DE2162041A1 - Verfahren zum Formen von Kernbrennstoffpresslingen - Google Patents

Description

Verfahren zum Formen von Kernbrennst offpresslingesn

Die. vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zum Formen von Kernbrennstoffpresslingen, die aus in einem Matrijcniaterial fein verteilten spaltprodukthemmenden Brennstoffsphäroiden bestehen. Bisher wurden solche Presslinge durch Mischen von dosierten Mengen von Sphäroid- und Matrixmaterial entweder durch Formen eines homogenen Gemisches oder durch Umhüllen einzelner Sphäroide mit Matrixmaterial hergestellt. Diese beiden Verfahrensweisen bedingen jedoch ein Pressen der agglomerierten Stoffe, so daß die <Jefahr einer Beschädigung der einzelnen Sphäroide besteht. Der hier verwendete Begriff Sphäroide ist nicht auf geometrisch vollkommende Sphäroide beschränkt, sondern soll spaltprodukthemmende Kernbrennstoffkörper mit einer Vielfalt ■von Formen umfassen.

Erfindungsgemäß besteht das Verfahren zum Formen eines spaltprodukthemmenden Brennstoffs in Form von umhüllten Sphäroiden und einem Füllstoff mit einem beigemischten polymeris,ierbaren Bindemittel enthaltenden Kernbreafinstoffpreasiings darin, daß

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zunächst ein Rohpressling gebildet wird, indem der Füllstoff mit dem Bindemittel in einer Formvorrichtung in einer Folge von Schichten aufgebracht und in jede Schicht vor dem Aufbringen der nächsten angrenzenden Schicht aus Füllstoff eine Monoachieht aus spaltprodukthemmenden Sphäroiden eingebracht wird, und daß nach Fertigstellung des Presslings das Bindemittel polymerisiert wird, um den Rohpressling in einen zusammenhängenden Körper zu formen.

Der hier verwendete Begriff Monoaphicht bedeutet eine einzige Lage aus Sphäroiden, die eine Dicke von einem Sphäroid hat.

Einzelheiten der Erfindung sind nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Die Figuren 1 bis 11 zeigen schematisch die Formvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach, der Erfindung in den einzelnen Stufen der Herstellung eines Kernbrennstoffpresslings nach der Erfindung.

In Fig. 1 hat eine zylindrische Formeinrichtung 1 eine ebene Oberseite 2 und einen zylindrischen Hohlraum 3, in welchem ein Gegenhaltestempel- h unter Zurückhaltung durch- eine federbeaufschlagte Kugel 5 verschiebbar ist. Die Stellung des Stempels k in dem Hohlraum ist mit Hilfe einer Einstellschraube 6 einstellbar, die so ausgebildet ist, daß sie die Abwärtsbewegung des Stempels in einer Reihe von Stufen von vorbestimmter Tiefe zuläßt.

Der Ablauf des Verfahrens nach der'Erfindung ist in Fig. 2 bis 11 in den aufeinanderfolgenden Stufen veranschaulicht. In Fig. ist die Lage des Stempels 4 so eingestellt, daß sich seine Oberseite in einem zum Aufnehmen einer in Matrixmaterial eingebetteten Monosphicht aus Splüiroiden ausreichenden Abstand d

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unter der ebenen Fläche 2 befindet. Dieser Abstand verändert sich selbstverständlich mit dem Durchmesser der verwendeten Spharoide. In dieser Verfahrensstufe werden ein Vorratsbehälter 7 mit Graphitpulver 8·, dessen Pulverkörnchen vorher mit Kunstharzbindemittel wie Phenolformaldehyd umhüllt worden sind, auf die Mündung des Hohlraumes gesetzt und der Hohlraum mittels Schwerkraft wie in Fig. 2 gezeigt bis zu der Tiefe d mit dem Pulver ausgefüllt. Darauf wird der Vorratsbehälter 7 beiseite geschoben, wobei er in der Formvorrichtung eine Graphitpulverschicht mit der Dicke d zurückläßt (Fig. 3). Dann wird über die Mündung des Hohlraumes 3 eine Schablone 8 geschoben, die mit einer Anzahl von durchgehenden Öffnungen 8a versehen ist, die der Anzahl der in dem darunterliegenden Graphitpulver einzubettenden Spharoide entspricht (Fig. k). Darauf wird ein Sphäroide 10 enthaltender Vorratsbehälter 9 über die Schablone 8 geschoben (Fig. 5)1 wobei durch Schütteln des Inhalts des Behälters in jede in der Schablone 8 vorhandene Öffnung ein Sphäroid hineinfällt. Darauf wird der Vorratsbehälter 9 von der Schablone weggeschoben, und Stopfkolben 11 (Fig. 6) werden abgesenkt (Fig. 7), um die Spharoide in das Graphitpulver hineinzupressen. Dann werden die Kolben hochgeführt (Fig. 8) und die Schablone 8 beiseite geschoben (Fig. 9). Nunmehr wird der Stempel h um eine Stufe (Fig. 10) abgesenkt, wobei er einen Raum 12 mit der Tiefe d zur Aufnahme von weiterem Graphitpulver freimacht, zu welchem Zweck der Graphitvorrats- ä behälter 7 (Fig. 11 ) erneut über der Mündung des Hohlraumes angebracht wird, eine Verfahrensstufe, die der nach Fig. 2 entspricht. Darauf wird der vorstehnd beschriebene Arbeitszyklus solange wiederholt, bis genügend Monoschichten aufgebaut worden sind. Der Pressling wird dann, gewünschtenfalls in seiner Formvorrichtung, zu einer Heizeinrichtung transportiert und ohne Anwendung von weiteren Druck erhitzt, um den' Harzgehalt des Matrixmaterials·zu polymerisieren, woraus sich ein zusammenhängender Körper ergibt.

Patentansprüche 1

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Claims (3)

1. Patentansprüche

   Verfahren zum Formen eines spaltprodukthemmenden Brennstoffs in Form von umhüllten Sphäroiden und einen Füllstoff mit einem beigemischten polymerisierbaren Bindemittel enthaltenden Kernbrennstof fpresslings, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst ein Rohpressling gebildet wird, indem der Füllstoff mit dem Bindemittel in einer Formeinrichtung in einer Folge von Schichten aufgebracht und in jede Schicht vor dem Aufbringen der nächsten angrenzenden Schicht aus Füllstoff eine Monoschicht aus spaltprodukthemmenden Sphäroiden eingebracht wird, und daß nach Fertigstellung des Presslings das Bindemittel polymerisiert wird, um den Rohpressling in einen zusammenhängenden Körper zu formen.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Schichten aus Füllstoff und Sphäroiden abwechselnd in einen Hohlraum eingebracht werden, der allmählich schrittweise vergrössert wird, nachdem jede Schicht aus Sphäroiden eingebracht ist.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Monoschicht aus Sphäroiden eingebracht wird, indem sie in eine darunterliegende Schicht aus Füllstoff hineingepreßt wird.

   MB/Di - 22 835

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