets. Thanks to the presence of these thin heat-conducting discs, part of this calorific power can thus be evacuated by the adjacent horizontal ends of two consecutive pellets, from which it results a reduction of the temperature gradients and therefore of the thermal stresses between the center of the pellets and their periphery. This effect is especially very interesting when the ratio hI of the height to the diameter of the boron carbide pellets is less than 1.

Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, les disques minces précédents sont réalisés en tungstène qui est un matériau réfractaire, très bon conducteur de la chaleur et dont la tenue sous irradiation est également remarquable. In a preferred embodiment of the invention, the preceding thin disks are made of tungsten which is a refractory material, very good conductor of heat and whose resistance under irradiation is also remarkable.

De toute façon, l'invention sera mieux comprise en se référant à la.description qui suit de deux exemples de réalisation qui seront décrits en se référant aux figures 3 et 4 sur lesquelles : - la fig. 3 représente un premier mode de mise en oeu
vre de l'invention dans lequel les extrémités périt
phériques des surfaces supérieure et inférieure de
chaque pastille sont chanfreinées ; - la fig. 4 représente un deuxième mode de mise en oeu
vre utilisant la technique de chanfreinage de La
fig. 3 complétée par la présence de disques métal
liques conducteurs entre chaque pastille.In any case, the invention will be better understood by referring to the following description of two exemplary embodiments which will be described with reference to Figures 3 and 4 in which: - fig. 3 represents a first mode of implementation
glass of the invention in which the ends perish
upper and lower surface spheres of
each tablet is chamfered; - fig. 4 represents a second mode of implementation
using the chamfering technique of La
fig. 3 supplemented by the presence of metal discs
conductors between each patch.

Sur les figures 3 et 4, on retrouve tous les éléments de la fig. 2 ainsi que le bouchon 24 d'une aiguille absorbante et l'amortisseur 45 servant à la stabilisation mécanique de la colonne de pastilles 41 dans la gaine d'acier inoxydabLe 40. In FIGS. 3 and 4, we find all the elements of FIG. 2 as well as the plug 24 of an absorbent needle and the damper 45 serving for the mechanical stabilization of the column of pellets 41 in the stainless steel sheath 40.

Sur la fig. 3, on a réaliste, conformément à l'invention, des chanfreins 46 sur le pourtour des surfaces d'extrémités supérieure et inférieure de chaque pastille 41. Ces chanfreins constituent ainsi une sorte de chambre annulaire entourant La colonne de pastilles 41 et pouvant servir comme on le voit nettement en 42 de logement à des éclats de carbure de bore provenant des pastilles supérieures. On a également représenté en 43 une série d'éclats provisoirement bloqués entre une pastille 41 et La gaine 40 mais dont l'évolution ultérieure probable consistera à descendre plus bas et à se loger petit à petit dans les chambres annulaires inferieures définies par les chanfreins 46.Cette disposition de l'invention permet de reduire de façon très importante le risque de coincement et d'interaction métallique entre les éclats 42 et La gaine 40 et par Là même les risques très élevés de poinçonnement et de déchirure de cette dernière. In fig. 3, we have realistic, in accordance with the invention, chamfers 46 on the periphery of the upper and lower end surfaces of each pad 41. These chamfers thus constitute a sort of annular chamber surrounding the column of pads 41 and which can serve as it is clearly seen in housing 42 with fragments of boron carbide coming from the upper pellets. Also shown in 43 is a series of fragments temporarily blocked between a pellet 41 and the sheath 40 but the probable future development of which will consist of descending lower and gradually becoming housed in the lower annular chambers defined by the chamfers 46 .This arrangement of the invention makes it possible to very significantly reduce the risk of jamming and metallic interaction between the flakes 42 and the sheath 40 and thereby the very high risks of punching and tearing of the latter.

Sur la fig. 4 qui reprend les mêmes dispositions que celles de l'exemple de la fig. 3, on a simplement ajouté selon chacun des plans horizontaux de jonction entre deux pastilles adjacentes 41 des disques 47 en tungstène qui assurent une double fonction. Leur diamètre n'est que très légèrement inférieur au diame- tre intérieur de la gaine 40 et leur épaisseur est de 0,5 mm par exemple. In fig. 4 which uses the same provisions as those of the example in FIG. 3, we simply added, according to each of the horizontal junction planes between two adjacent pads 41, tungsten discs 47 which provide a double function. Their diameter is only very slightly less than the inner diameter of the sheath 40 and their thickness is 0.5 mm for example.

Ils constituent, ainsi, dans l'espace intermédiaire entre la colonne de pastilles 41 et la gaine 40, des zones annulaires en forme de plateaux horizontaux susceptibles de retenir les éclats 42 qui ont tendance à glisser entre la colonne de pastilles 41 et La gaine 40. De cette façon, les éclats de carbure de bore qui naissent à partir d'une pastille 41 déterminée ne peuvent descendre au-delå de ladite pastille et le risque d'une accumulation de fragments à un niveau inférieur détermine devient très réduit puisque tous les éclats qui apparaissent le long de la colonne de pastilles 41 sont empêchés de se rassembler à un meme niveau, minimisant ainsi le risque de rupture de la gaine 40. They thus constitute, in the intermediate space between the column of pellets 41 and the sheath 40, annular zones in the form of horizontal plates capable of retaining the fragments 42 which tend to slide between the column of pellets 41 and the sheath 40 In this way, the bursts of boron carbide which arise from a given pellet 41 cannot descend beyond said pellet and the risk of an accumulation of fragments at a lower determined level becomes very reduced since all the flakes which appear along the column of pellets 41 are prevented from gathering at the same level, thus minimizing the risk of rupture of the sheath 40.

D'autre part, en intercalant entre les pastilles 41 des disques minces 47 de conductibilité thermique élevée, on réduit les gradients de température et donc les contraintes thermiques entre le centre et la périphérie de chaque pastille 41. Cet effet est surtout très sensible et intéressant lorsque le rapport de la hauteur de chaque pastille à son diamètre est inférieur à 1. On the other hand, by inserting between the pellets 41 thin disks 47 of high thermal conductivity, the temperature gradients and therefore the thermal stresses between the center and the periphery of each pad 41 are reduced. This effect is above all very sensitive and interesting. when the ratio of the height of each pellet to its diameter is less than 1.

Dans le cas de la fig. 4, on a choisi pour le rapport précédent la valeur h/t = 0,88 pour obtenir une répartition équilibrée entre la puissance thermique qui s'évacue par la surface latérale des pastilles 41 et celle qui s'évacue par leur face en présence, au moyen des disques minces 47. In the case of fig. 4, the value h / t = 0.88 was chosen for the previous ratio in order to obtain a balanced distribution between the thermal power which is evacuated by the lateral surface of the pellets 41 and that which is evacuated by their face in presence, by means of thin disks 47.

Des calculs thermomécaniques faits sur un exemple précis ont montré qu'en passant du mode de réalisation de la fig. 2 à celui de la fig. 4, on di mi- nue la contrainte tangentielle critique à la périphérie des pastilles 41 dans le plan médian de celle-ci de 30 X environ diminuant ainsi les risques de fissuration existants dans le cas de l'exemple de la fig. 2. Cet avantage vient s'ajouter à celui qui résulte de l'effet des disques intercalaires 47 pour stopper la chute vers le bas des fragments éventuels de carbure de bore en
Les empêchant de se rassembler à la partie inférieure des aiguilles.Thermomechanical calculations made on a specific example have shown that by passing from the embodiment of FIG. 2 to that of FIG. 4, the critical tangential stress at the periphery of the pellets 41 in the median plane thereof is reduced by about 30 X, thereby reducing the risks of cracking existing in the case of the example in FIG. 2. This advantage is added to that which results from the effect of the intermediate discs 47 to stop the downward fall of any fragments of boron carbide in
Preventing them from gathering at the bottom of the needles.

Conformément à l'invention, c'est le plus souvent dans la partie inférieure de chaque aiguille absorbante, c'est-à-dire dans La zone où les problèmes de tenue sous irradiation sont les plus aigus, que l'on concentre les moyens de retenue des éclats absorbants. In accordance with the invention, it is most often in the lower part of each absorbent needle, that is to say in the zone where the problems of behavior under irradiation are the most acute, that the resources are concentrated. absorbing splinters.

En particulier, leur mise en oeuvre peut être plus es pacée dans la partie supérieure de chaque aiguille, notamment selon un pas d'espacement supérieur à la hauteur d'une pastille.In particular, their implementation may be more es pacé in the upper part of each needle, in particular according to a spacing pitch greater than the height of a pellet.

Enfin, on peut également, sans sortir du cadre de l'invention, utiliser d'autres matériaux absorbants connus, comme par exemple les composés d'eu opium. Finally, it is also possible, without departing from the scope of the invention, to use other known absorbent materials, such as, for example, compounds of eu opium.

Claims

1. Absorbent needle for absorbent assembly of a fast neutron nuclear reactor, of the type which includes in a known manner, in a foil (10) a series of vertical needles (22), each composed of a stack of pellets (41) of absorbent material in a metal sheath (40) of elongated shape with a certain radial clearance relative to this sheath, characterized in that it comprises means for retaining (46, 47) the fragments of absorbent material, ( likely to appear during operation), at least in part at the horizontal junction planes between two consecutive pads (41).

2. absorbent needle according to claim 1, characterized in that said retaining means (46, 47) are implemented in the lower part of said vertical needles.

3. absorbent needle according to claim 2, characterized in that said retaining means (46, 47) are implemented at each horizontal junction plane between two consecutive pads of the lower part of said vertical needles.

4. absorbent needle according to claim 3, characterized in that, in the upper part of said vertical needles, said retaining means are spaced apart by intervals greater than the height of a pellet.

S. absorbent needle according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that said retaining means comprise annu lai rets chambers (46) obtained by chamfering the periphery of the surfaces of at least one of the upper ends and lower, of each pellet.

6. absorbent needle according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that said retaining means comprise thin disks (47) of diameter slightly smaller than the internal diameter of the sheath, inserted between two adjacent pellets according to their horizontal junction plane.

7. absorbent needle according to claim 6, characterized in that said thin disks are made of material of high thermal conductivity.

8. absorbent needle according to claim 7, characterized in that said thin disks (47) are made of tungsten.

9. absorbent needle according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that the absorbent material is boron carbide.