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DE2329520A1 - Gasgekuehlte brennstoffelemente fuer kernreaktoren - Google Patents

Gasgekuehlte brennstoffelemente fuer kernreaktoren

Info

Publication number
DE2329520A1
DE2329520A1 DE2329520A DE2329520A DE2329520A1 DE 2329520 A1 DE2329520 A1 DE 2329520A1 DE 2329520 A DE2329520 A DE 2329520A DE 2329520 A DE2329520 A DE 2329520A DE 2329520 A1 DE2329520 A1 DE 2329520A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fuel
reactor
nuclear
fuel element
area
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
DE2329520A
Other languages
English (en)
Inventor
Samuel Brittan Hosegood
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
European Atomic Energy Community Euratom
Original Assignee
European Atomic Energy Community Euratom
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 European Atomic Energy Community Euratom filed Critical European Atomic Energy Community Euratom
Publication of DE2329520A1 publication Critical patent/DE2329520A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C5/00Moderator or core structure; Selection of materials for use as moderator
    • G21C5/14Moderator or core structure; Selection of materials for use as moderator characterised by shape
    • G21C5/16Shape of its constituent parts
    • 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
    • G21C3/28Fuel elements with fissile or breeder material in solid form within a non-active casing
    • 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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
  • Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)

Description

PATENTANWÄLTE
körner <L Qtfey
β MÜNCHEN 22 ■ WIDENMAYERSTRASSE 49 1 BERLIN-DAHLEM 33 ■ PODBIELSKIALLEE68
25 3^5
BERLIN : DIPL.-ING. R. MÜLLER-BORNER
Europäische Atomgemeinschaft München= dipl.-ing. hans-h. wey (EURATOM) Berlin, den 6. Juni 1973
Gasgekühlte Brennstoffelemente für Kernreaktoren
Die vorliegende Erfindung bezieht sioh auf gasgekühlte Kernreaktoren vom Typ der thermischen Reaktoren und auf Kernbrennstoffelemente fUr diese.
Gasgekühlte Kernreaktoren vom Typ der thermischen Reaktoren mit hohen Temperaturen können mit einer Vielzahl von Formen ihrer Brennstoffelemente (z.B. Stangen, Kugeln, prismatische Graphitblocks mit Kanälen für Brennstoff und Kühlmittel) und zur Verwendung auf einem weiten Gebiet von Brennstoffzyklen (z.B. U-235 - Th - U-233, U-235 - U-238 - Pu-239) hergestellt werden.
In den meisten Fällen wird eine anfängliche Zuführung und eine Fertigung von U-235 in angereicherter Form erfordert (in hohem Maße angereichert für den U-235 - Th - U-233 Brennstoffzyklus oder in geringem Maße angereichert für den U-235 - U-238 - Pu-239 -(Brennstoffzyklus). Da ein weitläufiges Programm an thermischen Reaktoren auch eine entsprechend große Anreicherungs-
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BERLIN: TELEFON (O311) 7β 29O7 MÜNCHEN: TELEFON (O8 11) 22 66 88
KABEL: PROPINDUS · TELEX OI 84O6/ KAB EL : P R O P I N D U S · TE LEX O6 24 244
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Betriebskapazität erfordert, um das neue und gefertigte U-235 zu beschaffen, und da es wachsende Bedenken gibt hinsichtlich eines Bogliohen weltweiten Mangels an Anreicherungskapazität zu Anfang der 80iger Jahre des 20. Jahrhunderts, ist die Möglichkeit, einiges oder alles U-235 durch Plutonium zu ersetzen (außer dem, das in jedem natürlichen Uran im Brennstoff enthalten ist) außerordentlich reizvoll.
Eine Schwierigkeit, die sich aus dem Gebrauch von Plutonium in eines thermischen Reaktor ergibt, besteht darin, daß der hochthernale Spalt-Querschnitt des Pu-239 sich äußert in einem relativ geringen thermalen Neutronenfluß für eine gegebene Wärmebemessung in dem Plutonium-Brennstoff. Da die Neutronen einfangenden Querschnitte der verwendeten brütbaren Materialien (U-238 oder Thorium) relativ gering sind, wird es schwierig, genügend von diesen Materialien in den vorhandenen Raum zu packen, um ein zufriedenstellendes Brut- oder Konversionsverhältsnis zu erhalten« Anders ausgedrückt besagt dies, daß das Plutonium zu schnell zum Ausbrand neigt im Verhältnis zu dem Grad der Erzeugung neuen Spaltmaterials durch Konversion des brütbaren Materials.
Entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält ein Kernbrennstoffelement in einem oder für einen gasgekühlten Kernreaktor des thermischen Typs einen äußeren Bereich, der brütbares Material enthält und einen inneren Bereicli umschließt, der spaltbares Plutonium enthält, wobei dieser innere Bereich so gestaltet ist, daß er durch das Reaktorkühlmittel gekühlt wird.
Entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt eine Kernbrennstoffeinheit zum Bilden eines Teils des Kerns eines gasgekühlten Kernreaktors von thermischen Typ einen Block aus Moderator—Material, das eine Vielzahl von Kernbrennstoff elementen enthält, die in dem Block verteilt sind, so daß sie von Moderator-Material umgeben sind, wobei jedes
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Brennstoffelement einen äußeren Bereich hat, der brütbares Material enthält, und einen inneren Bereich, der spaltbares Plutonium enthält sowie Mittel, die ein Kühlgas durch den Block leiten, so daß Wärme aus den inneren Bereichen der Brennstoffelemente im Block abgeleitet wird.
Entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt ein gasgekühlter Kernreaktor des thermischen Typs einen Reaktorkern, der eine Vielzahl von Kernbrennstoffelementen umfaßt, die in einer Masse aus Moderator-Material verteilt sind, so daß die Brennstoffelemente von Moderator-Material umgeben sind, wobei jedes Brennstoffelement einen äußeren Bereich hat, der brütbares Material enthält, und einen inneren Bereich, der spaltbares Plutonium enthält sowie Mittel zum Leiten von Kühlmittelgas durch den Reaktorkern, um Wärme aus den inneren Bereichen der Brennstoffelemente abzuleiten.
Eine Schutzschicht (nicht mit Brennstoff versehen) kann jeweils zwischen innerem Bereioh und Reaktorkühlmittel eingefügt werden, wobei die Dicke, Dichte und Moderationseigenschaften der Schiebt übereinstimmend mit ihren Aufgaben als Schutz- oder Opferschicht sind.
Jeder äußere Bereich kann mit etwas spaltbarem Material zündfertig gemacht werden, um zur anfänglichen Wärmeerzeugung beizutragen· Die Hauptmasse des Moderator-Material liegt vorzugsweise außerhalb des äußeren oder brütbaren Bereichs. Weitere nicht mit Brennstoff versehene Schichten und/oder Kühlmittelleitungen können eingeschaltet werden zwischen diesen Moderator-Material und den äußeren Bereichen oder Kühlmittel— leitungen können in der Masse des Moderator-Materials vorgesehen werden.
Auf diese Weise müssen Neutronen, die in der Masse des Moderator—Materials thermalisiert werden, duroh die äußeren Bereiche hindurchwandern, bevor sie die inneren, Plutonium
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enthaltenden Bereiche erreichen, während Wärme, die in den inneren Bereichen erzeugt wird, mit dem Kühlmittelfluß durch den Reaktorkern abgeleitet wird.
Ein Brennstoffelement nach der Erfindung kann so gebildet werden, daß der innere, Plutonium enthaltende Bereich unabhängig vom äußeren oder brütbaren Bereich erneuert werden kann· Dies bringt weitere wichtige Vorteile, insbesondere die Tatsache, daß der innere, Plutonium enthaltende Bereich in häufigeren Intervallen als der äußere ergiebige Bereich erneuert werden kann, daß er getrennt werden kann von dem brütbaren Bereich, bevor er sich auffrischt, und daß seine Herstellungsvorgänge getrennt werden können von denen der brütbaren Bereiche bis zum endgültigen Zusammenfassungsstadium der Reaktorbrennstoffelemente.
Weitere Einzelheiten der vorliegenden Erfindung werden nachstehend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. i bis k bruchstückhafte Draufsichten von Kernbrennstoffeinheiten für einen Reaktorkern eines gasgekühlten Kernreaktors des thermischen Typs,
Fig. 5 eine halbschematische Seitenansicht eines solchen
Kernreaktors.
Fig. 1 zeigt einen Teil eines Reaktorkerns mit einer Vielzahl von Kernbrennstoffelementen 3» die in einer Masse von Moderator-Material verteilt sind, das durch Graphitblocks 1 gebildet ist, so daß die Brennstoffelemente 3 von Moderator-Material umgeben sind. Jedes Brennstoffelement 3 besteht aus einem äußeren Bereich 4, der brütbares Material (U-238 oder Thorium) enthält, und einem inneren Bereich 5, der spaltbares Plutonium enthält. Es sind Mittel vorgesehen, die Kühlleitungen 7 enthalten zum Leiten des Kühlgases (Helium) durch den Reaktorkern, so
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daß Wärme aus den inneren Bereichen 5 der Brennstoffelemente entfernt wird.
Weiter haben die Graphitblooks 1 eine Reihe von parallelen, axialen Löchern 2 mit (vorzugsweise) kreisförmigem Querschnitt eingearbeitet, die die Lage der Brennstoffelemente bestimmen·
Der Block 1 und seine Brennstoffelemente 3 zusammen sind eine Brennstoffeinheit*
Die Brennstoffelemente 3 enthalten genau passende ringförmige Brennstoffpreßlinge.
Jeder Preßling umfaßt einen ringförmigen äußeren Bereioh k, der brütbare Brennstoffteilohen mit Spaltprodukte rückhaltendem Material enthält und einen inneren Bereioh 5, der ebenfalls ringförmig ist und spaltbares Plutonium tragende Teilchen enthält, die mit Spaltprodukte rückhaltendem Material beschichtet sind. Der erste Bereich k schließt den zweiten Bereioh 5 ein; die beiden Bereiche sind wie dargestellt benachbart. Eine dünne ringförmige Schicht 6 aus nicht mit Brennstoff versehenem Sohutz- oder Opfermaterial wie Graphit kann wahlweise auf der innersten Seite vorgesehen sein, und, wenn gewünscht, auch auf den äußeren und den Endseiten jedes Brennstoffelements 3· Reaktorkuhlgas fließt durch Kühlleitungen 7 innerhalb der inneren Bereiche 5» um diese Bereiche zu kühlen. Darüber hinaus kann der Moderatorblock 1 weitere Kühlleitungen 8 enthalten, die zwischen angrenzenden Brennstoffelementen 3 liegen können. Aufgrund des Kühlmittels, das durch die zusätzlichen Leitungen fließt, wird Wärme aus dem spaltbaren Material entfernt, ohne daß Kühlmittel unmittelbar durch dieses fließt.
Bei Betrieb müssen Neutronen, die in der Masse des Moderator-Material thermalisiert werden, das durch die Blocks 1 dar-
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gestellt ist, durch die äußeren (brütbaren) Bereiche k hindurchfließen, bevor sie in die inneren (spaltbaren) Bereiche 5 gelangen, während Wärme, die in den inneren Bereichen 5 erzeugt wird, mit Hilfe eines Kühlmittelgasflusses durch den Reaktorkern durch Kuhlleitungen 7 entfernt wird. Das brütbare Material in den äußeren Bereichen k wird in spaltbares Material umgewandelt, durch epithermale und thermale Neutronen, in die das brütbare Material wieder eintreten, nachfem sie in dem Graphit—Moderator verlangsamt wurden. Die Anordnung hat den Erfolg, dass wesentlich mehr Neutronen durch das brütbare Material eingefangen werden im Verhältnis zu denen, die in das spaltbare Material wieder eintreten.
Fig. 2 zeigt einen Block und eine Kernbrennstoffeinheit vom "Stift"—Typ, in der in jedem der Löcher 2 Kernbrennstoffelemente mit Brennstoffstiften 9 in Röhrenform in dem Graphitblock untergebracht sind, so daß sie durch Kühlmittelfluß von beiden inneren und äußeren Oberflächen 9a und 9b der Elemente gekühlt werden. Die Brennstoffelemente 9 können in äußere Graphitrohre 10 eingeschlossen sein oder können aus Brennstoff und Graphit— Matrix-Material geformt sein, wobei eine nicht mit Brennstoff versehene Schicht 10 an der Außenseite vorhanden ist. Rippen oder örtliche Vorsprünge 11 sind vorgesehen, um die Brennstoff elenente 9 in den Löchern 2 zu zentrieren. Die Rippen können sich wahlweise an den Wänden der Elemente 9 oder an den Wänden der Löcher 2 befinden. Die Rippen 11 halten die Brennstoffelemente 9 von den Wänden der Löcher 2 entfernt, so daß ringförmige Kühlleitungen 12 entstehen, wobei Reaktorkühlgas über die äußeren Oberflächen 9_b durch den Reaktorkern fließt. Die Oberflächen 9a werden durch ein Kühlmittel gekühlt, das durch die Bohrungen 13 der Brennstoffelemente 9 fließt.
Das in Fig. 2 dargestellte Brennstoffelement ist wie folgt zusammengesetzt:
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a nicht mit Brennstoff versehene äußere Schicht oder umfassendes Graphitrohr,
b ringförmiger äußerer Bereich von Teilchen, die brütbares Material (U-238 oder Thorium) enthalten,
£ ringförmiger innerer Bereich aus Plutonium enthaltendem Brennstoffteilchen-Material,
d_ (wahlweise) eine innere, nicht mit Brennstoff versehene Schutzschicht,
£ die zentrale Kühlleitung, durch die Wärme aus dem inneren Bereich £ entfernt wird.
Der äußere Bereich b umschließt den inneren Bereich £ und ist diesem benachbart. Vorzugsweise sollen beide, der äußere Bereich a wie der innere Bereich _b, in einem einzigen Preßling enthalten sein, der nicht weniger widerstandsfähig ist als die, die kürzlich für den Gebrauch in Hoohtemperatur-Reaktoren entwickelt wurden. Dieser kombinierte Preßling kann auf verschiedenste Weise hergestellt werden. Beispielsweise kann eine zylindrische Hohlform einen übermäßig großen zylindrischen Stempel umfassen, der koaxial in ihr angebracht ist und einen kreisförmigen Bereich freiläßt, der mit beschichteten Teilchen briitbaren Materials vermlsoht mit einem Bindeharz gefüllt werden kann. Leichter axialer Druck von einer rohrförmigen Preßform kann verwendet werden, um die Mischung ausreichend zu konsolidieren, so daß der zylindrische Stempel (der leicht spitz zulaufend sein kann) entfernt werden kann. Ein zweiter runder Stempel mit einem Durchmesser, der ausreichend bemessen ist, um die endgültige Preßlingsbohrungsgröße herzustellen, wird dann koaxial innerhalb der Form und dem ringförmigen Bereich zwischen diesem zweiten Stempel eingesetzt und der brütbare Preßling wird mit beschichteten Teilchen aus Plutonium vermischt Bit einem Harzbinder gefüllt. Abschließende Pressung und Aushäihing
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des gesamten Preßlings findet dann statt durch konventionelle Verfahren für die Herstellung von ringförmigen Preßlingen. Danach können die fertigen Preßlinge dann auf normale Weise wärmebehandelt werden. Nicht mit Brennstoff versehene Oberflächenschichten können, wenn und wo gewünscht auf bekannte Art und Weise angebracht werden.
Wahlweise können die Preßlinge auch hergestellt werden, indem jeder Bereich als getrennter Bestandteil geformt wird und diese später zusammengefügt werden.
In Fig. 3 wird eine Kernbrennstoffeinheit für einen gasgekühlten Reaktor des thermischen Typs gezeigt, in dem die mit Plutonium als Brennstoff versehenen inneren Bereiche 20 erneuert werden können unabhängig von den äußeren brütbaren (U-238 oder Plutonium) Bereiohen 16. Die Einheit wird hergestellt durch Ausarbeitung einer Reihe von Löchern 15 mit kreisförmigem Querschnitt in einem Graphit-Moderator-Block Ik. In jedem dieser Löcher 15 sind dicht passende ringförmige Preßlinge mit einem äußeren Bereich geladen, wobei jeder Preßling brütbares Material enthält, das wahlweise mit einem kleinen Prozentsatz spaltbaren Materials zündfertig gemacht werden kann, um zur anfänglichen Wärmeerzeugung beizutragen. Auf ihren inneren Oberflächen können die äußeren Bereiche 16 wahlweise durch Graphitrohre oder nicht mit Brennstoff versehene Schichten 17 geschützt werden.
Ringförmige Kühlleitungen 18 sind vorgesehen zwischen den inneren Oberflächen der brütbaren äußeren Bereiche 16 (oder ihren ringförmigen Schutzschichten 17) und den äußeren Oberflächen von mit Plutonium versehenen Brennstoffstiften 20, die die inneren Bereiche umfassen und die koaxial zu den Kühlleitungen 18 angebracht sind· Die Anordnung ist so gestaltet, daß die äußeren Bereiche 16 die Brennstoffstifte 20 umfassen, aber von diesen durch Schichten 17 und/oder die ringförmigen Kühlleitungen 18 getrennt sein können. Jeder Plutonium enthaltende
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Brennstoffstift 20 enthält den Plutoniumbrennstoff in Form von zylindrischen Preßlingen aus beschichteten Teilchen und ein äußeres Schutz—Graphit-Rohr oder nicht mit Brennstoff versehene Schicht 19a die versehen ist mit hervorragenden Abstandshaltern oder Rippen 19b, um den Stift zu stützen und in seiner Kühlleitung 18 zu zentrieren.
Zusätzliche Kühlleitungen 21 können wahlweise in Jen Moderator- BlocksIk vorgesehen werden.
Wie in den AusfUhrungsbeispielen der Fig. i und 2 enthält der Reaktorkern eine Mehrzahl von Blocks 14, so daß die Blocks eine Masse von Moderator—Material darin verteilten mit Kernbrennstoffelementen bilden. Wie erwähnt, durchwandern in der Graphitmasse thermalisierte Neutronen die äußeren Bereiche l6, bevor sie in die inneren Bereiche 20 eintreten, während Wärme, die in den inneren Bereichen 20 erzeugt wird, durch KUhIfluß durch den Reaktorkern mit Hilfe der Leitungen 18 entfernt wird.
In einer Ausführungsform dieses Typs, in der der innere Plutonium enthaltende Bereich 20 erschöpft ist, kann der Block 14, der sowohl mit brütbarem Material als auch mit Plutonium-Brennstoff gefüllt ist, von dem Reaktor in eine angemessen abgeschirmte Stellung entladen werden. Fernhandhabungseinrichtungen können dann verwendet werden, um die ausgegebenen mit Plutonium angereicherten Stifte 20 zu entfernen und sie durch neue zu ersetzen, wobei die brütbaren Material-Preßlinge 16 mit ihren Schutzschichten 17 in gleicher Lage im Block Ik gelassen werden. Der Block Ik und neues spaltbares sowie "altes" brütbares Material können dann neu in den Reaktor für eine weitere Periode der Bestrahlung aufgeladen werden.
In Fig. k weist eine Kernbrennstoffeinheit 30 für einen gasgekühlten Reaktor des thermischen Typs einen gegossenen Block 31 auf, der aus einem Gemisoh brUtbaren Materials (U-238 oder Thorium) in Teilohenform und Graphit-Pulver besteht, die duroh
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Bindeharz mit einander verpreßt werden, das danach durch Wärmebehandlung aufgekohlt wird. Der Block 31 wird von einem Ende zum anderen durch Kühlleitungen 32 durchstoßen, die Plutonium enthaltende Brennstoffstifte 33 lokalisieren. Die Brennstoffstifte 33 umfassen Plutonium-Brennstoff in Form von zylindrischen Preßlingen J>k beschichteter Teilchen, die in einem äußeren Schutzrohr 35 aus Graphit umschlossen und mit Stütz- und Zentrierungsrippen 36 versehen sind. Reaktorkühlmittel fließt durch die Leitungen 32 und entfernt Wärme aus dem spaltbaren Material der Brennstoffelemente 33. Zusätzliche Kühlleitungen 37 können wahlweise im Block 3I vorgesehen werden. Im vorliegenden Beispiel umfaßt der Block 31 den äußeren brütbaren Bereich der Erfindung.
Die Ausführungsform nach Fig. 4, die eine Abänderung derer der Fig. 3 darstellt, hat zur Folge, daß mehr brütbares Material gebraxht wird als bei den anderen Beispielen. Die Reaktor-Kühl-Leitungen 32 und 37 können beschichtet sein mit Schutz- oder Opferschichten aus Graphit. Die Oberflächen des Blocks 31 können ebenfalls mit Graphitschichten bedeckt sein. Die Schutz- oder Opferschichten nehmen Reibungen der Blocks 31 während der Handhabung auf, und im Falle der Schichten an den Leitungen 32 und 37 halten sie auch Korrosion durch irgendwelche Unreinheiten ab, die im Reaktorkühlmittel enthalten sein können.
In jedem der obigen Beispiele ist die Menge des brütbaren Materials, das verwendet wird, groß im Verhältnis zum verwendeten spaltbaren Material.
Fig. 5 zeigt, wie die Kernbrennstoffeinheiten (in diesem Fall die Einheiten der Fig. l) zusammengeschichtet werden, so daß sie den aktiven Teil eines Reaktorkerns kO bilden. Der Kern hO liegt in einem Druckbehälter kl, und eine ringförmige Dichtung 42 teilt das Innere des Behälters in obere und untere ausgefüllte Räume 43, 44. Das Reaktorkühlmittel (Helium) tritt in den oberen ausgefüllten Raum 43 ein, durchströmt den Reaktor-
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kern nach unten hin und verläßt den Druckbehälter durch den unteren ausgefüllten Raum kk. Die Brennstoffeinheiten werden entfernt und ersetzt mit Hilfe von Standrohren k5f die sich von Druckbehälter kl zur oberen Oberfläche eines Beton—Abschirm— Dodens 46 nach oben erstrecken. Der Reaktor enthält die üblichen Steuerungs- und Betriebsvorrichtungen. Das Reaktorkühlmittel wird in einem geschlossenen Kreislauf durch ein Gebläse ^7 zirkuliert, wobei der Kreislauf einen Wärmeaustauscher h8 enthält. Die Standrohre k5 (von denen nur wenige dargestellt sind) sind durch abnehmbare Stöpsel k9 abgedichtet.
Patentansprüche:
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Claims (12)

  1. Patentansprüche
    / 1.)Kernbrennstoffelement in einem oder für einen gasgekühlten Kernreaktor thermischen Typs, dadurch gekennze ichne t, daß es einen äußeren Bereich aus brütbarem Material enthält, der einen inneren Bereich aus spaltbarem Plutonium umgibt, wobei der innere Bereich so gestaltet ist, daß er durch das Reaktorkühlmittel gekühlt wird.
  2. 2. Brennstoffelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichne t, daß der innere und der äußere Bereich aneinander angrenzen.
  3. 3. Brennstoffelement nach Anspruch 1, dadurch gekennze lehne t, daß der innere und der äußere Bereich voneinander durch eine ringförmige Kühlleitung getrennt sind.
  4. k. Brennstoffelement nach Anspruch 1, dadurch gekennze ichne t, daß eine ringförmige Schicht aus einem Schutzmaterial zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich liegt.
  5. 5. Brennstoffelement nach einem der Ansprüche 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Bereich ringförmig ist und dass seine innere Oberfläche mit einer ringförmigen Schicht eines Schutzstoffes bedeckt ist.
    - 13 -
    _ 13 _ 7329520
  6. 6. Brennstoffelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß der innere Bereich Teilchen von Plutonium enthält, die mit einem Spaltprodukte rückhaltenden Material beschichtet sind.
  7. 7. Brennstoffelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Bereich sowohl spaltbares Material wie auch brütbares Material enthält.
  8. 8. Kernbrennstoffeinheit als Teil des Kerns eines gasgekühlten Kernreaktors thermischen Typs, dadurch gekennze ichne t, daß ein Block aus Moderator-Material vorgesehen ist, der eine Vielzahl von Kernbrennstoffelementen der Form entsprechend einem der Ansprüche 1 bis 7 umfaßt, die in dem Block derart verteilt sind, daß jedes Brennstoffelement von Moderator-Material umgeben ist.
  9. 9. Kernbrennstoffeinheit, dadurch gekennzeichnet, daß ein Block aus gemischtem Moderator- und brütbarem Material vorgesehen ist, wobei ein· Vielzahl von Kernbrennstoffelementen aus spaltbarem Material in dem Block derart verteilt ist, daß jedes Brennstoffelement von dem gemischten Material des Blocks umgeben und die Brennstoffelemente in den Reaktorkühlleitungen verteilt sind, die sich durch den Block erstrecken, so daß das spaltbare Material durch das Reaktorkühlmittel gekühlt wird.
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    ? 3 ? 9 5 2 Q
  10. 10. Gasgekühlter Kernreaktor thermischen Typs mit einem Reaktorkern, dadurch gekennze lehne t, daß eine Vielzahl von Kernbrennstoffelementen vorgesehen ist, die in einer Masse von Moderator-Material verteilt sind, so daß Jedes Brennstoffelement von Moderator-Material umgeben ist, wobei jedes Brennstoffelement einen äußeren Bereich hat, der brütbares Material enthält, und einen inneren Bereich, der spaltbares Plutonium enthält, und Mittel vorgesehen sind, die ein Kühlgas durch den Reaktorkern leiten, so daß Wärme aus den inneren Bereichen der Brennstoffelemente abgeleitet wird.
  11. 11. Kernreaktor nach Anspruch 10, dadurch gekennze lehne t, daß er eine Vielzahl von Kernbrennstoff β iniieiten entsprechend Anspruch aufweist.
  12. 12. Kernreaktor nach Anspruch 10, dadurch gekennze ichne t, daß die Kernbrennstoff elemente eine Form entsprechend jedem einzelnen der Ansprüche 1 bis 7 haben.
    Se/MM - 25
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    ORIGINAL INSPECTED
    Leerseite
DE2329520A 1972-06-09 1973-06-06 Gasgekuehlte brennstoffelemente fuer kernreaktoren Pending DE2329520A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

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ID=10253400

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