NO121441B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte ved omdannelse av atom-kjerne-energi til andre energiformer.

Denne oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte ved omdannelse av atom-kjerne-energi til andre, praktisk anvendelige

energiformer, særlig varme, ved hjelp av

en kjernereaktor, samt en kjernereaktor til

fremgangsmåtens utførelse.

Nærmere bestemt går oppfinnelsen ut

på en prosess hvor der anvendes et fisjonsbart stoff som er oppløst i en moderatorvæske og/eller er tilstede i denne i finfordelt tilstand. (Oppløsning eller dispersjon

av en fisjonsbar substans i moderatorvæske vil nedenfor kalles «aktiv væske»).

Det fisjonsbare stoff kan f. eks. være

U-235 i natururan (eller dets forbindelser).

Det anvendes imidlertid som den fisjonsbare substans en blanding av et aktivt fisjonsbart stoff og et «fertilt» stoff, i hvilken blanding U-235 opptrer i større mengde enn i natur-uran. Med et «f ertilt». stof f

menes et utgangsstoff (eller blanding av

stoffer) som etter nøytroninnfangning går

over til et aktivt, fisjonsbart stoff. Th-232

og U-238 er f. eks. anvendelig som slike

stoffer. U-233 og/eller Pu-239 kan også brukes som aktivt, fisjonsbart stoff. Et særlig

godt egnet fisjonsbart stoff er f. eks. uran

eller en uranforbindelse som uranylnitrat,

eller uranyloksalat med omtrent 2—4 %

U-235 isotop.

Vann eller tungt vann er særlig godt

egnet som moderatorvæske, men andre mo-deratorvæsker såsom «deuteriumiserte»

aromatiske stoffer (deuterated aromatics),

eller «deuteriumisert» ammoniakk kan

prinsippielt også brukes. (Med «deuterisert»

stoff menes et stoff i hvilket hydrogen-

atomer helt eller delvis er erstattet med deuterium). De nevnte nitrogen-forbindelser (uranylnitrat, ammoniakk) vil fortrins-;vis anrikes med N-15 isotop.

Under prosessen dannes det varme i reaktor kjernen (dvs. den sone av reaktoren hvor kjernespaltningen finner sted), hvilken varme må fjernes. Dette kan generelt sett gjøres ved å avkjøle den varme væske i en varmeutveksler utenfor reaktor kjernen og la den avkjølte væske resirkulere. Som følge av denne fremgangsmåte befinner imidlertid en stor del av den kostbare, aktive væske seg utenfor rekasjons-sonen; dessuten må der anvendes høye trykk.

I forbindelse med heterogene reaktorer er det kjent å anvende tungt vann som kjølemiddel for stavene av fisjonsbart stoff i reaktorkjernen. Vannet fordamper i reaktorkjernen og dampen føres direkte til en turbin hvor den utnyttes praktisk (se «Scientific American», Desember 1954, s.

33 ff, særlig figuren på side 35). I dette

tilfelle virker tungtvannet også som en moderator. I kj ernereaktorer hvor det fisjonsbare stoff er oppløst eller suspendert i vann (homogen reaktor) er det allerede blitt foreslått å lede bort varmen ved å la vannet fordampe (side 37 i samme publika-sjon samt «De Ingenieur», 18.2 1955, s. 38), men en slik reaktor er enda ikke blitt ut-ført i praksis.

Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe en homogen kjernereaktor hvis kapasitet pr. enhet av den aktive kostbare væske er størst mulig, slik at der ved hjelp av- én forholdsvis liten reaktor kan frembringes en forholdsvis meget stor og praktisk utnyttbar effekt.

Ved prosessen i henhold til oppfinnelsen finner koking og fordamping av moderatorvæsken sted også i .reaktorkjernen, men prosessen utmerker seg ved at mengden av den aktive væske som er tilstedé i reaktorkjernen, er helt, eller i det minste i meget stor grad, dispergert i moderatordampen. Dessuten fjernes dampen fra reaktorkjernen fri eller praktisk talt fri for fisjonsbart stoff, samtidig som reaktorkjernen kontinuerlig tilføres en mengde av moderatorvæske, som er likeverdig eller stort sett likeverdig med den mengde som er blitt fjernet.

Som følge av at væsken er dispergert i dampen utføres fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen, i en reaktorkjerne som er tilsvarende meget større, dvs. minst to ganger og ved den foretrukne fremgangsmåte minst fire ganger så stor som det anvendte volum av aktiv væske, ved hvilken reaktoren blir kritisk (dvs. når kjedereaksjonen begynner), hvis væsken var i form av en kontinuerlig væskefase.

I de kjente (heterogene) reaktorer hvor man lar vannet fordampe i reaktorkjernen, utgjør væskefasen den kontinuerlige fase i hvilken dampbobler dannes. Ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen utgjøres imidlertid den kontinuerlige fase av dampen som inneholder dråper av den aktive væske. Resultatet er at dampen som skal fjernes fra reaktorkjernen, meget lettere kan befris for væske og/eller faste partikler og således også for moderatorvæske og det fisjonsbare stoff, idet væske og faste partikler meget lettere kan skilles fra damp enn damp fra væske. Hvis der fjernes bare eller nesten bare moderator - damp vil de energi-variasjoner som måtte oppstå, være meget mindre enn i det tilfelle hvor moderatorvæske og spaltbart stoff rives med fra reaktorkjernen av moderatordampen (hvilket virkelig er tilfelle og i meget større grad hvis den kontinuerlige fase utgjøres av væske). Et annet re-sultat av den gode separering mellom damp og væske består i at effekten ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen, regnet pr. volumenhet av reaktorkjernen og pr. enhet av den aktive væske, kan økes i meget stor grad.

Energien i den uttatte damp vil generelt omdannes direkte til mekanisk energi i en turbin, men selvsagt er det også mulig å skyte inn en mellomkrets med en varmeutveksler. Den mekaniske energi kan brukes til å drive en elektrogenerator, en fly-eller skipspropell o.l. Omdannelsen til mekanisk energi er imidlertid ikke alltid nød-vendig da moderatordampen også kan brukes som varmekilde til oppvarming av andre stoffer, f. eks. i forbindelse med kje-miske reaksjoner. På den måte kan kjerne-energien omdannes til energi til praktisk briik.

Vanligvis kondenseres den forbrukte moderatordamp, og moderatorvæsken kan man la gå tilbake (ved resirkulasjon) til reaksjonssonen. For å hindre at dampen som skal føres fra reaksjonssonen, tar med seg fisjonsbart stoff, er det fordelaktig å la i det minste en del av moderatorvæsken som skal tilbakeføres, (returvæske), komme i kontakt med dampen som vaskevæske. Dette kan gjøres på samme måte som ved vasking av damper med returvæske i de-stillasjonskolonner. Der kan også anordnes organer i den øverste del av reaktorkjernen for å tilveiebringe en intim kontakt mellom vaskevæske og damp, såsom fordelings-renner, risttrau, fyllingsmaJteriale såsom Raschig-ringer, Berl sadelstykker og lig-nende. Ved bruk av returvæsken hindres at der danner seg faste avleiringer.

Dessuten kan den øverste del av reaktorkjernen og/eller reflektorkappen utsty-res med innretninger for fremskynnelse av utsepareringen av damp og/eller gass fra væsken og/eller faste partikler og til til-bakeføring av de sistnevnte, til reaktorkjernen. Innretningene kan være skjerm- og ledeplater, tåkenett, sykloner til utseparering av faste og/eller væskepartikler fra gasser etc. Disse innretninger kan også anvendes til å bringe dampen i kontakt med vaskevæsken; således kan man lede hele vaskevæsken eller en del av den gjennom de nevnte sykloner.

Da det vanligvis er nødvendig å kjøle reflektorkappen (denne er anordnet rundt reaktorkjernen og reflektorer en del av de neutroner som ellers ville forlate reaktorkjernen) er det fordelaktig å anvende som kjølemiddel den moderatorvæske som skal tilføres reaktorkjernen. Hele mengden av den moderatorvæske som skal tilføres, kan først anvendes som kjølemiddel og derefter, helt eller delvis, som returvæske (re-sirkulasjonsvæske). Det er også mulig å anvende direkte en del av moderatorvæsken som returvæske og en annen del som kjølemiddel.

I prosessen forekommer den aktive væske i reaktorkjernen i det minste ho-vedsakelig i form av dråper. I reaktorkjernen er en dusj av aktive væskedråper kontinuerlig tilstede. Moderatorvæsken fordamper fra dråpene og den dannede damp stiger opp. Moderatordampen ledes bort fra reaktorkjernen, hvis ønskelig efter å ha passert gjennom de nevnte innretninger til mere intim berøring med vaskevæsken, og til utseparering av faste og/ eller væskepartikler fra dampen.

Dispersjonen av den aktive væske i moderatordampene kan tilveiebringes f. eks. ved at man lar den aktive væske koke (fritt) i reaktorkjernen som i det minste er fire ganger så stor som det anvendte volum av den aktive væske, som gjør reaktoren kritisk.

Dette vil fremgå klart av følgende. Når man ønsker å sette igang en kjernereaktor av den nevnte type innføres en mengde aktiv væske i reaktorkjernen. Såsnart en viss (kritisk) mengde befinner seg i reaktorkjernen, når reaktoren den teoretiske grense hvor kjedereaksjonen vil komme igang. Hvis mengden er overskredet, omenn bare med en liten mengde, vil den grense hvor reaktoren blir kritisk, dvs. hvor kjedereaksjonen begynner, også være overskredet. Reaksjonens intensitet øker eks-ponensielt med tiden, i det minste hvis man ser bort fra de sekundære fenomener (temperatureffekt). I praksis vil man for å starte prosessen, først innføre i reaktorkjernen den på forhånd bestemte mengde fisjonsbart stoff som må være tilstede for at reaksjonen kan finne sted på den for-klarte måte. Det fisjonsbare stoff er da i form av en oppløsning eller suspensjon i en mengde moderatorvæske. Moderator - væskemengden er imidlertid valgt slik at den er for liten til å opprettholde fisjonen. Deretter pumpes det inn en ytterligere mengde moderatorvæske, slik at kjedereaksjonen vil komme igang. Den aktive væske vil da oppvarmes og begynner å koke. Som følge av kokingen dannes der først dampbobler i væsken, hvilken tilstand efter me-re intens koking, går over i en dusj-tilstand i hvilken væsken forekommer i dampen i dispergert form. Kokeprosessen selv tilveie-bringer dispersjonen, og noen særlig sirku-lasjon av den aktive væske er i dette tilfelle ikke nødvendig.

Dispersjonen av aktiv væske i damp dannes i hele reaktorkjernen eller i det minste i en større del av den. Dispersjo-nens tetthet er imidlertid mindre enn i den opprinnelige væskefase. Som følge av dette burde reaktorkjernens volum være større erm det volum av aktiv væske som gjør reaktoren kritisk.

Det nødvendige minste volum av reaktorkjernen er avhengig av hvordan dispersjonen frembringes og på hvilken måte den dannede damp avledes fra reaktorkjernen. Hvis den aktive væske dispergeres kontinuerlig i den øverste del av reaktorkjernen (på en måte som skal omtales senere) slik at det der dannes en tett væskedusj, og dampene avtappes til siden, er det minste volum av reaktorkjernen teoretisk sett omtrent to ganger så stort som det nevnte kritiske volum av aktiv væske. Hvis den aktive væske får anledning til å koke fritt i reaktorkjernen og dampene avtappes fra reaktorkjernens øverste del, er reaktorkjernens minste volum teoretisk sett omtrent fire ganger det kritiske volum. I dette tilfelle er reaktorkjernens minste volum vesentlig bestemt ved det krav at dråpene av den aktive væske må ha anledning til å falle mot de stigende damper. I praksis vil man imidlertid vanligvis velge reaktorkjernens størrelse større enn det teoretiske minimum.

Dispersjonen av aktiv væske og moderatordamp kan også dannes på andre måter enn ved at de får anledning til å koke fritt. Således er det mulig å fjerne den aktive væske kontinuerlig fra reaktorkjernen og derefter la den resirkulere til reaktorkjernen på ett eller flere steder, på en slik måte at der på disse steder dannes en dusj av aktiv væske. Dette kan f. eks. gjøres ved å tappe den aktive væske av fra bunnen av reaktorkjernen (hvor de delvis fordampede dråper forenes) og pumpe den til en fordelingsinnretning som er anordnet i reaktorkjernen og som kan være et gittersprinkelverk, boblekopp-trau eller lignen-de. En annen mulighet er å spre den aktive væske ved hjelp av en eller flere dyser som er anordnet på forskjellige steder (bunn, topp, sidevegger) av reaktorkjernen.

En viss mengde av moderatorvæsken fordamper fra dråpene i dusjen av den aktive væske. Det må sørges for at den ikke fordamper for sterkt da man ellers risi-kerer at man taper det fisjonsbare stoff, Ved å anvende den nevnte vasking med moderatorvæsken kan imidlertid tapet unngåes. En for intens fordampning kan under visse omstendigheter også gjøre det vanskelig for de i stor mengde fordampede dråper igjen å danne en god suspensjon med den resirkulerte moderatorvæske. Det er derfor fordelaktig at der dannes størst mulig dråper under dispersjonen. På den ene side tar det lengere tid før de store dråper er fordampet helt og på den annen side faller de store dråper fortere og kan derfor også fortere og lettere forenes med den resirkulerte moderatorvæske.

Det er ikke nødvendig at reaktorkjernen er fylt homogent med dråper av aktiv væske. For å oppnå høyest mulig be-lastning kan det være fordelaktig at «dusj»-tettheten ikke er like stor over hele tverr-snittet. Tettheten kan f. eks. være større ved periferien enn i sentrum. Som følge derav skilles dampen i sentrum bedre fra væsken, slik at man kan oppnå større re-aktorbelastning. Det er imidlertid også mulig å velge mindre tetthet ved periferien enn i sentrum.

Fordelen ved en fritt-kokende reaktorkjerne (en fordelingsinnretning såsom «gittersprinkelverk» e.l. kan allikevel anordnes i en viss høyde over bunnen) fremfor en reaktorkjerne med tvangssirkula-sjon, er at man ved den første utførelse ikke behøver å anvende en resirkulasjons-pumpe for den aktive væske.,

I tillegg til den allerede nevnte fordel har fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen også den gunstige egenskap at reaktorkjernen praktisk talt kan være så stor i sideretningen som det er ønskelig, slik at energiproduksjonen kan bli så stor som påkrevet.

Med henblikk på den spesifike dampproduksjon (pr. flateenhet av det horison-tale tverrsnitt av reaktorkjernen) behøver høyden vanligvis ikke være større enn 1 til 2 m da man ved en ytterligere økning av reaktorkjernens dimensjon i vertikal retning neppe bidrar til å øke dampproduk-sjonen. Den avgjørende faktor er den til-latte, maksimale damphastighet; hvis denne er for stor vil dråpene ikke kunne falle og den jevne gang i reaksjonsprosessen vil bli forstyrret.

Den minimale høyde av reaksjonssonen er bestemt av at det må være mulig å gjøre reaktoren kritisk ved en gitt konsentrasjon av det fisjonsbare stoff i den aktive væske.

Reaktorkjernen sammen med reflek-toren må anbringes i en trykk-kappe av stål som kan motstå moderatordampens trykk (vanligvis et meget høyt overtrykk, f. eks. 50—90 atm.). Selv for stor effekt (100 000 kW) er volumet av trykk-kappen så liten at kappen kan utføres som en kule eller ellipsoide. I praksis kan reaktorkjernens tverrsnittsdiameter være f. eks.

2 m. Hvis der anvendes en reflektor-kappe med rundt regnet 1 m tykkelse, får man en stålkule eller ellipsoide med en diame-ter på ca. 4 m og en høyde på ca. 3 til 4 m. Ved enda større effekt vil der måtte anvendes avlange trykk-kapper, da det ellers ikke er mulig å motstå det høye trykk på en effektiv måte. Som følge av at høyden er begrenset vil disse kapper ha form av en horisontal sylinder med elliptisk tverrsnitt. ~ >

Reflektorkappen består vanligvis av

et lag av grafitt. Dette lag kan omgis av et passende lag av stoff som egner seg til «breeding», f. eks. Th, U-238 og/eller forbindelser av disse elementer.

Hvis der anvendes en suspensjon av et fisjonsbart stoff i moderatorvæsken må stoffet være fint fordelt. Det er kjent (se «Electrotechniek», 17. juni 1954, s. 231) å velge partikkelstørrelsen for det fisjonsbare stoff, slik at den strekning (the range) som kjernereaksjonsfragmentene tilbake-legger er større enn diameteren av partikler av det fisjonsbare stoff. Disse fragmen-ter vil derfor være i stand til å forlate partiklene og vil opptas derefter av væsken og kan fjernes fra denne ved en rense-behandling. Med dette for øye kan en mengde av den aktive væske på i og for seg kjent måte fjernes kontinuerlig eller periodevis fra systemet og befries for de uønskede stoffer.

Fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen skal forklares under henvisning I til tegningene, som viser skjematisk et par .reaktorer som er egnet til utførelse av fremgangsmåten.

Reaktoren ifølge fig. 1 har en reaktorkjerne 1, hvori den aktive væske gis anledning til voldsom koking. Moderatordampen som dannes i reaktorkjernen, pas-serer gjennom en innretning 3 som skiller de faste partikler og væskepartiklene fra

dampen (f. eks. støtplater og/eller en eller

flere sykloner), og deretter forlater reaktorkjernen gjennom en ledning 4 i form av tørr eller i det vesentlige tørr damp. Hvis det er ønskelig, kan dampen ledes gjennom en ytterligere utskiller 5 for væskepartikler. Den utskilte væske går i så fall tilbake til reaktorkjernen gjennom en

ledning 6. Utskilleren 5 er anordnet i en

reflektorkappe 17. Moderatordampen går videre til en overheter 7 og derefter til en turbinenhet 8. I denne enhet omdannes dampenergien til mekanisk energi som, over en aksel 9, kan bringes utenfor en biologisk skjerm (antydet skjematisk med 10). Den forbrukte damp kondenseres i en

kondensator 11 som kjøles med vann som tilføres henh. ledes vekk gjennom lednin-ger 12 henh. 13. Det er også mulig å kjøle kondensatoren med luft. Gasser som ikke kan kondenseres i kondensatoren, fjernes gjennom en ledning 14. Kondensatet (moderatorvæsken) samles i en samlebeholder 15, hvorfra det ved hjelp av en pumpe 16 pumpes gjennom reflektorkappen 17 og tilbake til reaktorkjernen 1. På den måte avkjøles reflektorkappen med den kolde moderatorvæske.

En del av moderatorvæsken føres gjennom en 'ledning T8 til Innretningen 3 for utvasking av suspens jonspartikler fra de 'damper som skal tappes 'av. Det er 'Også mulig å føre denne væske til en særskilt anordning '(likke vist på figuren) såsom en 'destillasjonspanne, lor å utføre vaskingen

•der.

Vanligvis 'anvendes tungt vann som moderatorvæske. Det fisjonsbare stoff kan være uranoksyd anriket med 'U-235 isotop 'som i. eks. inneholder 2^4 % av dette Isotop. T 'dette -tilifélle 'er moderatordampen

•en tiangtvanndamp.

Under kjernereaksjonen .spaltes en del av tungtvannet og det oppstår en blanding av oksygen og deuterium. Blandingen utskilles i kondensatoren 11 og går gjennom ledningen 14 til overheteren 7 hvor 'blandingen av oksygen og deuterium .for-brennes og omdannes til tungt vann. Det kondenserte vann oppsamles i en beholder 19, "hvorfra det flyter over til samlebéhol-deren 15.

Ved igangsetting av reaktoren tilføres reaktorkjernen 1 på en passende -måte en mengde konsentrert aktiv væske, såsom uranoksyd suspendert i tungt vann. Kon-sentrasjonen velges slik .at reaktoren fore-løpig ikke er på det kritiske punkt, men vil bli .kritisk såsnart suspensjonen er til-strekkelig .fortynnet -med tungt vann. Man pumper tungt vann fra-samlebeholderen 15 til reaktorkjernen reaktoren går over! den ikritiske grense. Væsken i reaktoren; blir varm og begynner <å koke idet der! dannes damp. Reaktoren kan f. eks. være; konstruert for et maksimalt trykk på 40' atm, slik at den .maksimale damptempera-tur er omtrent 250° C. Turbinen utføres da for trykk på 40 atm, som -svarer til full ytelse.

Reaktorkjernen er omgitt av en vegg 20 som kan være av aluminium, eller hvis høyere temperaturer anvendes, av sirko-nium, og reaktorkjernen er meget større érin det (kritiske) volum av aktiv væske' som gjør reaktoren kritisk (minst fire ganger så stor; reaktoren kan imidlertid ut-styres med enda større reaktor kjerne, hvis der kreves en meget stor dampproduksjon). Som følge av at den aktive væske koker i den meget store reaktorkjerne, opptrer den i form av dråper, slik at i det minste i en større del av reaktorkjernen danner moderatordampen den kontinuerlige ifase og den aktive væske den dispergerte fase. Dråpene fordamper delvis mens de kastes oppover, men på grunn av tyngde-kraften i den uhomogene, turbulente strøm av moderatordampen (hvor dampstrøm-men oppover på noen steder leller ipå visse tidspunkt er svake) 1 aller tilbake på væsken på bunnen 'av reaktorkjernen. 'Dampen går 'gjennom •'innretningen 3 og frigjøres der fra det fisjonsbare -stoff ved vasking med tungt vann -og dampen 'strømmer 'til turbinen gjennom ledningen 4. En like eller gjennomsnittlig like stor mengde tungt vann tilføres reaktorkjernen 1 til déls ved toppen gjennom ledningen 18 og til dels ved bunnen gjennom en forbindelseskanal mellom reflektorkappen 17 og reåktorkj er-nen (bunn).

Den biologiske skjerm som beskytter omgivélsene mot radioaktiv stråling 'omgir "hele den radioaktive del av anlegget.

Gjenforeningen av oksygen og hydro-gen eller deuterium under prosessen (hvis

der anvendes vann eller tungtvann som moderator) kan foregå 'katalytisk på kjent måte, såsom f. eks. ved hjelp av en kata-lysator som inneholder platina. For å unn-gå .forgiftning av katalysatoren er det til-rådelig .å skyte inn foran denne en verne-anordning (f. eks. kjemisk med Ag) mot den radioaktive jod som er et iisjonspro-dukt. Man kan f. eks. belegge kondensator-Xørene med sølv.

For .at -man kan -nøye seg med minst

.mulig mengde tungt vann som moderator -i kjernereaktoren, anvendes hensiktsmes-sig ien forholdsvis liten kondensator rned forholdsvis stor temperaturdiff erans, .f. eks. 50—70° C. Som sikkerhetsforanstaltning og til .styring .av .reaktoren er der .anordnet to ventiler,, nærmere bestemt en sikkerhets-ventil .21 montert foran pumpen .16 og en styreventil 22 som styres av turbinens tur-tall og som <er .montert efter pumpen. Hvis turbinen driver en elektrogenerator kan ventilen dessuten styres av frekvensen i den hovedkrets som generatoren er koplet til. Begge ventiler er anordnet på den «kal-de side» av sirkulasjonskretsen, hvilket er mere fordelaktig fremfor å anordne dem i den varme dampledning.

Fig. 2 viser skjematisk reaktorkjernen i en kjernereaktor som arbeider på lig-nende måte som anordningen ifølge fig. 1. Forskjellen består i det vesentlige i fremgangsmåten ved dispergering av den aktive væske i fordampningssonen. Dispersjonen oppnåes ved at den aktive væske fjernes fra reaktorkjernen (gjennom en ledning 23) og ved hjelp av en pumpe 24 pumpes

gjennom ledningen 25 til en fordelings-panne 3', fra hvilken væsken sprøytes gjennom reaktorkjernen. Moderatorvæsken som skal resirkulere, kan (men behøver ikke nødvendigvis) først tilsettes den aktive væ-.ske igjjiennom <en ledning 26 og kan deretter

også bringes til fordelingspannen 3' sammen

med den sistnevnte væske. Det er også

mulig å la moderatorvæsken resirkulere

separat og innføre den i den øverste del av

reaktorkjernen og bringe den der i intim

kontakt med dampen før denne tappes av.

Moderatordampen som skal tappes

gjennom ledningen 4, går først gjennom

en eller flere sykloner 5, i hvilke dampen

befries for faste og/eller væskepartikler.

Kjernereaktoren av den beskrevne ty-pe er også utstyrt med kjente innretninger

(ikke vist på tegningene) som renser væsken for fisjonsprodukter nærmere bestemt

i en rensekrets hvori f. eks. inngår et ab-sorpsjonsfilter eller en innretning for ut-bytting av joner.

Claims (8)

1. Fremgangsmåte ved omdannelse av

kjerne-energi. til en annen, praktisk anvendelig energiform ved hjelp av en kjernereaktor som arbeider med en aktiv væske som består av en moderatorvæske (særlig vann eller tungtvann) og et fisjonsbart stoff i finfordelt og/eller oppløst tilstand, hvor moderatorvæsken koker i reaktorkjernen og frembringer damp, karakterisert ved at den mengde aktiv væske som er tilstede i reaktorkjernen dispergeres helt eller i det minste for sin største del i moderatordampen, at moderatordampen befris eller praktisk talt befris for det fisjonsbare stoff og deretter ledes bort fra reaktorkjernen, og at en ekvivalent eller gjennomsnittlig ekvivalent mengde moderatorvæske kontinuerlig tilføres reaktorkjernen.

2. Fremgangsmåte ifølge påstand 1, ka- rakterisert ved at i det minste en del av moderatorvæsken som skal tilføres reaktorkjernen, i form av vaskevæske (reflux) bringes i kontakt med den damp som skal tas ut.

3. Fremgangsmåte ifølge påstand 1 eller 2, karakterisert ved at i det minste en del av moderatorvæsken som skal tilføres reaktorkjernen, først brukes som kjøle-middel for reaktorens reflektorkappe.

4. Fremgangsmåte ifølge påstand 1, 2 eller 3, karakterisert ved at den aktive væske fjernes kontinuerlig fra reaktorkjernen og på ett eller flere steder igjen tilføres reaktorkjernen på en slik måte at der på disse steder dannes en dusj av aktiv væske.

5. Fremgangsmåte ifølge påstand 4, karakterisert ved at den aktive væske pumpes til et fordelingtrau som er anordnet i reaktorkjernen.

6. Fremgangsmåte ifølge påstand 4, karakterisert ved at den aktive væske sprøytes i reaktorkjernen ved hjelp av en eller flere spredere.

7. Fremgangsmåte ifølge påstand 1, 2 eller 3, karakterisert ved at den aktive væske tillates å koke fritt i reaktorkjernen, hvis volum er minst fire ganger så stort som det volum av den anvendte, aktive væske, som gjør reaktoren kritisk.

8. Fremgangsmåte ifølge påstand 4, 5 eller 6, karakterisert ved at den aktive væske gis anledning til å koke i reaktorkjernen, hvis volum er minst to ganger så stor som det volum av den aktive væske, som gjør reaktoren kritisk.