DE1223470C2 - Brennelement fuer Kernreaktoren - Google Patents

Brennelement fuer Kernreaktoren

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DE1223470C2
DE1223470C2 DE1964R0037337 DER0037337A DE1223470C2 DE 1223470 C2 DE1223470 C2 DE 1223470C2 DE 1964R0037337 DE1964R0037337 DE 1964R0037337 DE R0037337 A DER0037337 A DE R0037337A DE 1223470 C2 DE1223470 C2 DE 1223470C2
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neutron
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tablets
nuclear reactors
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DE1964R0037337
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DE1223470B (de
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Maarten Bogaardt
Johannes Coehoorn
Wilhelmus Wijnandus Nijs
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Reactor Centrum Nederland
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Reactor Centrum Nederland
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    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C7/00—Control of nuclear reaction
    • G21C7/02—Control of nuclear reaction by using self-regulating properties of reactor materials, e.g. Doppler effect
    • G21C7/04—Control of nuclear reaction by using self-regulating properties of reactor materials, e.g. Doppler effect of burnable poisons
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
    • G21C3/02—Fuel elements
    • G21C3/04—Constructional details
    • G21C3/16—Details of the construction within the casing
    • G21C3/18—Internal spacers or other non-active material within the casing, e.g. compensating for expansion of fuel rods or for compensating excess reactivity
    • Y—GENERAL 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
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Description

Die Erfindung betrifft ein Brennelement für Kernreaktoren, bei dem zur Kompensation des Brennstoffabbrandes abwechselnd mit einer oder mehreren Brennstofftabletten je eine neutronenabsorbierende Tablette gleichen Durchmessers in einer Hülle angeordnet ist und bei dem diese neulronenabsorbierenden Tabletten aus in einem unmagnetischen Trägermaterial verteilten diskreten Teilchen, z. B. Körnern, eines ausbrennbaren Neutronengiftes bestehen.
Dieser neutronenabsorbierende Stoff, auch als »verschwindendes Gift« bezeichnet, wird während des Reaktorbetriebs allmählich so umgesetzt, daß die neutronenabsorbierenden Eigenschaften abnehmen.
Der Abnahme des ausbrennbaren Neutronengiftes entspricht die Zunahme des Neutronenabsorptionsvermögens, infolge der Spaltung und der Abnahme des Spaltvermögens, im Spaltstoff selbst.
Falls diese Zunahme bzw. Abnahme gut aufeinander abgestimmt sind, erweist es sich nicht oder beinahe nicht als nötig, eine sich allmählich zeigende Reaktivitätsänderung des Reaktors durch Stellstäbe aufzufangen.
Derartige Brennelemente sind bereits bekannt.
Zur Aufarbeitung der benutzten Brennelemente müssen die Brennstofftabletten von den neutronenabsorbierenden Tabletten getrennt werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die neutronenabsorbierenden Tabletten so auszubilden, daß diese Trennung auch bei nahezu gleich großen Tabletten mit Sicherheit möglich ist.
Erfindungsgemäß wird diese Möglichkeit der Trennung dadurch erreicht, daß die Oberfläche der neutronenabsorbierenden Tabletten zumindestens teilweise mit ferromagnetischem Material versehen ist.
Hierdurch wird es beim Aufarbeiten der benutzten Brennelemente in einfacher Weise möglich, auf magnetischem Wege die neutronenabsorbierenden Tabletten aus den alten Brennelementen zu entfernen. Bekanntlich sind zum Demontieren solcher Brennelemente besondere Vorsichtsmaßnahmen zu treffen, weil die Elemente eine Zeitlang radioaktiv bleiben. Alle Demontagearbeiten müssen daher in sogenannten heißen Zellen stattfinden, wobei Manipulatoren und Geräte mit Fernbedienung eingesetzt werden. Wenn die Brennstoffstäbe offen sind, kann ein mit einem kräftigen Magnet versehener Manipulator die neutronenabsorbierenden Tabletten festhalten und von den Brennstofftabletten trennen.
Wenn ein Überzug, z. B. aus Eisen, verwendet wird, kann dieser das Trägermaterial völlig umhüllen, was aber nicht unbedingt notwendig ist. In vielen Fällen genügt es, wenn ein Teil des Überzugs aus ferromagnetischem Material hergestellt ist. Es ist sogar möglich, in eine Öffnung der Tablette einen Kern aus ferromagnetischem Material einzusetzen, der durch Umbördeln seines Randes befestigt wird.
An Hand der Zeichnung werden einige bevorzugte Ausführungsformen beispielsweise näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 einen Querschnitt durch eine neutronenabsorbierende Tablette, die auf der Außenseite mit einer dünnen Eisenschicht umkleidet ist,
F i g. 2 einen Querschnitt durch eine neutronenabsorbierende Tablette, die auf der Außenseite nur teilweise mit einer dünnen Eisenschicht versehen ist,
Fig. 3 bis 5 Querschnitte durch neutronenabsorbierende Tabletten, die mit einem ferromagnetischen Kern versehen sind, und
F i g. 6 einen Brennstoffstab teilweise in Ansicht und teilweise im Schnitt.
Die Fig. 1 zeigt eine neutronenabsorbierende Tablette 1, deren Außenseite vollständig mit einer Eisenschicht 2 umkleidet ist.
Bei der in Fig.2 dargestellten Ausführungsform ist nur der Außenumfang der neutronenabsorbierenden Tablette 1 mit einer Schicht 24 aus ferromagnetischem Material versehen.
Die neutronenabsorbierende Tablette 1 nach F i g. 3 ist mit einer öffnung versehen, in der ein Kern 25 aus ferromagnetischem Material durch Umbördeln des Trägermaterials bei 28 befestigt ist.
Die Fig.4 stellt eine abgeänderte Ausführungsform dar, wobei das ferromagnetische Material 26 bei 29 zur Fixierung mit einem nach außen vorstehenden Rand versehen ist.
Die Fig. 5 schließlich zeigt eine Variante der Ausführungsform nach Fig.4, wonach in dem ferromagnetischen Kern 27 eine öffnung ausgebildet ist.
In Fig.6 ist ein Brennstoffstab 10 dargestellt, in dessen Hülle 12 abwechselnd neutronenabsorbierende Tabletten 1 und Brennstofftabletten 11 angeordnet sind. Während bei diesem Ausführungsbeispiel nach Fig.6 jeweils auf eine neutronenabsorbierende Tablette eine Brennstofftablette folgt, sind auch andere Anordnungen möglich. So kann z. B. jeweils auf zwei Brennstofftabletten eine neutronenabsorbierende Tablette folgen.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Brennelement für Kernreaktoren, bei dem zur Kompensation des Brennstoffabbrandes abwechselnd mit einer oder mehreren Brennstofftabletten je eine neutronenabsorbierende Tablette gleichen Durchmessers in einer Hülle angeordnet ist und bei dem diese neutronenabsorbierenden Tabletten aus in einem unmagnetischen Trägermaterial verteilten diskreten Teilchen eines ausbrennbaren Neutronengiftes bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der neutronenabsorbierenden Tabletten (1) zumindestens teilweise mit ferromagnetischem Material (2,24 bis 27) versehen ist.
DE1964R0037337 1964-02-21 1964-02-28 Brennelement fuer Kernreaktoren Expired DE1223470C2 (de)

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FR (1) FR1425012A (de)
GB (1) GB1087433A (de)
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SE311197C (sv) 1973-06-25
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