DE1433201B2

DE1433201B2 - Einrichtung und Verfahren zur Behandlung von Bitumina mit Wärme- und Strahlungsenergie mittels eines in einer Bohrung angeordneten Atomreaktors sowie Verfahren zur Strahlenabsicherung und Wärmeisolierung der Einrichtung

Info

Publication number: DE1433201B2
Application number: DE19621433201
Authority: DE
Inventors: Erika 2000 Hamburg; Lange Hans 3101 Wietze. E2 Ib 49-02 Schlicht geb. Dehnke
Original assignee: Deutsche Texaco AG
Current assignee: Wintershall Dea Deutschland AG
Priority date: 1962-11-08
Filing date: 1962-11-08
Publication date: 1971-11-11
Also published as: GB1071059A; US3325373A; DE1433201A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Behandlung von Bitumina mit Wärme- und Strahlungsenergie mittels eines Atomreaktors, der in einer Bohrung unterhalb einer für Atomreaktoren ausreichenden Sicherheitszone angeordnet ist und zwei Reflektorräume aufweist, von denen einer von einem flüssigen Medium durchströmt wird. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur kombinierten Wärme- und Strahlungsbehandlung von Bitumina oder anderen Stoffen unter Verwendung solcher Einrichtungen. Die Wärme ermöglicht oder unterstützt das Ausbeuten unterirdischer Lagerstätten, die Bitumen, Erdöl od dgl. führen. Die Strahlungsenergie wird für strahlenchemische Umwandlungen der ausgebeuteten Produkte oder gegebenenfalls auch artfremder Stoffe herangezogen.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Absicherung der genannten Einrichtungen gegen auftretende Strahlung unci zur Isolierung gegen die frei werdende Wärme.

Einrichtungen und Verfahren zum Ausnutzen der bei der Kernspaltung frei werdenden Strahlungsenergie für strahlenchemische Umwandlungen sind aus »Die Atomwirtschaft« Mai 1961, Seiten 261 bis 265, bekannt. In diesen Einrichtungen werden organische Substanzen, wie Diphenyl, aber auch anorganische, wie Berylliumoxid und Graphit, als Moderatoren verwendet. Das strahlenchemische umzuwandelnde Reaktionsgemisch wird in keinem Fall als Moderator oder Reflektor für'Neutronen eingesetzt. Sämtliche Einrichtungen befinden sich über Tage und bedürfen daher besonderer Vorkehrungen zum Absichern gegen die Strahlung. Einer der in »Die Atomwirtschaft« vorbeschriebenen Reaktoren weist zwei Reflektoren auf, jedoch besteht der eine aus mit Siliziumkarbid überzogenem Graphit, und der andere wird vom Kühlmedium durchströmt. Das strahlenchemisch umzuwandelnde Produkt dient beim vorbeschriebenen Reaktor nicht als Reflektionsmaterial.

Ferner ist eine untertägige Vorrichtung zur Ausnutzung von Strahlungsenergie für strahlenchemische Umwandlungen bereits mit dem deutschen Patent 1 240 014 vorgeschlagen worden. Diese Vorrichtung besteht aus dem sogenannten Leistungsreaktor und dem Strahlungsreaktor. Im Leistungsreaktor wird Energie durch Kernspaltung gewonnen. Im Strahlungsreaktor wird die anfallende Strahlung für strahlenchemische Reaktionen ausgenutzt. Das Reaktionsgemisch wird als Moderator und Reflektionsflüssigkeit benutzt. Die Vorrichtung beansprucht einen relativ kurzen Abschnitt der Bohrung und ist durch Leitungen mit der Erdoberfläche verbunden.

Schließlich soll nach einem weiteren älteren, durch die deutsche Offenlegungsschrift 1 433 194 gegebenen Vorschlag ein für unterirdische Zwecke dienender Kernreaktor niedergebracht oder vor Ort zusammengesetzt werden. Dabei soll der den Reaktor umgebende Reflektor aus einzelnen Segmenten vor Ort zusammengefügt werden. Der fertige Reflektor besteht dann aus zwei Teilen, nämlich einem zylindrischen Mantel und einem konischen Schild. Auch wird vorgeschlagen, den Reflektor vor Ort aus Metall zu gießen. Das Metall kann dabei fest werden oder flüssig bleiben. Von Flüssigkeit durchströmte Reflektoren werden nicht vorgeschlagen. Für strahlenchemische Umsetzungen ist beim vorgeschlagenen Kernreaktor eine Bestrahlungskammer vorgesehen, in die jedoch nur nichtaktivierende Strahlung, d. h. keine Neutronenstrahlung eindringt, so daß sie weder die Funktion eines Reflektors ausübt noch moderierend wirkt.

Während sich der hier geschilderte Stand der Technik und die älteren Vorschläge stets nur mit solchen strahlenchemischen Prozessen befassen, bei denen jeweils nur ein einziges Reaktionsgemisch der Strahlung unterworfen wird, befaßt sich die vorliegende Erfindung mit der gleichzeitigen strahlenchemischen

ίο Behandlung mehrerer Stoffe in zwei getrennten Systemen. Beide im wesentlichen aus Rohrleitungen bestehenden Systeme erstrecken sich über die gesamte Bohrlochlänge. Dieses Konstruktionsmerkmal ist ein weiterer Unterschied gegenüber dem Stand der Technik und trägt wesentlich zur Lösung der der Erfindung zugrunde gelegten Aufgabe bei.

Aufgabe der Erfindung ist es nämlich, unterirdisch vorkommende Materialien mit durch Kernspaltung gewonnener Wärme zu behandeln und sowohl diese als gegebenenfalls auch andere Materialien der anfallenden Strahlung zu unterwerfen, wobei möglichst weitläufig ausgedehnte Behandlungs- bzw. Bestrah- ,■ lungzonen geboten werden sollen. Zu dieser Aufgabe # gehört es, die Mittel zum Regeln des Atomreaktors,

nämlich Reflektoren und Moderatoren, so zu gestalten, daß er im Falle naturgegebener rascher Änderungen der Eigenschaften der zu behandelnden Materialien rasch diesen Änderungen angepaßt werden kann. Auch gehört es zur Aufgabe der Erfindung, die Einrichtung gegen Strahlung abzusichern und gegen Wärme zu isolieren.

Die Erfindung löst die Aufgabe zum einen bei einer Einrichtung zur Behandlung von Bitumina mit Wärme- und Strahlungsenergie mittels eines Atomreaktors, der in einer Bohrung unterhalb einer Sicherheitszone für Reaktoren angeordnet ist und zwei Reflektorräume aufweist, von denen einer von einem flüssigen Medium durchströmt wird, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß beide Reflektorräume von flüssigen Medien durchströmt werden, die eine unterschiedliche Zusammensetzung haben und mit zwei über die ganze Bohrungslänge innerhalb der Sicherheitszone reichenden Systemen von Fall- und Steigeleitungen derart verbunden sind, daß der gesamte (g.

verrohrte Bohrungsraum mit den in ihm liegenden Rohrsystem als Einwirkungsraum für die Wärme- und die Strahlungsenergie ausgebildet ist. Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe weiterhin bei einem Verfahren zur kombinierten Wärme- und Strahlungsbehandlung von Bitumina oder anderen Stoffen in Bohrungen, in die die erfindungsgemäßen Einrichtungen eingebracht sind, dadurch, daß Medien, die keine Reaktorgifte enthalten, von über Tage oder von der Lagerstätte aus, in die die Bohrung abgeteuft ist, durch die Reaktorbrennkammer und zurück oder in unterirdische Speicherräume geleitet werden. Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Strahlenabsicherung und Wärmeisolierung der erfindungsgemäßen Einrichtung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß Zementmilch in den Ringraum um das Mantelrohr gedrückt und anschließend unterhalb des Reaktors beginnend durch eine Neutronen reflektierende thixotrope Flüssigkeit verdrängt wird.

Die durch Kernspaltung gewonnene Wärme ermög-

licht oder unterstützt das Ausbeuten unterirdischer Lagerstätten, die Bitumen, Erdöl od. dgl. führen. Die Strahlung wird für strahlenchemische Umwandlung der ausgebeuteten oder gegebenenfalls auch anderer

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Materialien herangezogen. Da der Reaktor erfin- messer (bis über 400 cm) zur sicheren Zemendungsgemäß so konstruiert ist, daß das gesamte tierung und zur Einbringung einer thixotropen Rohrleitungssystem der Bohrung zum Aufheizen Flüssigkeit als Reflektionsmedium in eine vorherangezogen wird, erübrigt sich ein spezieller bereitete Erweiterung, der Bohrung in Höhe des Wärmeaustauscher. Daraus, daß der gesamte verrohrte 5 Reaktors.

Bohrungsraum als Einwirkungsraum für die Strah- Mit diesen Vorrichtungen ist es möglich, die Wirlungsenergie ausgebildet ist, ergibt sich auch folgender kung der Wärme- und Strahlungsenergie eines Reak-Vorteil: Wenn in dem einen Rohrleitungssystem ein tors durch Änderung der Betriebsbedingungen in verMedium strömt, das strahlende Isotope mit relativ schiedener Weise abzuwandeln und auch mehrere kurzer Halbwertzeit enthält, kann deren Strahlung auf io Stoffe gleichzeitig in zwei getrennten Systemen unter das in dem anderen Rohrleitungssystem strömende verschiedenen Bedingungen zu behandeln. Bei dem Medium während einer Zeit einwirken, deren Länge einen System, das als primäres System bezeichnet proportional zur Bohrungsteufe ist. Da die Teufen im werden soll, durchfließt das zu behandelnde Medium allgemeinen groß sind, läßt es sich stets einrichten, als Moderator und Kühlmittel die Reaktorbrenndaß die Strahlungsaktivität unter das gefährliche Maß 15 kammer. Bei dem zweiten, dem sekundären System abgeklungen ist, bevor das die Isotope enthaltende wird das Medium um den Reaktorkern geleitet; es Medium nach über Tage gelangt, und daß die Strahlung kann vorzugsweise den Reflektor und/oder einen während des Abklingens optimal auf das andere Me- Behandlungsraum, der zwischen Reaktorbrenndium einwirken konnte. Auf welche Weise strahlende kammer und Reflektor angeordnet ist, durchfließen. Isotope in das eine Medium gelangen, wird unten 20 . Um nun die Wirkung der Wärme-und Strahlungsbeschrieben. energie aus einem Reaktor in einer Bohrung zu ver-Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus stärken, sind die Reaktorbrennkammer, der Reflektorder folgenden Beschreibung. Besonders vorteilhaft im raum und der Behandlungsraum mit Fall- und Steige-Zusammenhang mit der Erfindung ist der Einsatz fol- leitungen verbunden, mit denen die beiden Systeme gender Merkmale: 25 zu Kreislaufverfahren erweitert werden können. .

1. Die Anordnung des Reaktors in einem Rohr- In einem primären Kreislaufsystem werden als abschnitt der äußeren Verrohrung oder aber die Moderator geeignete Medien, wie Wasser, wässerige Anordnung des Reaktors zusammen mit einem Lösungen oder organische Flüssigkeiten, mit der Fall-Reflektor in einem getrennten Rohr mit kleine- leitung vom Kopf der Bohrung durch die Reaktorrem Außendurdhmesser als der innere Durch- 30 brennkammer und mit der Steigeleitung wieder bis messer der äußeren Verrohrung, das zur Fixie- zum Kopf der Bohrung nach oben geleitet. In der rung in der äußeren Verrohrung mit einer Nähe des Bohrungskopfes sind die beiden Leitungen Absetzvorrichtung versehen ist. Dieses Rohr ist miteinander verbunden. Infolge der Erwärmung in der oberhalb des Reaktors mit einem Verschluß nach Brennkammer steigt das Medium in der Steigeleitung Art von Packern für Mehrzonenförderung ver- 35 nach oben, und durch Thermosyphonwirkung zirkusehen. Die äußere Rohrtour ist bei einer Blind- liert es durch den Reaktor über die Fall- und Steigebohrung nach unten verschlossen, bei einer leitung im Kreislauf. Auf dem Wege durch die Leitun-Behandlungs- oder Förderbohrung über ein per- gen gibt es die aufgenommene Wärme an die Umforiertes Futterrohr nach der Lagerstätte zu gebung ab, so daß diese Leitungen die Funktion eines offen. 40 Wärmeaustauschers übernehmen. Werden dem Mo-

2. Die Anordnung eines Behandlungsraumes zwi- deratormedium feinste Spaltstoffteile und/oder Stoffe sehen Reaktorbrennkammer und Reflektor. beigemischt, die im Reaktor oder seinem Strahlungs-Dieser Raum kann als Reflektor mit geringer bereich Isotope bilden, so geben diese im gesamten Neutronendurchlässigkeit angesehen werden. Kreislauf Strahlungsenergie ab, die in den Rohrleitun-

3. Die Verwendung des gesamten Bohrungsraumes 45 gen auf das Moderatormedium, aber auch außerhalb von der Bohrlochsohle bis zum Bohrlochver- desselben auf die Umgebung einwirkt. Beispielsweise schluß als Behandlungsraum für die Einwirkung können als Moderatormedium flüssige Kohlenwasserder Wärme- und Strahlungsenergie. stoffe verwendet werden, denen eine nicht darin, lös-

4. Die Verwendung von Fall- und Steigeleitungen liehe wässerige Kupfersulfatlösung beigemischt wird, als Wärmeaustauscher des Reaktors und als Trä- 50 Die Atomkerne der Kupfer- und Sulfat-Ionen können ger von Strahlungsenergie. Diese Leitungen ver- durch Neutroneneinwirkung im Reaktor kurzlebige laufen innerhalb der Verrohrung über die ganze Isotope bilden, deren Strahlung auf den Moderator Länge der Bohrung, wobei als eine Steigeleitung und die Umgebung bei der Zirkulation einwirkt. Um auch die äußere Verrohrung (Mantelrohr) dienen einen schädlichen Einfluß dieser Strahlung abgebenkann, die dann eine geeignete Wärmeisolierung 55 den Stoffe auf den Reaktorkern bei großer Anhäufung gegen Wärmeverluste erhält. zu vermeiden, wird in der Falleitung des primären

5. Die Verbindung der Fall- und Steigeleitungen Kreislaufes ein Abscheider und eine Leitung vorgeuntereinander im oberen Teil der Bohrung zur sehen, die im Kopf der Brennkammer einmündet, Erzielung eines Kreislaufes unter Thermosyphon- während die Falleitung selbst am Boden der Brennwirkung. 60 kammer eintritt. Es wird damit verhindert, daß diese

6. Die weitere Verbindung der Fall- und Steige- Strahlungsmedien den den Spaltstoff enthaltenden leitungen oberhalb der ersten Verbindung zu Reaktorkern durchströmen, indem sie nur durch den einem erweiterten äußeren Kreislauf, wobei eine Kopf der Reaktorbrennkammer geleitet werden und Pumpe zwischengeschaltet und ein Injektor in dort der Strahlung ausgesetzt sind, ohne selbst Einfluß der Falleitung angeordnet wird, der den ersten 65 auf die Spaltreaktion im Reaktorkern auszuüben.
Kreislauf verstärkt. Bei einem sekundären Kreislaufsystem wird Reflek-

7. Die Anordnung von Spülrohren auf der äußeren torflüssigkeit, beispielsweise flüssige Kohlenwasser-Verrohrung bei Bohrungen mit großem Durch- stoffe, vom Kopf der Bohrung durch eine Falleitung

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zum Reflektor und von dort durch eine Steigeleitung Behandlung das Fördergut im Kreislauf geführt wer-

wieder aufwärts geführt. den soll, muß selbstverständlich eine Falleitung vor-

Diese Fall- und Steigeleitungen sind in der Nähe des handen sein.

Bohrlochkopfes ebenfalls miteinander verbunden, so Falls umgekehrt ein vom Kopf der Bohrung eingedaß sich auch hier ein Kreislauf durch Thermosyphon- 5 führtes und in der Bohrung behandeltes Medium in wirkung ausbilden kann. Wenn streckenweise auf den die Lagerstätte eingepreßt werden soll, ist in einer Steigeleitungen beider Kreisläufe eine Wärmeisolie- solchen Behandlungsbohrung keine Steigeleitung errung angebracht wird, läßt sich die Wirkung noch forderlich, wenn nicht auch hier eine Kreislaufverstärken, behandlung vorgesehen ist.

Als Steigeleitung kann auch die äußere Verrohrung 10 Wenn sich der Reaktor in einer Bohrung befindet,

(Mantelrohr) der Bohrung dienen, wobei durch den die nicht bis in eine Lagerstätte führt, ihre Teufe also

großen Raum dieser Steigeleitung die Einwirkungs- nicht durch die Teufe der Lagerstätte, sondern nur

zeit erheblich gesteigert wird. durch Sicherheitsgründe bedingt ist, kann man der

Zur Verstärkung der auf Thermosyphonwirkung Bohrung einen größeren Durchmesser geben als er bei basierenden Kreisläufe können in den Leitungen 15 Förderbohrungen aus wirtschaftlichen Gründen üblich Umwälzpumpen angeordnet werden, mit deren Hilfe ist. Bei einem größeren Bohrungsdurchmesser kommt durch mehrfachen Umlauf bei gleichzeitiger Zufüh- dem Strahlenschutz nach oben erhebliche Bedeutung rung und Ableitung des zu behandelnden Mediums zu, da er auch bei einem maximalen Unfall des die Einwirkung der Strahlenenergie verschieden stark Reaktors ausreichend sein muß. Eine gute Absichedosiert werden kann. Werden den zirkulierenden 20 rung durch Einzementierung der Bohrung ist unerläß-Kreislaufmedien noch Reaktionspartner und/oder lieh. Sie läßt sich durch das Anbringen von zusätzli-Katalysatoren bekannter Art zugemischt, so sind chen Zementierrohren auf der Außenseite der Verroh- .-.,,: damit weitere Möglichkeiten zu chemischen Prozes- rung in bekannter Weise durchführen. "* ¹^y] sen und die Gewinnung bestimmter Produkte gegeben. Eine solche Bohrung, die nicht in eine Lagerstätte

Eine weitere Beeinflussung des Reaktionsablaufes 25 führt, wird auch nach unten 3 bis 5 Meter stark in der

kann durch Einstellung bestimmter Temperaturen Verrohrung dicht einzementiert und stellt demnach

erreicht werden. So kann beispielsweise der Reaktor eine Blindbohrung dar. Auf dieser Zementsohle kann

durch Zugabe kleinerer oder größerer Wassermengen ein chemisch widerstandsfähiges Auffanggefäß zum

als Moderator zu einer veränderten Leistung und zu Auffangen erschöpfter Reaktorbrennstoffe in aufge-

höherer und niederer Temperatur gebracht werden. 30 löster oder fester Form deponiert werden. Sie kann !

Durch bekannte Einrichtungen zur Druckeinstellung beispielsweise im Zentrum eines Förderfeldes abge- :

kann der Siedepunkt des Wassers verändert werden. teuft und von Förderbohrungen umgeben sein. Das j

Eine Druckregelung läßt sich weiterhin durchführen, flüssige oder gasförmige Fördergut dieser Bohrungen '

indem in den Austrittsöffnungen nach der Behandlung wird vom Kopf der Blindbohrung über eine Falleitung

im Reaktor verschleißfeste Düsen mit errechnetem 35 zum Reaktor und über eine Steigeleitung, eventuell

Durchmesser eingebaut werden. Während im primä- nach einer Kreislaufbehandlung, wieder zurück zum

ren Kreislauf in erster Linie eine Beeinflussung durch Kopf der Bohrung geleitet. Das behandelte und er-

Druckänderung erfolgen kann, ist es im sekundären wärmte Gut kann eventuell in unterirdischen natürli-

Kreislauf vorteilhaft, die Temperaturen durch Zugabe chen oder künstlichen Speicherräumen gespeichert

von Stoffen, die nicht Reaktionspartner sind, zu be- 40 werden. Es kann aber auch wieder in die Lagerstätte

einflussen. So lassen sich Mischungen mit unterschied- zurückgedrückt werden, um mit diesem erwärmten

licher oder konstanter Siedetemperatur, entsprechend und umgewandelten Produkt eine raschere und.vor

ihren Partialdrücken herstellen. Mischungen von allem vollständigere Ausförderung der Lagerstätte zu

Wasser und Kohlenwasserstoff-Fraktionen mit ausge- erreichen. (^ ;

wähltem Siedebeginn und Siedeende ergeben die 45 Die in den sekundären Kreislauf eingebrachten ^!

Möglichkeit, die Temperatur im Reaktor in einem Medien aus einer Lagerstätte oder einem Lagerbehäl-

noch größeren Siedebereich auf einen festen Siede- ter können Reaktorgifte enthalten, die die gesteuerte

punkt einzustellen. nukleare Kettenreaktion im Reaktor ungünstig beein-

Ist zur Steigerung der Strahleneinwirkung auf die flüssen oder sogar zum Erliegen bringen. In diesem

Flüssigkeiten in den Kreisläufen die Bildung von 50 Falle leitet man den sekundären Kreislauf nicht durch

Isotopen mittels Durchfluß durch den Reaktorkern den Behandlungsraum zwischen Reaktorbrennkam-

oder durch Einleiten in den oberen Teil der Reaktor- mer und Reflektor, sondern durch den Reflektor und

brennkammer vorgesehen, so werden diese strahlen- ein Reflektionsmittel, z.B. die Moderatorflüssigkeit

den Stoffe im Kreislauf durch die Steige- und Fall- des primären Kreislaufs durch den Behandlungsraum,

leitungen geführt. Aus Sicherungsgründen wird für 55 der infolge seiner geringen Breite einen Teil des

jeden Kreislauf ein innerer Kreislauf vorgesehen, wo- Elektronenflusses in den dahinter liegenden Raum

bei ein Injektor, unterstützt durch einen Abscheider, durchtreten läßt.

die Isotopen mit Kreislaufmedium von der Steige- Wenn ein Reaktor, der in einer Bohrung in grö-

leitung zur Falleitung unterhalb des äußeren Kreis- ßerer Teufe angeordnet ist, über eine längere Zeit

laufes saugt. 60 betrieben werden soll, ergibt sich das Problem,

Ein zur Wärme- und Strahlenbehandlung in einer Brennstoff nachzuspeisen, um den Abbrand auszu- ^!

Bohrung abgesetzter Reaktor kann in verschiedener gleichen.

Weise in Funktion gesetzt werden. Bei einer Förder- Es wird vorgeschlagen, für mehrfache Auffüllun-

bohrung treten Flüssigkeiten und Gase aus einer gen des Reaktors feste Brennstoffelemente in solchen

untertägigen Lagerstätte in die Bohrung ein, werden 65 Körperformen in die Reaktorbrennkammer einzu-

behandelt und treten am Kopf der Bohrung aus. Bei bringen, die bei der Stapelung in dieser Hohlräume

dieser Arbeitsweise ist eine Falleitung nicht erforder- entstehen lassen. Am besten geeignet erweist sich,

lieh. Wenn zu einer intensiveren oder speziellen besonders für den unteren Teil des Reaktorkernes,

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die Kugelform. Beim Nachlassen der Leistung kön- möglich, die Reaktorbrennkammer 21 mit dem Packer

nen neue Brennstoffelemente in Kugelform mit klei- 13 und seinen Verbindungsrohren 18, 19 und 20 in

nerem Durchmesser in die Zwischenräume der grö- einem Bohrrohr 1 α unterzubringen, dessen äußerer

ßeren Kugeln eingeschwemmt werden. Diese Nach- Durchmesser kleiner als der innere Durchmesser der

füllung in die Hohlräume ergibt nicht nur neuen 5 Rohre in der Verrohrung 1 ist und dessen Absetz-

Brennstoff, sondern gleicht dazu auch die Vergiftung konus 29 aber die gleiche Größe beibehält. In diesem

der noch nicht ganz abgebrannten Brennstoffelemente Fall läßt sich der Reaktor nachträglich in die bereits

aus. Werden weiterhin die Brennstoffelemente in einzementierte Verrohrung 1 einbauen und ist damit

Kugelform mit einem Material ummantelt, z. B. be- wieder ausbaubar. Mit einem druckfesten Deckel 3 ist

stehend aus anorganischen Salzen, das sich bei stei- io die Bohrung verschlossen.

gender Temperatur stark ausdehnt, ohne sich aber Eine Förderbohrung hat ihre Verbindung mit der

radioaktiv zu zersetzen, so ergibt sich bei dieser Lagerstätte über das perforierte Futterrohr 33. Durch

Abstandsänderung der Brennstoffkugeln ein regelnder dieses fließt der Lagerstätteninhalt in den unteren Teil

Einfluß auf die Leistung in der Reaktorbrennkammer. 41 der Bohrung, die unten ihren Abschluß im Bohr-

In der Fig. 1 ist eine Vorrichtung nach der Erfin- 15 schuh 34 hat. Oberhalb des Futterrohres 33 ist ein dung dargestellt. Sie.zeigt die äußere Verrohrung Produktionspacker 31 mit einer verschließbaren einer Bohrung (Mantelrohr). In einem Rohr dieser öffnung 32 eingebaut. Eine Behandlungsbohrung, Verrohrung! ist der als Wärme- und Strahlungsquelle durch die von über Tage Lagerstätteninhalte aus andienender Reaktor angeordnet. Es ist aber auch mög- deren Bohrungen in einer Lagerstätte zurück oder lieh, den Reaktor mit den erforderlichen Hilfsorganen 20 zusätzliche Gase und Flüssigkeiten in eine Lagerstätte in einem Rohr 1 α einzubauen, dessen äußerer Durch- eingebracht werden, ist im unteren Teil gleichartig messer kleiner als der innere Durchmesser der Ver- ausgerüstet. Im Rahmen der einfachen Fließwege^ohne rohrung 1 ist. Er ist mit einem Fußkonus 29 versehen, Kreisläufe liegt eine Verschließungsmöglichkeit mit der die gleiche Größe wie der Konus für den Reaktor 14 α in dem Durchtritt 14. Bei einer Blindbohrung in einem Rohr mit dem Durchmesser der Verroh- 25 wird der Durchgang 32 verschlossen, so daß eingerung 1 besitzt. Verbunden sind mit diesem Reaktorteil leitete Flüssigkeiten auch wieder am Kopf der Bohein Verschluß 13 und die Fall- und Steigeleitungen mit rung entnommen werden können.
Hilfsvorrichtungen im Mantelrohr, die als Wärme- Zur Erklärung des Verfahrens wird eine einfache austauscher und Strahlungsübermittler dienen. In der Betriebsweise ausführlich erläutert. Andere Möglich-F i g. 1 ist eine Reihe'von Arbeits-und Kombinations- 30 keiten, die durch erschwerende Umstände, wie vermöglichkeiten bei der Anwendung der Vorrichtungs- schieden starke Strahlenenergien oder Faktoren, die teile vorgesehen, die aber nicht alle möglichen die gesteuerten Kettenreaktionen oder die Reflection Variationen umfassen, die bei einem konkreten stören, notwendig werden, können aus einer Zusam-Änwendungsfall aber nur auf je ein primäres und menstellung (siehe Fig. 4) für die verschiedenen sekundäres System von Fließwegen eingeschränkt 35 Behandlungsmöglichkeiten abgelesen werden. Es kön- und festgelegt ist. Um einige Variationsmöglichkeiten nen aber auch weitere, hier nicht aufgeführte Varianaufzuzeigen, haben in der Zeichnung entsprechende ten Anwendung finden.

Teile, die die Veränderung von Fließwegen ermögli- Die Zusammensetzung (Fig. 4) zeigt die Wichtigehen, neben · der gleichen Bezugsnummer den keit der Einführung eines Behandlungsraumes 22, der Suffix α, b, c bzw. d. 40 nur in der Kombination mit dem Reflektorraum 22 α

In der Verrohrung ist die Reaktorbrennkammer 21 Gesetze, denen der Reaktor mit seinen gesteuerten

mit dem Reflektorraum 22 α und dem zwischen der Kettenreaktionen und seinen Veränderungen der

Reaktorbrennkammer 21 und der Reflektorkammer Kerne unterliegt, in einer Bohrung mit verschiedenem

22 α liegenden Behandlungsraum 22, der aber auch und vor allem mit unkontrollierbarem Inhalt berück-

als Reflektorraum benutzt werden kann, mit dem 45 sichtigen kann.

konischen Fuß 29 in dem konischen Ring 30, der mit Die einfachste Betriebsweise des Reaktors besteht einem Bohrrohr der Verrohrung 1 fest verbunden ist, darin, daß in einer Blindbohrung der sekundäre Fluß, dichtend abgesetzt. In demselben Rohr der Verroh- z. B. bestehend aus flüssigen Kohlenwasserstoffen rung 1 oder des Rohres 1 α ist der Packer 13, der in ohne Reaktorgifte, bei 40 in die Falleitung 5 und 5 a seinem Rohrdurchtritt ein normaler Packer sein kann, 50 eintritt, über den Durchfluß 17 und Rohr 20 als wie er für eine Mehrzonenförderung üblich ist, fest- Reflektorflüssigkeit in den Behandlungsraum 22 gegesetzt oder eingeschweißt. Damit dieser Packer sicher langt und diesen bei 28 verläßt. Parallel dazu durchdichtende Rohrverbindungen auch in Temperatur- fließt ein Teilstrom des primären Mediums den bereichen bis 300° C erhält, hat er eine Länge von 3 Reflektorraum 22 α über die öffnungen 27 und 27 a bis 5 Metern. Er ist als einheitliches Bauelement so 55 und gelangt über die Öffnung 49 zusammen mit der stark dimensioniert, daß er gleichzeitig große Kräfte Flüssigkeit der Behandlungskammer 22 durch den ohne Verformung in Achsrichtung der Bohrung auf- geöffneten Durchtritt 14 in den freien Querschnitt der nehmen kann. Die Rohre 18, 19 und 20 verbinden die Verrohrung 1 als Steigeraum 44, um durch das Rohr 6 Reaktorbrennkammer 21 mit den Räumen 22 und 22 α bei 39 dann die Bohrung wieder zu verlassen. Die dicht und fest mit den Durchgängen 15, 16 und 17 60 Inbetriebnahme des Reaktors mit Einsetzen des priim Packer. In den Rohren 18, 19 und 20 und im mären Flusses, der als Moderatorflüssigkeit aus einem Durchtritt 14 sind entsprechend der Fließrichtung flüssigen Kohlenwasserstoff bestehen kann, erfolgt Fließbremsen und Fließstopper eingebaut, wobei als durch das Einspeisen des Moderators bei 37 durch einfachste Ausführung Rückschlagklappen Anwen- die Falleitung 2 über den Durchfluß 16 und Rohr 18 dung finden können. 65 in die Reaktorbrennkammer 21, um die Brennstoff-

Die Reaktorbrennkammer 21 mit dem Packer 13 elemente in Form von Kugeln 23 herum, und von

und dem Absetzkonus 29 kann in einer Bohrrohrlänge dort fließt er über 26 b bei offenem Rohr 26 c und bei von etwa 12 m untergebracht werden. Es ist aber auch abgeschlossenem Rohr 26 d über die Steigeleitung 19,

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Durchtritt 15, Steigeleitung 4 α und 4 zum Austritt 38. wird. Soll ein reaktorungünstiges Medium im sekun-Die öffnung 26 ist verschlossen. Bei den Austritten 39 dären Fluß behandelt werden, so werden die Fließ- und 38 können laufend behandelte Kohlenwasserstoffe wege 5 α und 5 b und die Fließwege 4 α zu 4 b.
abgezogen werden, wenn entsprechender Nachschub Der Reaktor enthält Spaltstoffe, die sich bei festen über 40 bzw. 37 erfolgt. Soll die Bestrahlungsleistung 5 bestimmt geformten Brennstoffelementen berühren, erhöht werden, so kann dem primären Fluß bei 37 aber zwischen sich freie Räume haben, z.B. den z.B. eine hochkonzentrierte wässerige Kupfersulfat- Porenraum zwischen gestapelten, sich selbst tragenlösung in einer gleichmäßigen Dosierung für eine den Brennstoffkugeln 23. Durch den Einbau von errechnete Zeit zugegeben werden. In der Brenn- Kugeln mit verschieden starkem Durchmesser lassen kammer werden die Kupfer- und Sulfationen radio- io sich die freien Räume zwischen den Kugeln in ihrer aktiv und steigen in der Steigeleitung 4 α bis zum Ab- Größe unterschiedlich halten. Wird nun nach einem scheider 42 mit seinen Schikanen 43 aufwärts. Durch gewissen Abbrand der Spaltstoffe neues spaltbares den thermosyphonen Kreislauf von dem Abscheider Material in Form von kleineren Kugeln 24 einge-42 über die Leitung 10 zum Injektor 9 werden die im bracht, so füllt es die Räume zwischen den Kugeln Moderator nicht löslichen Salzteilchen, deren spezifi- 15 und kann bevorzugt aufgefüllte Zonen bilden, die sches Gewicht größer ist als das spezifische Gewicht den Reaktorkern weiterhin im kritischen Zustand der Moderatorflüssigkeit, wieder in die Falleitung 2 halten. Aber auch das Auffüllen des Reaktorkernes zurückgeführt, und sie verbleiben nun in diesem inne- mit neuen Spaltstoffen zu einer größeren Kernhöhe ren Kreislauf des primären Flusses. In ihrem dauern- halten den Reaktor langer kritisch. Die öffnungen im den Kreislauf geben sie eine zusätzliche Bestrahlung 20 Rost 25 sind entsprechend klein gehalten,
an die Moderatorflüssigkeit ab, aber ihre Strahlungs- Eine gewisse zusätzliche Selbstregelung kann der energie erreicht auch den sekundären Fluß und ergibt Reaktor auch dadurch erhalten, daß ein Teil der Im hier im Steigeraum 44 eine langzeitige Bestrahlung vorliegenden Fall gestapelten Kugeln, wie F i g. 3 und der dazugehörigen Falleitung 5 α eine entspre- zeigt, eine umhüllende Schicht 51 erhalten, die sich chend kurzzeitigere Bestrahlung ab. Der sekundäre 25 radioaktiv kaum zersetzt, aber selbst ein guter Wärme-Fluß erhält aber auch beim Durchfließen der Behänd- leiter ist und sich mit zunehmender Temperatur stark lungskammer 22 eine erhebliche Strahlendosis aus der ausdehnt; es können sich dadurch die Abstände der Reaktorbrennkammer 21. Der innere Kreislauf des Brennstoffelemente bei Temperaturveränderungen primären Systems kann durch die Wärmeisolierung untereinander vergrößern oder verkleinern und damit 35 verstärkt werden, ein weiterer wesentlich verstärk- 30 den kritischen Zustand des Reaktorkernes ändern, ter innerer Kreislauf wird durch den äußeren Kreislauf Zur Formhaltung kann die umhüllende Schicht 51, mit der Pumpe 7 und dem Injektor 9 erzeugt. Die die eine Salzschmelze sein kann, einen korrosions-Öffnung 10 α ist geschlossen. Auch das sekundäre festen Überzug 52 bekommen. Abstandhalter 53 hal-System kann einen verstärkten inneren Kreislauf ten den Brennstoffkern 23 immer zentrisch in der durch die Wärmeisolierung 36 über die öffnung 12 35 Umhüllung.

erhalten, und dieser kann ebenfalls durch den äußeren Das Moderator-Brennstoff-Verhältnis ist eine wich-

Kreislauf mit der Pumpe 8 und dem Injektor 11 ver- tige Größe. Mit der laufenden Durchleitung von z. B.

stärkt werden. Die Leitung 12 α ist geschlossen. Für Kohlenwasserstoffen als Moderator ist für einen

das sekundäre System ist die Blindbohrung mit dem Reaktor in einer Bohrung die Möglichkeit gegeben,

Packer 31 und dem Verschluß 32 unten verschlossen. 40 das spezifische Gewicht des Moderators in gewissen

Bei Förder- oder Behandlungsbohrungen ist der Ver- Grenzen zu ändern, so daß sich auch die Reaktivität

Schluß geöffnet, so daß die Bitumina im perforierten des Reaktors ändert.

Futterrohr bei 33 aus der Lagerstätte in die Bohrung Die Einzementierung des Reaktors in Bohrungen

eintreten bzw. aus der Bohrung in die Lagerstätte und mit seiner absoluten Dichtheit nach oben auch

eintreten können. 45 im maximalen Unfall und der Einsatz gestapelter

Die F i g. 4 zeigt die möglichen Fließwege des pri- Spaltstoffe ergeben die Möglichkeit, daß bei starker mären Systems und des sekundären Systems je nach plötzlicher Dampfbildung im Moderator der Dampf Art des Reflektions-Mediums, ob es Reaktorgift ent- mit seinem plötzlichen größeren Volumen zwischen hält oder als Reflektionsmittel für Neutronen günstig den Spaltstoffen diese anhebt und damit kurzzeitig aus oder ungünstig wirkt. Mit 54, 55, 56 sind die mögli- 50 ihrer Lage für die kritische Form des Kernes bringt chen Fließwege bezeichnet. Die Fließwege 54 und 55 und damit sich selbst drosselt. Die Form und Größe sind möglich, wenn der sekundäre Fluß 57, 58, 59 der Spaltstoffelemente kann unterschiedlich so gegutartiges Reflektionsmittel enthält, und der primäre wählt werden, daß ab einer bestimmten Kochintensi-Fluß 56 muß geschaltet werden, wenn die sekundären tat die Blasenbildung und/oder die Strömung um die Flüsse 60, 61 und 62 reaktorungünstige Medien 55 Spaltstoffelemente so groß wird, daß sie teilweise zu führen. schwimmen beginnen. Hierzu muß das Rohr 8 unten

Die inneren Kreisläufe jedes Systems sind mit ge- in die Brennkammer eingeführt werden und der Abstrichelten Linien bezeichnet, und die jeweils geschlos- lauf vom Kopf der Brennkammer erfolgen. Es ist senen Durchlässe sind umrahmt zu jedem Fluß dieses aber auch möglich, wenn der Injektor 9 mit benannt. 60 dem Abscheider 42 unter Beibehaltung der Leitung 10

Die äußeren Kreisläufe werden mit ausgezogenen ihre Plätze wechseln, so daß 38 der Einlaß und 37

Linien bezeichnet. Die Pfeile am Anfang und Ende der Auslaß wird und der Fluß 55 (Fig. 4) den folgen-

jeden Flusses geben an, in welcher Richtung die inne- den Weg erhält: 38 — 4 — 9 — 15 — 19 — 26 δ —

ren bzw. äußeren Flüsse durch die Bohrung fließen 21 — 18 — 16 — 42 — 2 — 37, geschlossen 10 α,

und wo sie die Bohrung verlassen, d. h., ob der sekun- 65 26, 26 α und 26 d.

däre Fluß in der Bohrung als Behandlungsbohrung Verbessern läßt sich der Effekt mit dem Fluß von

nach 57 bzw. 60 oder Förderbohrung nach 58 bzw. 61 unten in die Brennkammer 21, wenn die Brennkamoder als Blindbohrung nach 59 bzw. 62 betrieben mer von unten nach oben sich konisch erweitert oder

Il 12

wenn die Brennkammer nur im Mittelteil konisch nach oben auf den ganzen Umfang der Verrohrung 1

erweitert wird, während der obere und untere Teil versehen. - : .·:·;-.:.■·....

zylindrisch, aber mit verschiedenen Durchmessern Mit den Spülrohren 45 außen an der Verrohrung 1

geformt ist. Das hat zur Folge, daß im oberen zylin- kann auch im Anschluß an die Zementierung aber

drischen Raum mit großem Durchmesser, infolge der 5 vor dem Abbinden des Zementes zu dessen Verdrän-

liier herrschenden geringsten Geschwindigkeit, sich gung in einer hinterschnittenen Kammer 47 oder bei

die kleinsten und strömungstechnisch am ungünstig- genügend großer Differenz zwischen: dem Durch-

sten geformten Brennstoffelemente ansammeln und in messer der Verrohrung 1 und der Gebirgswand 46 iii

der Schwebe gehalten werden. Mit dieser Anordnung ausreichender Länge z. B. eine thixotrope Flüssigkeit

läßt sich unter Variierung der Fließgeschwindigkeit ίο mit guten Reflektionseigenschaf ten eingeschleust wer-

des Moderators die Kernreaktion entweder unter- den. Diese stellt bei großer Länge auch einen elasti-

brechen oder aktivieren, d.h. den Reaktor abstellen sehen Schutz der Zementierung dar.

oder länger kritisch halten. ; . ; In diesem Falle kann die in der Verrohrung 1 abge-

Das Einfüllen neuer Brennstoffelemente zum Auf- setzte Reaktorbrennkammer 21 ohne Reflektor, aber

bau eines neuen Reaktorkernes kann, bei Stillsetzung 15 mit einem Behandlungsraum 22 ausgebildet werden,

des Kreislaufes im primären Fluß über die:Öffnung Der Ringraum50 in Fig. 2 kann dann sehr eng ge-

37 erfolgen . ■ · ,-...■ .:. .■ : halten werden, wie es auf der rechten Seite dargestellt

. Die einzufüllenden Brennstoffelemente werden nach ist. Der Reaktor braucht dann mit der Verrohrung 1 ungleicher Form und Größe so gewählt, daß bei Ein- nicht mehr fest verbunden zu werden und steht auf treten des Moderators in die Brennkammer von unten, 20 dem Rohrschuh 34. Sollten im Gebirge, das die Bohalso einer Umkehrung des Fließweges, eine Klassie- rung umgibt, aber störende Reaktorgifte sein, so kann rung der Spaltstoffelemente im konischen Teil der — wie es auf der linken Seite dargestellt ist — der Brennkammer eintritt. Man erreicht auf diese Weise Reflektorraum 22 α vorgesehen werden, oder der Ringeine Fixierung bestimmter Spaltstoffteile an einer ge- raum 50 wird so breit gemacht, daß £r mit einer wünschten Stelle des Reaktorkernes und damit eine 25 Flüssigkeit aufgefüllt einen Reflektor ergibt.
Steuerung der Spaltreaktion. Wird die Fließgeschwin- ^Rohr 6 gestattet es im oberen Teil der Bohrung wie digkeit langsam verringert und damit die Klassierung in einem Windkessel aus inerten Gasen eine unter allmählich beendet, setzen sich die Spaltstoffe nach hohem Druck stehende Gasblase aufzubauen, die unten in der Brennkammer ab, und der Reaktor größere Druckwellen abfedert.

kommt in den kritischen Bereich. Nötigenfalls muß 30 Sollten nach dem möglichen Abbrand die verauch eine für den Klassierungsvorgang besonders brauchten Brennstoffmengen aus dem Reaktor entgünstige Flüssigkeit mit z.B. hohem spezifischem fernt werden, so läßt sich der Brennstoff mit Säuren Gewicht, aber mit moderatorungünstigen Eigen- auflösen und dann mit anderen Flüssigkeiten ausschaften verwendet werden, die nach Beendigung der spülen. Es ist aber auch, insbesondere bei geeigneter Klassierung von der Moderatorflüssigkeit verdrängt 35 Form der Spaltstoffelemente, möglich, im umgekehrwird. Natürlich muß im normalen Arbeitsgang des ten Kreislauf bei Eintritt der Spülflüssigkeit bei 38 Reaktors die Fließgeschwindigkeit entsprechend klei- den Spaltstoff bei 37 auszuspülen,
ner gehalten werden. Als ein praktisches Beispiel sei die Gewinnung

Bei Anwesenheit von größeren Mengen von Iso- klopffester Oktane und Oktene aus Normalbutan bzw. topen oder feinkörnigen Spaltstoffen im primären 40 von Heptenen aus Isobutan angeführt. Die Umsetzung Kreislauf besteht die Gefahr, daß diese den Ablauf der beiden Ausgangsprodukte erfolgt unter verschieder gesteuerten Kettenreaktion stören oder gar zum denen Reaktionsbedingungen, die sich bei gleichzeiti-Erliegen bringen. Zur Vermeidung dieser Störungen ger Behandlung im primären bzw. im sekundären wird bei Eintritt des Moderators in der Leitung 19, System der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfin-F i g. 5, die jetzt Falleitung ist, ein Abscheider 42 α in 45 dung einstellen lassen. ■:.·■·
Höhe des Kopfes der Brennkammer 21 vorgesehen, Das Normalbutan tritt bei 37 in die Bohrung ein von dem aus eine Leitung 10 b zum oberen zylindri- und wird als primärer Fluß über die Falleitung 2 durch sehen Teil der Reaktorbrennkammer 21 führt. Die die Reaktorbrennkammer 21 geleitet, wo die wesent-Aktivierung der in diesem Strom mitgeführten lichste Einwirkung der Wärme-, und Strahlungsenergie Elemente erfolgt also nur im Kopf der. Reaktorbrenn- 50 erfolgt. Über die leitung 19 und die Steigeleitung 4 kammer aus der normalen Strahlung des Reaktor- verläßt das Endprodukt nach der Behandlung die kernes, zusätzlich aber auch aus den Spaltstoffen, die Bohrung bei 38. Zur Vervollständigung der Umsetunmittelbar darunter in der konischen Erweite- zung wird das Produkt über die Leitung 10 zur FaIlrung über den Reaktorkern in Schwebe gehalten leitung 2 in einem inneren Kreislauf geführt, der sich werden. 55 durch Thermosyphonwirkung einstellt. Um eine wei-

Der Durchmesser von Bohrungen, die durch die tere Strahlungseinwirkung auch im gesamten Kreiseingebaute Verrohrung 1 auf mehrere hundert Meter laufsystem zu erreichen, wird dem Kreislaufmedium zementiert und damit strahlendicht und fest nach oben eine wässerige Kupfersulfatlösung beigemischt, die im abgedichtet werden, ist in etwa bei 500 bis 600 mm Reaktor Isotope bildet. Diese radioaktiven Isotope Durchmesser begrenzt. Werden aber an der Außen- 60 werden in der Steigeleitung 4 im Abscheider 42 mit seite der Verrohrung 1 nach F i g. 2 zusätzliche Spül- der Schikane 43 zurückgehalten und so zur Zirkurohre 45 in einem Abstand von 30 cm bis 60 cm von lation im inneren Kreislauf veranlaßt. Sie bringen einander angebracht und wird die Gebirgswand 46 in hierbei ihre Strahlungsenergie nicht nur auf das einem entsprechenden Abstand von der Verrohrung 1 Normalbutan des primären Kreislaufes, sondern auch gehalten, so lassen sich derartige Bohrungen mit 65 auf das parallel fließende Isobutan des sekundären einem Durchmesser von über 400 cm mehrere hun- Kreislaufes zur Einwirkung.

dert Meter tief bohren, verrohren und ebenfalls mit Das Isobutan tritt bei 40 in die Bohrung ein. Es

einer festen und strahlensicheren Einzementierung 48 gelangt als sekundärer Fluß über die Falleitung 5 und

Leitung 20 in die Behandlungskammer 22. Hier wird es der Wärme- und Strahlungsenergie aus der Brennkammer 21 ausgesetzt. Außer in der Behandlungskammer erfolgt eine zusätzliche Wärme- und Strahlungseinwirkung auf das Isobutan auch in der Fallleitung 5 und im Steigeraum 44, wie oben erwähnt, von den Leitungen 4 und 2 des primären Kreislaufes aus.

Claims

Patentansprüche: 10

1. Einrichtung zur Behandlung von Bitumina mit Wärme- und Strahlungsenergie mittels eines Atomreaktors, der in einer Bohrung unterhalb einer Sicherheitszone für Reaktoren angeordnet ist und zwei Reflektorräume aufweist, von denen einer von einem flüssigen Medium durchströmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß beide Reflektorräume (22, 22 α) von flüssigen _ao Medien durchströmt werden, die eine unterschiedliche Zusammensetzung haben, und mit zwei über die ganze Bohrungslänge innerhalb der Sicherheitszone reichenden Systemen von FaIl- und Steigeleitungen (2, 5, 4, 44) derart verbunden sind, daß der gesamte verrohrte Bohrungsraum mit den in ihm liegenden Rohrsystemen als Einwirkungsraum für die thermische Energie und die Strahlungsenergie ausgebildet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Falleitungen (2, 5) und die Steigeleitungen (4, 44) ein oder mehrfach miteinander verbunden und mit Pumpen (7, 8) und Injektoren (9,11) versehen sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Reaktorbrennkammer (21) Brennstoffkugeln (23) mit verschiedenen : Durchmessern eingebracht sind, die über die FaIl-. leitung (2) durch Brennstoffkugeln (24) mit kleinerem Durchmesser ergänzt werden und sich in die Zwischenräume der größeren Brennstoffkugeln einlagern, und daß die Brennstoffkugeln (23,24) mit wärmedehnungsfähigen Umhüllungen (51, 52) umgeben sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktorbrennkammer (21) ganz oder nur im mittleren Abschnitt nach oben sich konisch erweiternd ausgebildet ist und Brennstoffkugeln (23,24) verschiedener Form und/oder Größe bzw. unterschiedlicher Spalt-Stoffzusammensetzung in der Reaktorbrennkam-' mer (21) eingebracht sind.

5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß von der Falleitung (19) über einen Abscheider (42 α) eine Leitung (10 6) in den oberen Teil des konischen Abschnittes der Reaktorbrennkammer (21) geführt ist. ■ ·■..'■ ..·.-.:.■

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktoraggregat, bestehend aus Reaktorbrennkammer (21) und den Reflektorräumen (22, 22 a), in einem Rohrstück (la) eingebaut ist, dessen Außendurchmesser kleiner als der innere Durchmesser des Mantelrohres (1) ist, und das Rohrstück (la) im Mantelrohr (1) mit einem Absetzkonus (29) versehen und oben mit einem Verschluß (13) nach Art der Packer für Mehrzonenförderung abgeschlossen ist und daß das Mantelrohr (1) bei einer Förderoder Behandlungsbohrung nach der Lagerstätte zu über ein perforiertes Futterrohr (33) offen und bei einer Blindbohrung nach unten durch einen C Produktionspacker (31) verschlossen ist. .-.: *

7. Verfahren zur kombinierten Wtrme- und Strahlungsbehandlung von Bitumina oder anderen Stoffen in Bohrungen, in die Einrichtungen nach den Ansprüchen 1 bis 6 eingebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß Medien, die keine Reaktorgifte enthalten, von über Tage oder von der Lagerstätte aus, in die die Bohrung abgeteuft ist, durch die Reaktorbrennkammer und zurück oder in unterirdische Speicherräume geleitet werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Medien in getrennten Kreisläufen durch die beiden Reflektorräume geleitet werden.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich feinstkörnige Spaltstoffteile und/oder Isotope bildende Stoffe in den Kopf der Reaktorbrennkammer (21) geleitet, im Kreislauf zirkuliert und am Reaktorkern vorbei geleitet werden.

10. Verfahren zur Strahlenabsicherung und , Wärmeisolierung der Einrichtung nach An- ν Spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Zementmilch in den Ringraum um das Mantelrohr gedrückt und anschließend unterhalb der Reaktorbrennkammer (21) beginnend durch eine Neutronen reflektierende thixotrope Flüssigkeit verdrängt wird. .·■ '".'..

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen