SE444368B - Forfarande for framstellning av en behallare for kernbrensle for anvendning i kernklyvningsreaktorer samt behallare framstelld enligt forfarandet - Google Patents

Forfarande for framstellning av en behallare for kernbrensle for anvendning i kernklyvningsreaktorer samt behallare framstelld enligt forfarandet

Info

Publication number
SE444368B
SE444368B SE8005405A SE8005405A SE444368B SE 444368 B SE444368 B SE 444368B SE 8005405 A SE8005405 A SE 8005405A SE 8005405 A SE8005405 A SE 8005405A SE 444368 B SE444368 B SE 444368B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
copper
layer
thickness
zirconium
nuclear fuel
Prior art date
Application number
SE8005405A
Other languages
English (en)
Other versions
SE8005405L (sv
Inventor
B-C Cheng
H S Rosenbaum
J S Rosenbaum
Original Assignee
Gen Electric
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gen Electric filed Critical Gen Electric
Publication of SE8005405L publication Critical patent/SE8005405L/sv
Publication of SE444368B publication Critical patent/SE444368B/sv

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C3/00Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
    • G21C3/02Fuel elements
    • G21C3/04Constructional details
    • G21C3/16Details of the construction within the casing
    • G21C3/20Details of the construction within the casing with coating on fuel or on inside of casing; with non-active interlayer between casing and active material with multiple casings or multiple active layers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Chemically Coating (AREA)

Description

soo54o5f9 2 formiga, frisläppes från bränslet till kylmedlet eller till moderatorn-eller till båda dessa, om både kylmedel och mode- rator närvarar. Vanliga behållarmaterial är rostfritt stål, aluminium och aluminiumlegeringar, zirkonium och zirkonium- legeringar, niob, vissa magnesiumlegeringar och andra mate- rial. Vid förstöring av behållaren, dvs. en förlust av läck- täthet, kan kontaminering av kylmedlet eller moderatorn och därmed förenade system med radioaktiva långlivade produkter uppkomma i sådan grad att anläggningens drift störes.
Problem har uppkommit vid tillverkning och drift av kärn- bränsleelement, som utnyttjar vissa metaller och legeringar såsom behâllarmaterial på grund av mekaniska eller kemiska reaktioner hos dessa behållarmaterial under vissa betingelser.
Zirkonium och zirkoniumlegeringar är under normala betingel- ser mycket goda kärnbränslebehållarmaterial, eftersom de har låg neutronabsorptionstvärsektion och vid temperaturer under ca 398oC är starka, duktila, ytterst stabila och icke-reak-J tiva i närvaro av demineraliserat vatten eller vattenånga, som vanligen användes såsom kylmedel och moderatormaterial för reaktorer.
Användning av bränsleelement har emellertid visat att problem föreligger med sprödsprickning (brittle splitting) av behål- laren på grund av kombinerade inbördes inverkningar mellan kärnbränslet, behållaren och klyvningsprodukter som bildas under kärnklyvningsreaktioner. 'Det har visat sig att dessa icke önskade effekter gynnas av lokaliserade mekaniska spän- ningar på grund av olika värmeutvidgning hos bränsle och behållare (spänningar i behållaren lokaliseras till sprickor i kärnbränslet), Korrosiva klyvningsprodukter frigöres från kärnbränslet och närvarar på det ställe där bränslesprickorna skär behållarytan. Klyvningsprodukter bildas i kärnbränslet under klyvningskärnreaktionen under drift av kärnreaktorn.
~De lokaliserade spänningarna förstärkes av hög friktion mellan bränslet och behållaren.
I det slutna utrymmet i ett slutet bränsleelement kan vätgas _ avger vidare klyvningsprodukter under bestrâlning. sno54os-9, 3 genereras genom långsam reaktion mellan behållaren och kvar- varande vatten inuti behållaren kan ansamlas till en halt som under vissa betingelser kan medföra lokaliserad hydrering av behållaren med därav följande lokal försämring av de meka- 'niska egenskaperna hos behållaren. Behållaren-påverkas även ofördelaktigt av sådana gaser som syre, kväve, kolmonoxid och koldioxid inom ett vidsträckt temperaturområde.
Zirkoniumbehållaren hos kärnbränsleelement utsättes för en eller fler av de gaser som anges i det föregående och klyv- ningsprodukter under bestrålning i en kärnreaktor och detta äger rum trots att dessa gaser och klyvningsproduktelement eventuellt icke närvarar i reaktorns kylmedel eller moderator- material och vidare kan ha uteslutits så långt är möjligt g från den omgivande atmosfären under tillverkningen av behål- laren och bränsleelementet. Sintrade eldfasta och keramiska kompositioner, såsom urandioxid och andra kompositioner som användes såsom kärnbränsle, avger mätbara mängder av de i det föregående angivna gaserna och klyvningsprodukterna vid upphettning, exempelvis under bränsleelementtillverkning och èartikel- formiga eldfasta och keramiska kompositioner, exempelvis urandioxidpulver och andra pulver som användes såsom kärn- bränsle, har visat sig frige ännu större mängder av de i det föregående angivna gaserna under bestrålning.' Dessa fri- _ givna gaser kan reagera med zirkoniumbehållaren innehållande kärnbräns1et.“ ' ' V Med hänsyn till det föregående har det visat sig önskvärt att minimera angreppet på behållaren av vatten, vattenånga och andra gaser, i synnerhet väte, som är reaktiva med behållaren från bränsleelementets insida under hela bränsleelementets livslängd vid användning vid drift av kärnkraftsanläggningar.
Ett sätt att lösa detta har varit att finna material som reagerar kemiskt hastigt med vatten, vattenånga och andra gaser för eliminering av dessa från det inre av behållaren och sådana material benämnes även "gettermaterial“.V 8005405-9 N 4 Ett flertal andra sätt att lösa detta problem har även an- givits förhâllandevis utförligt i de amerikanska patentskrif- terna 4.022.662, 4.029.549 och 4.045.288. Det som anges i dessa patentskrifter är avsett att utgöra en del av föreliggan- de beskrivning.
Man har exempelvis föreslagit införandet av ett spärrskikt mellan kärnbränslematerialet och kapslingsbehàllaren som inne- hâllerMkärnbränslematerialet, såsom anges i den amerikanska patentskriften 3.230.150 (kopparfolie), tyska patentpublika- tionen DAS 1.239.115 (titanskikt), amerikanska patentskriften 3.212.988 (hölje av zirkonium, aluminium eller beryllium), amerikanska patentskriften 3.018.238 (spärrskikt av kristallin kol mellan UO2 skriften 3.088.893 (folie av rostfritt stål). Användningen av och zirkoniumkapsling) samt amerikanska patent- spärrskikt har fördelar, men vissa av de i det föregâende an- givna publikationerna innefattar användning av material som icke är kombinerbara med antingen kärnbränsle (exempelvis kol som.kan förenas med syre från kärnbränslet), eller be- hállaren (exempelvis koppar och andra metaller som kan reagera med behâllaren och förändra behâllarens egenskaper), eller kärnklyvningsreaktionen (exempelvis genom att verka såsom absorbator för neutroner). Icke någon av de angivna publika- tionerna anger lösningar på det nyligen framlagda problemet med lokaliserade kemiska-mekaniska inbördes inverkningar mellan kärnbränsle och behållare.
Ytterligare försök med användning av spärrskikt anges i ameri- kanska patentskriften 3.969.186 (eldfast metall, exempelvis molybden, volfram, renium, niob och legeringar av dessa i form av ett rör eller en folie med enkelt eller multipla skikt eller beläggning på innerytan av behållaren) samt amerikanska patentskriften 3.925.151 (beklädnad av zirkonium, niob eller legeringar av dessa metaller mellan kärnbränslet och behållar- na med en beläggning av material med hög smörjförmåga mellan beklädnaden och kapslingen).
Ett senare förslag till lösning av problemet med fel hos 8005405-9 e s ' * bränslebehâllare eller bränsleelement beroende på skadlig in- bördes inverkan mellan behállarhöljena av zirkonium eller zir- koniumlegering och kärnbränsle och/eller klyvningsprodukter av detta har varit att anordna en kopparmetallkapsling eller beklädnad i kapslingen såsom ett spärrskikt på innerytan av bränslekapslingen mellan zirkoniumkapslingen och kärnbränslet i denna. Ett skikt av kopparkapsling eller -plätering antages allmänt primärt fungera såsom ett fysiskt och kemiskt spärr- skikt som förhindrar att destruktiva klyvningsprodukter, såsom kadmium, cesium, jod och liknande kommer i kontakt med och an- griper zirkonium eller zirkoniumlegering i bränsleelementkaps- lingen eller behållaren.
Kopparskiktet eller det intermediära spärrskiktet av koppar ger ett föredraget reaktionsställe eller kropp för reaktionx med flyktiga föroreningar eller klyvningsprodukter från kärn- bränsleelementet och har sålunda till uppgift att skydda eller avskärma bränslebehållarkapslingen från exponering för och angrepp av sådana förstörande medel.
De klyvningsreaktioner som äger rum i kärnreaktorer utsätter emellertid innerytdelar av en bränslebehällare, exempelvis ett innerskikt av kopparkapsling eller kopparplätering, för temperaturer som är väsentligt högre än den temperatur som uppnås hos ytterdelen av en bränslebehâllare, såsom zirkonium eller zirkoniumlegering i bränslekapslingen, som kontinuerligt står i kontakt med det cirkulerande kylmedlet eller värme- överföringsmediet. Exponering under längre tidrymder för de temperaturer och den miljö som råder i reaktorn vid klyvning_ har benägenhet att gynna interdiffusion av koppar från den invändiga kapslingen eller pläteringsskiktet samt zirkonium eller zirkoniumlegering från det yttre kapslingssubstratet vid dessa delars kontaktyta. Interdiffusion i avsevärd grad av dessa i kontakt med varandra stående metaller eller lege- ringar kan medföra bildning av lâgsmältande (exempelvis under cirka 120000) smälta eutektiska faser mellan zirkonium eller zirkoniumlegering i_behdllarkapslingen och beklädnadon av kopparplätering, liksom bildning av intermetalliska faser \ soos4o5+9 V 6 med ofördelaktiga eller otillräckliga egenskaper, såsom mins- kad elasticitet och draghàllfasthet eller försprödning. Åtgärder för att minska nppträdandet av sådan interdiffnsion av intill varandra belägna olika metaller eller legeringar i behâllarkapslingen och den invändiga beklädnaden eller pläte- ringen med åtföljande försvagande effekter har föreslagits.
En åtgärd för att förhindra uppträdandet av denna interdiffu- sion av metall och försämring av egenskaperna som beror på denna innefattar att man anordnar ett diffusionsspärrskikt mellan behållarkapslingssubstratet och den överliggande kaps- lingsbeklädnaden i kapslingen} En oxfd av zirkonium eller zir- koniumlegering har visat sig vara ett effektivt diffusions-.H spärrskikt varigenom enkel oxidering av innerytan av en be- hâllarkapsling av zirkonium eller zirkoniumlegering som bildar substratet för pâföring av en kopparplätering ger en användbar och fördelaktig åtgärd för att förhindra interdiffusion av metallerna och åtföljande försvagande effekter som beror på detta. Oxidation av zirkoninm eller zirkoniumlegeringar kan lätt åstadkommas genom att dessa utsättes för vattenånga. Även om en okidfas vid gränsytan mellan de intill varandra belägna metallerna ger en lämplig lösning på interdiffusions- problemet medför närvaron av ett oxidskikt som täcker substrat- ytan hos zirkoniumkapslingen avsevärda begränsningar vad be- träffar metoder och medel för effektiv pàföring av en ovan liggande kopparlegering eftersom dessa oxider saknar effektiv elektrisk ledningsförmâga. Sålunda kommer exempelvis de i hög_ grad effektiva vanliga elektrolytiska utfällningsmetoderna för metallplätering, exempelvis de som anges i amerikanska patentskrifterna 4.017.368 och 4.137.131 att i avsevärd grad bli beskurna eller omöjliga att använda vid.anbringandet av en mellanliggande oxidfas med mycket låg elektrisk lednings- förmåga mellan metallsubstratet och den metallhaltiga elektro- lytlösningen varför mindre effektiva eller komplicerade alter- nativ måste utnyttjas, exempelvis den elektrolösa utfällnings- metod som anges i amerikanska patentskriften 4.093.756. Det förefaller vidare som om utfällning av kopparmetall på en oxid- soQs4os-9 7 i I I yta med en sådan elektrolös utfällningsmetod har benägenhet .att uppvisa blâsbildningsfenomen i den avsatta beläggningena ~ eller pläteringen.
Uppfinningen avser ett nytt och förbättrat förfarande för framställning av en kompositkärnbränslebehållare för använd-V ning i kärnklyvningsreaktorer, samt produkterna av detta för- farande, innefattande en kapsling eller bränslemantling av zirkoninm eller zirkoniumlegering försedd med en invändig beklädnad eller plätering (cladding) av avsatt koppar anbrin- gad ovanpå innerytan av zirkonium eller zirkoniumlegering _hos kapslingen eller höljet, samt ett skikt av oxid av zirko- nium eller zirkoniumlegering bildat på innerytan av kapslingen eller manteln och anbringat mellan detta och den avsatta kop- parplåteringen.
Med uttrycket "zirkonium" innefattas även legeringar av zirko- nium liksom ren zirkoniummetall.
Pâ den bifogade ritningsfiguren visas en tvärsektion av en utföringsform av en behållare för kärnbränsle enligt upp- finningen.
Uppfinningen innefattar en speciell metod för_framställning av behållare för klyvbart kärnbränsle för användning i kärn- klyvningsreaktorer. Förfarandet enligt uppfinningen innefat- tar en specifik kombination av i sekvens genomförda steg eller operationer för framställning av en bränslebehâllare av kompositkonstruktion innefattande en beklädnadskapsling eller skikt av koppar pläterat över innerytan av en behållar- kapsling av zirkonium eller zirkoniumlegering och ett skikt av en oxiderad ytdel av zirkoninm eller zirkoniumlegering på insidan av kapslingen anbringat mellan kapslingens inre och beklädnadspläteringen och skiktet av pläterat koppar som är anbringat ovanpå. Uppfinningen innefattar vidare behållare för klyvbart kärnbränsle utformade med denna kompositkonstruk- tion och framställda med förfarandet, samt element med klyv- bart bränsle innefattande behàllarna med i dessa anordnat _ '8005405-9 8 klyvbart kärnbränsle, exempelvis uranföreningar, plutonium- föreningar, toriumföreningar eller blandningar av sådana klyvbara bränslematerial.
Uppfinningen avser ett förfarande för framställning av en behållare för kärnbränsle för användning i kärnklyvnings- reaktorer, som kännetecknas av att man genomför följande steg: a) _ utgår från en kapsling av zirkonium eller zirkonium- legering, b) påför ett tunt vattenånggenomträngligt poröst skikt av koppar ovanpå innerytan av metallkapslingen, c) oxiderar innerytan av metallkapslingen efter på- 'föringen av det tunna skiktet av porös koppar på . denna så att ett skikt av oxid av zirkonium eller zirkoniumlegering bildas mellan innerytan av metall- kapslingen och det porösa kopparskiktet, som är påfört över innerytan av metallkapslingen, och d) N därefter påför ett andra skikt av koppar på det först påförda tunna skiktet av porös koppar.
Enligt enqföredragen utföringsform av uppfinningen underkastas på lämpligt sätt förberedda eller rengjorda innerytor av bränslebehållarkapslingar av zirkonium eller zirkoniumlege- ring först elektroplätering med kopparmetall för utfällning på ytan av en tunn beklädande plätering eller skikt av koppar med en tjocklek understigande cirka lO/am, exempelvis en tjock- lek av cirka 0,5 till cirka 5/um, så att man härigenom bildar en förhållandevis porös kapsling eller ett skikt av koppar påfört på zirkoniummaterialet på innerytan av kapslingen.
Vattenånga kan lätt penetrera och passera genom ett sådant tunnt och i sin tur poröst kopparskikt varigenom kopparpläte- ringen på insidan av ytan av zirkonium eller zirkoniumlegering hos bränslekapslingen därefter behandlas med vattenånga för oxidering av ytan av zirkonium eller zirkoniumlegering under den porösa kopparpläteringen. Avluftad vattenånga vid en tem- peratur av cirka 3OOOC till cirka 4OOOC passerar genom en tunn, porösa kopparplätering och oxiderar effektivt under- _ liggande zirkonium eller zirkoniumlegering samt bildar ett oxidskikt eller oxidfas därav under kopparpläteringen samt _.. .-.. .-.-~.~u_~_._... .,.._,__._.._..........._.._. ._ ., ___.__._..._..., .,_. ..._ -..,,_. ___-.. ,.._.. 8005405-9 .9 mellan denna och kapslingssubstratet utan att märkbart påverka eller okidera kopparmetallpläteringen på detta substrat. Den tunna, porösa beklädnadspläteringen eller skiktet av koppar- metall som är beläget ovanpå den in situ bildade mellanliggan- de kroppen eller skiktet av oxid av zirkonium eller zirkonium- legering bibehåller sålunda sin höga elektriska ledningsför- V måga och ger en mycket effektiv elektrod eller ledande bas för elektrolytisk utfällning eller plätering av metaller på denna.
Efter bildningen av en avsevärd mängd oxid av zirkonium eller zirkoniumlegering under den porösa pläteringen av koppar vid tillföring av vattenånga som passerar genom skiktet för åstad- kommande av ett metalldiffusionsspärrskikt mellan zirkonium och pläteringen av koppar, bringas ytterligare mängd koppar- metall att elektrolytiskt pläteras på den ursprungligen pà- förda tunna porösa pläteringen av koppar för bildning av en kopparbeklädnadskapsling eller skikt som täcker innerytan av zirkoniumkapslingen till lämplig tjocklek eller lämplig vikt för att verka såsom ett effektivt kemiskt och fysikaliskt spärrskikt som skyddar zirkoniumkapslingen mot skadande klyv- ningsprodukter och betingelser.
Vid tillämpning av förfarandet enligt uppfinningen finnes sålunda ett elektriskt ledande metallsubstrat tillgängligt för pläteringen eller utfällningen av koppar vilket gör det möj- ligt att utnyttja den särskilt fördelaktiga anordningen av vanliga och mer effektiva elektrolytiska metallpläterings- processer för framställningen av endera av eller både det ursprungliga avsatta kopparskiktet och det därefter avsatta andra kopparskiktet som tillsammans ger en "kemisk" spärrskiktS~ beklädnad i bränslebehållaren samtidigt som det även är möj- ligt att in situ bilda en kropp av zirkoniumoxid för att ver- ka såsom spärrskikt mot interdiffusion av de olika metallkom- ponenterna.
På ritningsfiguren visas ett kärnbränsleelement framställt med förfarandet enligt uppfinningen i tvärsektion innefattan- de en behållare konstruerad enligt uppfinningen. Behållaren 8605405-9 innefattar en kapsling eller en mantel 12 av zirkonium eller Zirkoniumlegering med ett skikt av oxid av zirkonium .eller zirkoniumlegering 14 på innerytan samt en beklädnads- plätering l6 av koppar innefattande det ursprungligen avsatta ânggenomträngliga skiktet och det därefter pâförda andra skik- tet.
En kropp av kärnbränsle 18, exempelvis pelletar, av en oxid .av uran, plutonium och/eller torium fasthålles i behållaren 10 för isolering av bränslet från kärnreaktorns kylmedium.
Ett exempel på en föredragen metod för utövande av uppfinningen är följande. Innerytan av en bränslekapsling bestående av zir- koniumlegeringsrör (ZIRCALOY-2-legering, se amerikanska patent- skriften 4Ål64.420) behandlas med HF/HNO3-lösning,för ren- I 4HF2/H2so4 ge ett yttillstând av optimal mottaglighet för elektrolytisk göring och etsas därefter med NH -lösning för att plätering. Ett tunnt skikt av kopparmetall med en tjocklek av_ cirka l-Zum pläteras därefter elektrolytiskt över den.kondi- tionerade innerytan av zirkoniumlegeringskapslingen pà vanligt sätt. Därefter underkastas den tunnt kopparpläterade inre zir- koniumlegeringsytan av kapslingen inverkan av avluftad vatten-_ ånga vid en temperatur av cirka 4OOOC i en autoklav vid 0,7 atö under 24 timmars tid, varvid vattenånga i tillräcklig grad genomtränger den porösa kopparmetallen som täcker zirko- niumlegeringen för att bilda in situ en kropp eller ett skikt av oxid av zirkonium med en tjocklek av cirka O,5¿¿m anbringad mellan zirkoniumkapslingssubstratet och den överliggande pläteringen av koppar. Därefter underkastas ytan av den ur- sprungligen avsatta kopparpläteringen, som är belägen ovanpå oxiden av zirkonium som bildas in situ mellan zirkoniumlege- ringssubstratet och den därpå pâförda pläteringen, en efter- följande elektrolytisk kopparpläteringsoperation för tillföring av ytterligare en kopparmetall tills ett skikt med lämplig tjocklek av cirka 10/km formats.

Claims (15)

.8005405-'9 11 PATENTKRAV
1. Förfarande för framställning av en behållare för kärnbränsle för användning i kärnklyvningsreaktorer, k ä n - n e t e c k n a t därav, att man genomför följande steg: a) utgår från en kapsling av zirkonium eller zirkonium- legering, V _ b) påför ett tunt vattenånggenomträngligt poröst skikt av koppar ovanpå innerytan av metallkapslingen, c) oxiderar innerytan av metallkapslingen efter på- föringen av det tunna skiktet av porös koppar på- ^dcnna sä att ett skikt av oxid av zirkonium eller Zirkoniumleqering bildas mellan innerytan av metall- kapslingen och det porösa kopparskiktet, som är xpåfört över innerytan av metallkapslingen, och d) därefter påför ett andra skikt av koppar på det först påförda tunna skiktet av porös koppar.
2. ' Förfarande enligt patentkrav.l, k ä n n e t e c k - n apt därav, att det porösa skiktet av koppar, som först på- föres på innerytan av metallkapslingen, påföres till en tjock- lek av upp till ca 5 pm, företrädesvis till en tjocklek av ca 0,5-5 pm.
3. » Förfarande enligt patentkrav l eller 2, k ä n n e - t e C k n a t därav, att ínnerytan av metallkapslingen oxide- ras med vattenånga, företrädesvis med avluftad vattenånga.
4. Förfarande enligt patentkrav 3, k ä n n e t e cik - n a t därav, att oxideringen genomföres vid en temperatur av Ca 300-400°C.
5. Förfarande enligt något av patentkraven l-4, k ä n - n e t e c k n a t därav, att det andra skiktet av koppar, som påföres på det först påförda tunna vattenånggenomträngliga skiktet av porös koppar, påföres med en tjocklek av upp till 'ca 10 pm, företrädesvis så att den sammanlagda tjockleken av 800-5405-9 12 det först påförda porösa kopparskiktet och det därefter på- förda kopparskiktet ger en total tjocklek av ca 10 nm.'
6. _ Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t därav, att det första porösa koppar- skiktet har en tjocklek av ca 0,5-5 pm och det därefter på- förda andra skiktet av koppar har en tjocklek av ca l till ca 9 pm.
7. Förfarande enligt något av föregående patentkravf k ä n n e t e c k n a t därav, att oxideringen av innerytan av metallkapslingen genomföres till bildning av ett skikt av oxid av zirkonium eller zirkoniumlegering med en_tjocklek av ca 0,5-l pm. I i
8. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t därav, att det andra skiktet av koppar påföres till en tjocklek av ca 5-8 pm.
9. ' Behållare framställd enligt förfarandet enligt patentkraven l-8 för kärnbränsle till användning i kärnklyv- ningsreaktorer, k ä n nle t e c k n a d därav, att den innefattar: V a) en kapsling av zirkonium eller zirkoniumlegering, b) en kompositbeläggning av minst två individuellt på- förda kopparskikt som är påförda på innerytan av metallkapslingen, c) ett skikt av oxid av zirkonium eller zirkoniumlege- 'ring på innerytan av metallkapslingen och mellan denna inneryta samt de individuellt påförda kompo- sitbeläläggningsskikten av koppar, som_är påförda på innerytan av kapslingen, och d) kompositbeläggningen utgöres av ett underliggande tunt vattenånggenomträngligt poröst skikt av koppar, som påförts först på innerytan av metallkapslingen när denna yta var väsentligen oxidfri, samt ett överliggande andra skikt av därefter påförd koppar.
10. Kärnbränslebehållare enligt patentkrav 9, k ä n - ksoo54o5-9 13 I n e t e c k n a d därav, att det underliggande tunna porösa skiktet av koppar i kompositbeläggningen har en tjocklek av upp till ca 5 pm och företrädesvis en tjocklek av ca 0,5-5 pm.
11. ll. Kärnbränslebehållare enligt patentkrav 9 eller 10, k ä n n e t e c k n a d därav, att det överliggande andra skiktet av koppar i kompositbeläggningen har en tjocklek av ca 1 till ca 9 pm och företrädesvis en tjocklek av ca 5 till ca 9 pm.
12. l2. V Kärnbränslebehållare enligt något av patentkraven 9-ll, k ä n n e t e c k n a d därav, att kompositbeläggningen av minst två individuellt påförda kopparskikt.har en tjocklek av ca 10 pm.
13. Kärnbränslebehållare enligt något av patentkraven 9-12, k ä n n e t e c k n a d därav, att skiktet av oxid av kapslingsmetall mellan innerytan av kapslingen ooh kompositbe- läggningen av koppar, som är påförd på denna yta, har en tjocklek av ca 0,5-l pm.
14. Kärnbränslebehållare enligt något av patentkraven 9-13, k ä n n e t e c k n a d därav, att skiktet av oxid av zirkonium eller zirkoniumlegering har en tjocklek av ca 0,5-1 pm, att det vattenånggenomträngliga porösa koppar- skiktet har en tjocklek av ca 2-5 pm samt att det överlíggande andra kopparskiktet har en tjocklek av ca 5-8 pm.
15. Kärnbränslebehållare enligt något av patentkraven 9-14, k ä n n e t e c k n a d därav, att behållaren inne- håller en kropp av kärnbränslematerial av uranföreningar, plutoniumföreningar, toriumföreninqar eller blandningar av sådana föreningar.
SE8005405A 1979-11-26 1980-07-25 Forfarande for framstellning av en behallare for kernbrensle for anvendning i kernklyvningsreaktorer samt behallare framstelld enligt forfarandet SE444368B (sv)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/097,378 US4445942A (en) 1979-11-26 1979-11-26 Method for forming nuclear fuel containers of a composite construction and the product thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE8005405L SE8005405L (sv) 1981-05-27
SE444368B true SE444368B (sv) 1986-04-07

Family

ID=22263053

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE8005405A SE444368B (sv) 1979-11-26 1980-07-25 Forfarande for framstellning av en behallare for kernbrensle for anvendning i kernklyvningsreaktorer samt behallare framstelld enligt forfarandet

Country Status (10)

Country Link
US (1) US4445942A (sv)
JP (1) JPS5676088A (sv)
BE (1) BE884342A (sv)
CH (1) CH649644A5 (sv)
DE (1) DE3027999C2 (sv)
ES (2) ES493288A0 (sv)
FR (1) FR2470429A1 (sv)
GB (1) GB2063915B (sv)
IT (1) IT1131762B (sv)
SE (1) SE444368B (sv)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4751044A (en) * 1985-08-15 1988-06-14 Westinghouse Electric Corp. Composite nuclear fuel cladding tubing and other core internal structures with improved corrosion resistance
FR2607616B1 (fr) * 1986-12-01 1990-05-18 Framatome Sa Assemblage combustible nucleaire a gaines revetues et procede de revetement de telles gaines
US4894203A (en) * 1988-02-05 1990-01-16 General Electric Company Nuclear fuel element having oxidation resistant cladding
JP2580273B2 (ja) * 1988-08-02 1997-02-12 株式会社日立製作所 原子炉用燃料集合体およびその製造方法並びにその部材
US4980121A (en) * 1989-07-28 1990-12-25 Westinghouse Electric Corp. Protective device for lower end portion of a nuclear fuel rod cladding
US5326642A (en) * 1991-11-19 1994-07-05 Rockwell International Corporation Infrared absorptive coating for beryllium surface
US5341407A (en) * 1993-07-14 1994-08-23 General Electric Company Inner liners for fuel cladding having zirconium barriers layers
US5383228A (en) * 1993-07-14 1995-01-17 General Electric Company Method for making fuel cladding having zirconium barrier layers and inner liners
US6512806B2 (en) * 1996-02-23 2003-01-28 Westinghouse Atom Ab Component designed for use in a light water reactor, and a method for the manufacture of such a component
KR100915602B1 (ko) 2007-08-17 2009-09-07 한국원자력연구원 피복관 내면에 산화물 피막층이 형성된 고속로용 핵연료봉 및 그 제조 방법
US9275762B2 (en) 2010-10-08 2016-03-01 Advanced Ceramic Fibers, Llc Cladding material, tube including such cladding material and methods of forming the same
US10208238B2 (en) 2010-10-08 2019-02-19 Advanced Ceramic Fibers, Llc Boron carbide fiber reinforced articles
US9803296B2 (en) 2014-02-18 2017-10-31 Advanced Ceramic Fibers, Llc Metal carbide fibers and methods for their manufacture
US8940391B2 (en) 2010-10-08 2015-01-27 Advanced Ceramic Fibers, Llc Silicon carbide fibers and articles including same
US10954167B1 (en) 2010-10-08 2021-03-23 Advanced Ceramic Fibers, Llc Methods for producing metal carbide materials
US9199227B2 (en) 2011-08-23 2015-12-01 Advanced Ceramic Fibers, Llc Methods of producing continuous boron carbide fibers
US10793478B2 (en) 2017-09-11 2020-10-06 Advanced Ceramic Fibers, Llc. Single phase fiber reinforced ceramic matrix composites

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2197632A (en) * 1938-06-15 1940-04-16 Union Switch & Signal Co Electrical rectifier
US3615885A (en) * 1966-09-19 1971-10-26 Robert Douglas Watson Forming uniform thick oxide layer of material
DE1521998A1 (de) * 1966-09-30 1969-08-21 Siemens Ag Verfahren zur Voroxidation von Kernreaktorbauteilen aus Zirkonlegierungen
FR1511076A (fr) * 1966-12-14 1968-01-26 Commissariat Energie Atomique élément combustible pour réacteur nucléaire et son procédé de fabrication
US3501337A (en) * 1966-12-27 1970-03-17 Nasa Tungsten seal coat
US3684666A (en) * 1970-03-19 1972-08-15 Pfizer & Co C Copper electroplating in a citric acid bath
DE2217769B2 (de) * 1972-04-13 1974-10-03 Fa. G. Rau, 7530 Pforzheim Metallischer Verbundkörper und Herstellungsverfahren hierzu
US4017368A (en) * 1974-11-11 1977-04-12 General Electric Company Process for electroplating zirconium alloys
US4022662A (en) * 1974-11-11 1977-05-10 General Electric Company Nuclear fuel element having a metal liner and a diffusion barrier
US4045288A (en) * 1974-11-11 1977-08-30 General Electric Company Nuclear fuel element
US4029545A (en) * 1974-11-11 1977-06-14 General Electric Company Nuclear fuel elements having a composite cladding
US4268586A (en) * 1975-06-26 1981-05-19 General Electric Company Corrosion resistant zirconium alloy structural components and process
US4137131A (en) * 1976-10-04 1979-01-30 General Electric Company Process for electrolytic deposition of metals on zirconium materials
US4093756A (en) * 1976-10-04 1978-06-06 General Electric Company Process for electroless deposition of metals on zirconium materials
GB1584496A (en) * 1977-08-01 1981-02-11 Gen Electric Nuclear fuel element and container
SE422474B (sv) * 1978-03-15 1982-03-08 Asea Atom Ab Sett att i ett ror av en zirkoniumbaserad legering med invendigt, elektrolytiskt anbragt skikt av koppar astadkomma en barrier mot indiffusion av koppar i den zirkoniumbaserade legeringen

Also Published As

Publication number Publication date
GB2063915A (en) 1981-06-10
ES8207644A1 (es) 1982-09-16
US4445942A (en) 1984-05-01
JPS6119951B2 (sv) 1986-05-20
SE8005405L (sv) 1981-05-27
GB2063915B (en) 1983-11-16
JPS5676088A (en) 1981-06-23
IT1131762B (it) 1986-06-25
FR2470429A1 (fr) 1981-05-29
DE3027999C2 (de) 1984-02-16
ES499797A0 (es) 1982-11-01
IT8023706A0 (it) 1980-07-25
DE3027999A1 (de) 1981-05-27
BE884342A (fr) 1980-11-17
ES493288A0 (es) 1982-09-16
ES8301047A1 (es) 1982-11-01
CH649644A5 (de) 1985-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4029545A (en) Nuclear fuel elements having a composite cladding
SE444368B (sv) Forfarande for framstellning av en behallare for kernbrensle for anvendning i kernklyvningsreaktorer samt behallare framstelld enligt forfarandet
US4022662A (en) Nuclear fuel element having a metal liner and a diffusion barrier
Pahl et al. Irradiation behavior of metallic fast reactor fuels
JP2543973B2 (ja) 耐酸化性被覆を有する燃料要素
US4406012A (en) Nuclear fuel elements having a composite cladding
SE524113C2 (sv) Metallegeringsbeläggning för minskning av spänningskorrosionssprickning hos metallkomponenter i högtemperaturvatten
US20210118585A1 (en) Electrochemical cells for direct oxide reduction, and related methods
JPH0213280B2 (sv)
US4659540A (en) Composite construction for nuclear fuel containers
CA1198231A (en) Zirconium alloy barrier having improved corrosion resistance
KR910003286B1 (ko) 원자로용 복합 크래딩 콘테이너
SE433408B (sv) Kernbrensleelement och forfarande for dess framstellning
SE467462B (sv) Kompositkapslingsbehaallare foer kaernbraensleelement
SE444367B (sv) Behallare for kernbrensle for anvendning i kernklyvningsreaktorer och forfarande for framstellning av en dylik behallare
SE462308B (sv) Kärnbränsleelement med kompositkapslingsbehallare samt kompositkapslingsbehallare med beklädnad av zirkonium och zirkoniumlegering
Jagadeeswara Rao et al. Molten salt corrosion and its mitigation for pyrochemical reprocessing applications
CA1209727A (en) Buried zirconium layer
CA1128376A (en) Electroless deposition process for zirconium and zirconium alloys
JPH08170992A (ja) 被覆管及び被覆管を製造する方法
US20200243207A1 (en) Electrochemically modulated molten salt reactor
Adamson et al. Zirconium alloy barrier having improved corrosion resistance
Farmer Survey of Materials for Fusion Fission Hybrid Reactors Vol 1 Rev. 0
PLATE PER CENT OF METAL REACTED
Armijo Nuclear fuel element

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed

Ref document number: 8005405-9

Effective date: 19880620

Format of ref document f/p: F