NO131026B

NO131026B -

Info

Publication number: NO131026B
Application number: NO02358/69A
Authority: NO
Inventors: R Axling; K Braendstroem
Original assignee: Mo Och Domsjoe Ab
Priority date: 1968-06-07
Filing date: 1969-06-07
Publication date: 1974-12-16
Also published as: DE1927806A1; FI53723B; NO131026C; SE320930B; FR2010523B1; CA943736A; US3601267A; FI53723C; FR2010523A1

Description

Termisk atomreaktor. Thermal nuclear reactor.

Foreliggende oppfinnelse angår styr-ingen av termiske atomreaktorer som bruker naturlig brennstoff, f. eks. naturlig uran. Ordet «naturlig» skal ikke tas abso-lutt bokstavelig og skal dekke lett anrikete brennstoffer og brennstoffer som normalt klassifiseres sammen med dem, f. eks. brennstoff med torium-U 233 hvor inn-holdet av U 233 ligger i området noen få prosent. The present invention relates to the control of thermal nuclear reactors that use natural fuel, e.g. natural uranium. The word "natural" should not be taken absolutely literally and should cover lightly enriched fuels and fuels that are normally classified together with them, e.g. fuel with thorium-U 233 where the content of U 233 is in the range of a few percent.

Det er vel kjent at termiske atomreaktorer blir forgiftet med fisjonsprodukter eller datter-nuklider frembragt ved nedbryting av fisjonsprodukter. Den viktigste gift er xenon 135 frembragt ved nedbryting av det direkte f isj onsprodukt tellur 135 på følgende måte It is well known that thermal nuclear reactors are poisoned by fission products or daughter nuclides produced by the breakdown of fission products. The most important poison is xenon 135 produced by the breakdown of the direct fission product tellurium 135 in the following way

Xenon 135 har et absorbsjonstverrsnitt for termiske neutroner på ca. 3,5 x 10" barn, meget større enn for noen annen av de gifter som frembringes. Xenon 135 has an absorption cross section for thermal neutrons of approx. 3.5 x 10" child, much larger than any other of the poisons produced.

Når reaktoren er i drift, holder konsentrasjonen av xenon 135 i reaktoren seg på en likevektsverdi. Nuklidet frembringes stadig men blir også stadig fjernet vesent-lig på grunn av omdannelse til xenon 136 ved absorbering av termiske neutroner og i mindre grad på grunn av naturlig nedbryting. Reaktoren må ha tilstrekkelig reaktivitet i overskudd til den som ville trenges hvis det ikke var noen forgiftning med xenon 135 for å skaffe de termiske neutroner som forbrukes for å opprettholde denne likevektsverdi. Forbruket av brennstoff er således større enn det ville være hvis det ikke var noen forgiftning med xenon 135 og prisen på den energi som frembringes ved hjelp av reaktoren blir tilsvarende høyere. Da imidlertid forgiftning med xenon 135 ikke kan forhindres må dette økonomiske tap tåles. When the reactor is in operation, the concentration of xenon 135 in the reactor remains at an equilibrium value. The nuclide is constantly produced but is also constantly removed, mainly due to conversion to xenon 136 by absorption of thermal neutrons and to a lesser extent due to natural decomposition. The reactor must have sufficient reactivity in excess of that which would be needed if there were no xenon 135 poisoning to provide the thermal neutrons consumed to maintain this equilibrium value. The consumption of fuel is thus greater than it would be if there was no poisoning with xenon 135 and the price of the energy produced by the reactor is correspondingly higher. However, since poisoning with xenon 135 cannot be prevented, this financial loss must be tolerated.

Foreliggende oppfinnelse angår en annen side av forgiftning med xenon 135, nemlig den forgiftning som finner sted når en reaktor ikke er i drift. Etter stansing blir det ikke lenger fjernet noe xenon 135 ved absorbering av termiske neutroner. Jod 135 som allerede er blitt dannet fra det direkte f isj onsprodukt tellur 135 nedbrytes fortsatt og frembringer mer xenon 135. Da det fjernes mindre xenon 135, begynner konsentrasjonen av xenon 135 å stige og fortsetter å stige inntil den når et maksimum. Etter å ha nådd dette maksimum, hvor det frembringes like meget xenon 135 fra jod 135 som det tapes xenon 135 ved nedbryting av xenon 135 til cæslum 135, avtar konsentrasjonen av xenon 135 igjen gradvis. Maksimalverdien kan passende betegnes spissforgiftningen med xenon 135. Den tid som forløper fra reaktoren er stanset til spissforgiftningen nås er tilnærmet elleve timer og den tid forgiftnin-gen trenger for å avta fra spissverdien til en verdi som er ekvivalent med den likevektsverdi som foreligger under normal drift av reaktoren kan være omtrent 40 timer. En reaktor har i alminnelighet tilstrekkelig reaktivitet i tillegg til den som trenges for å opprettholde stasjonær til-stand og det er bare ved å gjøre bruk av slik reaktivitet til å overvinne den negative reaktivitet som utgjøres av overskuddet av xenon 135 over likevektsverdien at reaktoren igjen kan settes igang. Størrelsen a\ dette overskudd av xenon 135 vil av-henge av hvor lang tid som er gått siden stansingen, slik som forklart, og av utførel-sen av reaktoren og det energinivå hvor reaktoren har arbeidet før stansingen. The present invention relates to another side of poisoning with xenon 135, namely the poisoning that takes place when a reactor is not in operation. After punching, no more xenon 135 is removed by absorption of thermal neutrons. Iodine 135 that has already been formed from the direct fission product tellurium 135 continues to break down, producing more xenon 135. As less xenon 135 is removed, the concentration of xenon 135 begins to rise and continues to rise until it reaches a maximum. After reaching this maximum, where as much xenon 135 is produced from iodine 135 as xenon 135 is lost by the breakdown of xenon 135 to cæslum 135, the concentration of xenon 135 gradually decreases again. The maximum value can be appropriately termed the peak poisoning with xenon 135. The time that elapses from the reactor being shut down until the peak poisoning is reached is approximately eleven hours and the time the poisoning needs to decrease from the peak value to a value equivalent to the equilibrium value that exists during normal operation of the reactor can be about 40 hours. A reactor generally has sufficient reactivity in addition to that which is needed to maintain a stationary state and it is only by making use of such reactivity to overcome the negative reactivity which is constituted by the excess of xenon 135 above the equilibrium value that the reactor can again is started. The size of this excess of xenon 135 will depend on how much time has passed since the shutdown, as explained, and on the performance of the reactor and the energy level at which the reactor has operated before the shutdown.

Hvis reaktoren ikke har tilstrekkelig overskudd av reaktivitet til å overvinne den negative reaktivitet som representeres av spissforgiftningsverdien, kan reaktoren bare settes igang igjen enten i løpet av en kort tid etter stansing, men før spissforgiftningen nås eller på et tidspunkt etter at spissforgiftningen er passert og for-giftningen er avtatt tilstrekkelig meget på grunn av nedbrytningen av xenon 135. I forskningsreaktorer kan en slik situasjon i alminnelighet tåles, selv om den medfører vanskeligheter. Alternativet, som er å sørge for tilstrekkelig overskuddsreaktivitet til å overvinne spissforgiftningsverdien, gj ør det nødvendig å bruke meget mere brennstoff og er meget kostbar men blir allikevel brukt noen ganger. If the reactor does not have sufficient excess reactivity to overcome the negative reactivity represented by the tip poisoning value, the reactor can only be restarted either during a short time after shutdown but before the tip poisoning is reached or at a time after the tip poisoning has been passed and for -the poisoning has decreased sufficiently due to the breakdown of xenon 135. In research reactors, such a situation can generally be tolerated, even if it entails difficulties. The alternative, which is to provide sufficient excess reactivity to overcome the peak poisoning value, makes it necessary to use much more fuel and is very expensive, but is still sometimes used.

Når det gjelder reaktorer som skal av-gi energi for salg, er det av meget større betydning at reaktoren er i stand til å sette igang etter å være stanset straks den feil er rettet som var grunnen til stansingen. Hvis reaktoren er blitt så forgiftet at for-giftningen ikke kan overvinnes ved hjelp av det overskudd av reaktivitet som er tilstede, ville reaktoren måtte stå ute av drift i flere dager og et forsyningsnett som er basert på en slik reaktor ville være for upålitelig. When it comes to reactors that are to emit energy for sale, it is of much greater importance that the reactor is able to start up after being shut down as soon as the error that was the reason for the shutdown is rectified. If the reactor has become so poisoned that the poisoning cannot be overcome by the excess of reactivity present, the reactor would have to be out of service for several days and a supply network based on such a reactor would be too unreliable.

Det eer derfor vanlig praksis å sørge for at en reaktor har et reaktivitetsoverskudd som gjør det mulig å sette den igang etter stansing. Det er uøkonomisk å sørge for at det er tilstede et reaktivitetsoverskudd som er så stort at igangsetting kan foretas på hvilket som helst tidspunkt etter stansing, d. v. s. selv ved spissnivået for xenonforgiftning. Da de fleste feil i en reaktor eller dens tilhørende elektriske generator- og fordelingssystem enten kan rettes temmelig raskt eller tar lang tid, f. eks. en dag eller mere, er det normalt an-sett nok om igangsetting kan foretas i løpet av en halv time etter stansingen idet det brukes et reaktivitetsoverskudd på ca. 10 milli-k. It is therefore common practice to ensure that a reactor has a reactivity surplus that makes it possible to start it up after shutting down. It is uneconomical to ensure that a reactivity surplus is present that is so large that initiation can be made at any time after shutdown, i.e. even at the peak level of xenon poisoning. Since most faults in a reactor or its associated electrical generator and distribution system can either be rectified fairly quickly or take a long time, e.g. a day or more, it is normally considered sufficient if start-up can be carried out within half an hour after stopping, using a reactivity surplus of approx. 10 milli-k.

Den omstendighet at det er nødvendig å ha tilstede en reserve reaktivitet for å overvinne xenonforgiftning etter stansing, nedsetter økonomien for en reaktor. Et viktig trekk i denne økonomi er hvilken oppbrenningsgrad for brennstoffet som kan oppnås. Den oppbrenning som oppnås i en reaktor som arbeider med naturlig eller svakt anriket uran er avhengig av den opp-rinnelige reaktivitetsreserve. Oppbrennin-gen blir i alminnelighet definert som me-gawattdager frembragt ved hjelp av et tonn brennstoff, d. v. s. energi pr. masse-enhet. Reaktivitet tapes ved to prosesser: 1) synking i netto antall fisjonerbare ato-mer (plutonium 239 eller uran 233 kan frembringes) og 2 ) akkumulering av fisjonsprodukter som oppfanger neutroner. The fact that it is necessary to have a reserve reactivity present to overcome xenon poisoning after shutdown reduces the economics of a reactor. An important feature of this economy is the burn-up rate for the fuel that can be achieved. The burn-up achieved in a reactor working with natural or slightly enriched uranium is dependent on the reactivity reserve that can be generated. The burn-up is generally defined as megawatt-days produced with the help of one tonne of fuel, i.e. energy per mass unit. Reactivity is lost by two processes: 1) decrease in the net number of fissionable atoms (plutonium 239 or uranium 233 can be produced) and 2) accumulation of fission products that capture neutrons.

På grunn av den komplikasjon som be-virkes ved xenonforgiftningen etter stansing, har det vært nødvendig å hindre at reaktiviteten for en termisk reaktor synker under en minste verdi som innebærer den margin som er nødvendig for å overvinne xenonforgiftningen ved ny igangsetting av reaktoren. Forskjellen mellom denne min-steverdi og den minste verdi som ville kunne tillates hvis det ikke ble tatt hen-syn til xenonforgiftning, representerer Due to the complication caused by xenon poisoning after shutdown, it has been necessary to prevent the reactivity of a thermal reactor from falling below a minimum value which entails the margin necessary to overcome xenon poisoning when restarting the reactor. The difference between this minimum value and the minimum value that would be permitted if xenon poisoning were not taken into account, represents

«spill»-reaktivitet, idet spillet gir seg ut-trykk i at det er nødvendig å bytte ut "game" reactivity, as the game expresses itself in the need to exchange

brennstoffelementer før utløpet av deres fuel cells before the end of their life

teoretisk nyttige levetid. Den mengde re-servereaktivitet som trenges for å kunne theoretical useful life. The amount of re-server activity needed to be able to

foreta en igangsetting i løpet av en halv time etter stansing kan gå opp i ca. 10 milli-k. En spill-reaktivitet av denne stør-relsesorden vil som følge av forminsket oppbrenning av brennstoffet, d. v. s. ved at brennstoffelementer skiftes oftere enn det ellers ville være nødvendig, medføre betrak-telige omkostninger. Disse omkostninger gjenspeiler seg selvsagt i prisen på den energi som frembringes ved hjelp av reaktoren. carry out a start-up within half an hour after stopping can take up to approx. 10 milli-k. Spill reactivity of this order of magnitude will, as a result of reduced burn-up of the fuel, i.e. by replacing fuel elements more often than would otherwise be necessary, entail considerable costs. These costs are of course reflected in the price of the energy produced by the reactor.

Det er klart at muligheten for å bruke atomreaktorer for fremstilling av energi til en pris som er så noenlunde konkurrer-ende med prisen på energi som er frem-stilt på vanlig måte er avhengig av om det er mulig å unngå eller sterkt nedsette den kapital og de årlige omkostninger som føl-ger med bygging av atomreaktorer. Den omstendighet at det er nødvendig å velge mellom en reaktor med stor spillreaktivitet og en økonomisk reaktor som når den først er stanset kan være ute av drift i mange dager er en alvorlig hindring på veien mot billig atom-energi. It is clear that the possibility of using nuclear reactors for the production of energy at a price that is reasonably competitive with the price of energy produced in the usual way depends on whether it is possible to avoid or greatly reduce the capital and the annual costs that follow from the construction of nuclear reactors. The fact that it is necessary to choose between a reactor with high waste reactivity and an economic reactor which, once shut down, can be out of operation for many days is a serious obstacle on the way to cheap nuclear energy.

Foreliggende oppfinnelse går ut på en fremgangsmåte for mer økonomisk styring, omfattende igangsetting, drift, stansing og gjenstarting av en termisk tungtvanns atomreaktor hvor det i reaktorkjernen, som består av naturlige uranbrennstoffer, er sørget for et overskudd av reaktivitet, idet reaktoren drives med naturlig eller lett anriket uran-brennstoff i en mengde som er tilstrekkelig til reaktorens normale drift, men ikke tilstrekkelig til å overvinne virkningen av den xenonforgiftning som etter at reaktoren er stanset etter en driftsperiode bygger seg opp til en verdi som er større enn under drift, og under gjenstarting etter stans får supplert reaktiviteten for brennstoffet i en mengde som er tilstrekkelig til å overvinne den xenonforgiftning som er nådd under stansen. The present invention is based on a method for more economical management, including starting, operating, shutting down and restarting a thermal heavy water nuclear reactor where in the reactor core, which consists of natural uranium fuels, an excess of reactivity is provided, as the reactor is operated with natural or lightly enriched uranium fuel in an amount sufficient for the reactor's normal operation, but not sufficient to overcome the effects of the xenon poisoning which, after the reactor is shut down after a period of operation, builds up to a value greater than during operation, and during restarting after shutdown is supplemented with reactivity for the fuel in an amount sufficient to overcome the xenon poisoning reached during the shutdown.

I henhold til oppfinnelsen er dette opp-nådd ved at det i reaktoren innføres et reserve brennstoffelement som omfatter i det vesentlige rent fisjonerbart material og som trekkes ut av reaktoren når denne er kommet i drift igjen. According to the invention, this is achieved by introducing a reserve fuel element into the reactor which comprises essentially pure fissionable material and which is withdrawn from the reactor when it has returned to operation.

Uttrykket «rent fisjonerbart material» skal omfatte fisjonerbart material, f. eks. uran 235 som er forholdsvis ufortynnet med annet material med stort absorbsjonstverrsnitt for neutroner, f. eks. uran 238, og: ordene «omtrent rent» skal ikke tas for bokstavelig. Det omtrent rene fisjonerbare material kan benyttes i form av en legering av materialet med et metall med lite neutron-absorbsjonstverrsnitt og med tilfredsstillende korrosj onsmotstand og mekaniske egenskaper, f. eks. aluminium, magnesium eller zirkonium. Av en slik legering kan det fremstilles elementer med den form, f. eks. plater, staver eller rør, og størrelse som måtte være best egnet for bruk i vedkommende reaktor-type. The term "pure fissionable material" shall include fissionable material, e.g. uranium 235 which is relatively undiluted with other material with a large absorption cross-section for neutrons, e.g. uranium 238, and: the words "approximately pure" should not be taken too literally. The approximately pure fissionable material can be used in the form of an alloy of the material with a metal with a small neutron absorption cross-section and with satisfactory corrosion resistance and mechanical properties, e.g. aluminium, magnesium or zirconium. Elements with that shape can be produced from such an alloy, e.g. plates, rods or tubes, and size which may be most suitable for use in the relevant reactor type.

Det omtrent rene fisjonerbare material, som fortrinnsvis er rent eller nesten rent uran 235, men som også eksempelvis kan være uran 233 eller plutonium 239, føres inn i reaktoren i løpet av den tid som er nødvendig for overvinne xenonforgiftningen. Når først reaktoren er kommet igang igjen kan det fisjonerbare material snart tas ut igjen da konsentrasjonen av xenon 135 ved neutronabsorbering raskt nedsettes til likevektsnivået. Det er ves-entlig at dette omtrent rene fisjonerbare material tas ut, da det forbrukes meget raskt. The approximately pure fissionable material, which is preferably pure or almost pure uranium 235, but which can also be, for example, uranium 233 or plutonium 239, is introduced into the reactor during the time necessary to overcome the xenon poisoning. Once the reactor has started up again, the fissionable material can soon be taken out again as the concentration of xenon 135 is quickly reduced to the equilibrium level by neutron absorption. It is essential that this almost pure fissionable material is removed, as it is consumed very quickly.

Hvor meget overskuddsreaktivitet som må skaffes ved hjelp av «vakt»-kilden avhenger av egenskapene for den enkelte reaktor. I alminelighet er den av størrelses-ordenen 10—15 milli-k. Det kan godt være, det avhenger av den økonomiske grense. How much excess reactivity must be obtained using the "guard" source depends on the characteristics of the individual reactor. In general, it is of the order of 10-15 milli-k. It may well be, it depends on the financial limit.

Oppfinnelsen skal nå bekrives ved hjelp av et utførelseseksempel, under hen-visning til vedføyete tegninger. Fig. 1 viser et grunnriss av en kjerne-reaktor. Fig. 2 viser et snitt etter linjen A-A i The invention will now be described with the help of an exemplary embodiment, with reference to the attached drawings. Fig. 1 shows a ground plan of a nuclear reactor. Fig. 2 shows a section along the line A-A i

fig. 1. fig. 1.

Fig. 3 viser et snitt etter linjen B-B i Fig. 3 shows a section along the line B-B i

fig. 1. fig. 1.

Fig. 4 viser et perspektivriss av den Fig. 4 shows a perspective view of it

reaktor som er vist i fig. 1, 2 og 3. reactor shown in fig. 1, 2 and 3.

Den reaktor som er vist på tegningene er en heterogen termisk reaktor som bruker naturlig eller lett anriket uran som brennstoff og tungtvann som moderator. Tegningene er bare skjematiske og viser ikke alle utførelsesdetalj er, men bare de som er ønskelige for å beskrive hvorledes foreliggende oppfinnelse kan bringes til utførelse. The reactor shown in the drawings is a heterogeneous thermal reactor that uses natural or lightly enriched uranium as fuel and heavy water as moderator. The drawings are only schematic and do not show all execution details, but only those which are desirable to describe how the present invention can be implemented.

Den reaktor som er vist omfatter et reaktorkar 1 hvor det er anordnet et antall brennstoff rør 2. Et reflektorkar 3 omgir reaktor karet 1. Reaktorkar et 1 inneholder tungtvann som moderator, idet reaktiviteten for reaktoren styres ved innstilling av tungtvannivået i karet 1. Moderatoren må The reactor shown comprises a reactor vessel 1 where a number of fuel tubes 2 are arranged. A reflector vessel 3 surrounds the reactor vessel 1. Reactor vessel 1 contains heavy water as a moderator, as the reactivity of the reactor is controlled by setting the heavy water level in the vessel 1. The moderator must

holdes kold og blir stadig ført rundt is kept cold and is constantly being passed around

gjennom en liten varmeutveksler. Innstilling av moderatornivået gjør det mulig å variere reaktiviteten for reaktoren opp til en maksimal verdi som er litt større enn den reaktivitet som trenges for å opprettholde stø drift av reaktoren. Når oppbren-ningen når likevektsverdien, er overskudds-reaktiviteten en liten brøkdel av en milli-k. through a small heat exchanger. Setting the moderator level makes it possible to vary the reactivity for the reactor up to a maximum value that is slightly greater than the reactivity needed to maintain steady operation of the reactor. When the burn-up reaches the equilibrium value, the excess reactivity is a small fraction of a milli-k.

(antatt konstant lading og forbruk) når (assuming constant charging and consumption) when

alle brennstoffrørene 2 inneholder brennstoffelementer slik som de gjør under normal drift. all the fuel pipes 2 contain fuel elements as they do during normal operation.

Kjølemidlet, også tungtvann, føres The coolant, also heavy water, is conveyed

rundt gjennom brennstoffrørene 2; around through the fuel pipes 2;

På toppen av reaktoren 1 og tettet mot dette er det anbragt et gasstett kammer 4 A gas-tight chamber 4 is placed on top of the reactor 1 and sealed against it

som inneholder helium under nær atmos-færetrykk. Inne i kammeret 4 ligger ut-styret for styring av en «vakt»-reaktivitetsreserve som utgjøres av fire plater 5 som består av en. legering av aluminium og uran 235 som inneholder, tilnærmet 20; mg. uran 235 pr. cm<2>. Hver av platene 5 er kledd med aluminium. Tilsammen repre- which contains helium under close to atmospheric pressure. Inside the chamber 4 is the output board for controlling a "guard" reactivity reserve which is made up of four plates 5 which consist of a. alloy of aluminum and uranium 235 containing approximately 20; mg. uranium 235 per cm<2>. Each of the plates 5 is clad with aluminium. Together, repre-

senterer platene 5 en kilde for overskuddsreaktivitet på 10-milli-k, d. v. s. 2,5 milli-k fra hver plate. centers the plates 5 a source of excess reactivity of 10-milli-k, i.e. 2.5 milli-k from each plate.

Platene 5 kan beveges i føringer 6 som strekker seg fra innsiden av kammeret 4, gjennom en sliss 7 i reflektorkaret 3 og reaktorkaret 1 til midten av reaktorkaret 1. Løfting og senking av platene 5 i føringene 6 foregår ved hjelp av løftetau 8 som er festet til platene 5 og viklet rundt rillete tautromler 9 som drives ved hjelp av elek-tromotorer 10. Det er anordnet anvisnings-innretninger 11 for å anvise stillingen av platene i føringene 6. Disse innretninger drives herunder ved hjelp av drivanord-ningen fra tromlene 9. The plates 5 can be moved in guides 6 that extend from the inside of the chamber 4, through a slot 7 in the reflector vessel 3 and the reactor vessel 1 to the middle of the reactor vessel 1. Lifting and lowering of the plates 5 in the guides 6 takes place with the help of lifting ropes 8 which are attached to the plates 5 and wound around grooved rope drums 9 which are driven by means of electric motors 10. Indicating devices 11 are arranged to indicate the position of the plates in the guides 6. These devices are driven below by means of the drive device from the drums 9.

Når reaktoren er i normal drift, er platene 5 anbragt fullstendig inne i kammeret 4 og ute av reaktorkaret 1 slik at de ikke bidrar til reaktiviteten for reaktoren. Hvis reaktoren skal settes igang igj en etter stansing, blir platene 5 senket ned i reaktorkaret 1, i alminnelighet helt til bunnen av føringene 6 slik at platene er midt i reaktoren hvor de utøver maksimal effekt selv om de kan senkes til en høyere stilling enn denne hvis driftserfaring viser at det er å foretrekke eller hvis det foreligger lite xenonforgiftning. Da platene kan påvirkes hver for seg er det også mulig å senke ferre enn alle fire hvis dette skulle ønskes av en eller annen grunn. Den nødvendige kjøling av platene 5 opnåes ved at platene dyppes ned i moderatoren, konveksjon og muligens litt fri koking fjerner lett den varme som frembringes. When the reactor is in normal operation, the plates 5 are placed completely inside the chamber 4 and outside the reactor vessel 1 so that they do not contribute to the reactivity of the reactor. If the reactor is to be started again after stopping, the plates 5 are lowered into the reactor vessel 1, generally all the way to the bottom of the guides 6 so that the plates are in the middle of the reactor where they exert maximum effect, although they can be lowered to a higher position than this if operating experience shows that it is preferable or if there is little xenon poisoning. As the plates can be affected individually, it is also possible to lower four rather than all four if this is desired for one reason or another. The necessary cooling of the plates 5 is achieved by dipping the plates into the moderator, convection and possibly a little free boiling easily removes the heat that is produced.

Platene 5 holdes inne i reaktorkaret 1 inntil reaktoren igjen settes igang. De kan snart trekkes tilbake til kammeret 4, for så snart reaktoren er igang igjen ødelegger den høye neutronfluks raskt overskuddet av xenon 135. The plates 5 are kept inside the reactor vessel 1 until the reactor is started again. They can soon be withdrawn to chamber 4, because as soon as the reactor is running again, the high neutron flux quickly destroys the surplus of xenon 135.

Oppfinnelsen kan med fordel tilpasses hvilken som helst termisk reaktor hvor brennstoff-forbruket representerer en merkbar brøkdel av driftsomkostningene. Dette betyr i sin alminnelighet reaktorer som bruker naturlige brennstoffer eller svakt anrikete naturlige brennstoffer og brennstoffer som kan klassifiseres sammen med dem, f. eks. brennstoffer med.torium-uran 233. The invention can be advantageously adapted to any thermal reactor where the fuel consumption represents a noticeable fraction of the operating costs. This generally means reactors using natural fuels or slightly enriched natural fuels and fuels that can be classified together with them, e.g. fuels with thorium-uranium 233.

Det må sørges for riktig kjøling av de elementer som inneholder det omtrent rene fisjonerbare material når de er inne i reaktoren. I en reaktor som bruker tungtvann som moderator kan eksempelvis ele-mentene dyppes i moderatoren, slik som beskrevet ovenfor. Proper cooling of the elements containing the approximately pure fissionable material must be ensured when they are inside the reactor. In a reactor that uses heavy water as a moderator, for example, the elements can be dipped in the moderator, as described above.

Oppfinnelsen er her beskrevet spesielt i forbindelse med heterogen reaktor. Den kan imidlertid også tilpasses homogene reaktorer som bruker naturlige brennstoffer. Slike reaktorer kan ennå ikke sammen-lignes økonomisk med heterogene reaktorer men de kan komme til å kunne det i frem-tiden. Når oppfinnelsen tilpasses en ho-mogen reaktor kan det omtrent rene fisjonerbare material i fast form innføres kort-varig i midten av reaktoren for å overvinne xenonforgiftningen. The invention is described here particularly in connection with a heterogeneous reactor. However, it can also be adapted to homogeneous reactors that use natural fuels. Such reactors cannot yet be compared economically with heterogeneous reactors, but they may be able to do so in the future. When the invention is adapted to a homogeneous reactor, the approximately pure fissionable material in solid form can be introduced briefly into the center of the reactor to overcome the xenon poisoning.

Claims

1. Procedure for more economical management, comprehensive start-up, operation, shutdown and re-start of a thermal heavy water nuclear reactor where an excess of reactivity is ensured in the reactor core, as the reactor is operated with natural or lightly enriched uranium fuel in an amount which is sufficient for the reactor's normal operation, but not sufficient to overcome the effect of the xenon poisoning which, after the reactor has been shut down after a period of operation, builds up to a value that is greater than during operation, and during restart after shutdown the reactivity for the fuel is supplemented in an amount that is sufficient to overcome the xenon poisoning that has been reached during the shutdown, characterized by the fact that a reserve fuel element is introduced into the reactor which comprises essentially pure fissionable material and which is withdrawn from the reactor when it is back in operation.

2. Method as stated in claim 1, characterized in that the almost pure fissionable material is uranium 233, approximately pure uranium 235 or plutonium 239.

3. Method as stated in claim 1, characterized in that the introduction of the fissionable material increases the reactivity of the reactor by 5-15 milli-k.