WO1995030990A1 - Container for absorbing neutron radiation - Google Patents

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WO1995030990A1
WO1995030990A1 PCT/DE1995/000570 DE9500570W WO9530990A1 WO 1995030990 A1 WO1995030990 A1 WO 1995030990A1 DE 9500570 W DE9500570 W DE 9500570W WO 9530990 A1 WO9530990 A1 WO 9530990A1
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WO
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container
neutron
surface layer
base body
absorbing material
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Application number
PCT/DE1995/000570
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Inventor
Karl-Heinz Rudnick
Manfred Tennie
Günter Zeitzschel
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F1/00—Shielding characterised by the composition of the materials
    • G21F1/02—Selection of uniform shielding materials
    • G21F1/08—Metals; Alloys; Cermets, i.e. sintered mixtures of ceramics and metals

Definitions

  • the invention relates to a container for shielding a neutron emitting object.
  • such containers are produced from absorber parts as shafts, canisters or similar configurations which surround the object emitting neutrons.
  • the use of such containers enables e.g. the compact storage of neutron-emitting components from nuclear reactors.
  • EP 0 385 187 AI a fuel assembly storage rack is known, in the absorber plates in the assembled state a number of
  • the absorber sheets or absorber parts forming the shafts are made of neutron absorbing material, e.g. made of boron steel or borated sheet.
  • the absorber parts are usually manufactured in this way. that a certain proportion of e.g. 0.8 wt .-% boron is introduced into a molten base material. An absorber part produced from this melt is then further processed into a shaft, a canister or another container.
  • a disadvantage of this boron enrichment is that the base material becomes brittle through melting or storing over a certain amount of boron, so that further processing is extremely difficult and even impossible in special applications.
  • Another possibility of producing such an absorber part is to store the neutron absorbing material in a base material, for example made of aluminum or plastic (plastic mat), and then to provide this base material with austenitic sheets on both sides .
  • a base material for example made of aluminum or plastic (plastic mat)
  • this type of production of the absorber part has the disadvantage that a homogeneous distribution of the boron within the base material is not always guaranteed.
  • the requirement for a homogeneous distribution of the neutron-absorbing material in all areas of the absorber part must be strictly observed due to the risk of a criticality accident. This requirement also includes avoiding de-homogenization along the absorber part.
  • US Pat. No. 4,218,622 describes a composite neutron absorption part which has a thin carrier film or a thin carrier plate to which a polymer matrix is applied, in which boron-carbide particles are embedded. Glass fiber is preferably used as the material of the carrier film or the carrier plate. The boron carbide particles are evenly distributed on the surface of the polymer matrix and a boron concentration of up to 0.1 g / cm 2 is achieved. When the composite absorber part is used in a fuel pool, this absorber part has a thickness of up to 7 mm, is in the form of a film or
  • the invention is therefore based on the object of specifying an absorber container with which, while avoiding the disadvantages set out in the case of an intended use, secure shielding of the object emitting neutrons is ensured with a high degree of absorption in the entire area to be shielded .
  • This object is achieved in that a surface layer containing a neutron absorbing material is applied to a supporting base body of the container.
  • the surface layer containing the neutron absorbing material is preferably applied to the base body, as a result of which it is possible to achieve both a homogeneous distribution of the neutron absorbing material within a desired layer thickness and an extremely adhesive connection of the surface layer to the material of the base body to reach.
  • This in turn enables a particularly simple manufacture of the container to the desired shape, since the load-bearing parts of the container, which absorb the mechanical loads on the container, can be coated before or after assembly. A complicated structure with several load-bearing parts, between which the absorbent material is embedded, is therefore not necessary.
  • the coating with a homogeneous distribution of the neutron absorbing material results in a loss of this material, e.g. largely avoided by abrasion on the surface and a de-homogenization.
  • commercially available materials or ceramics for the base body i.e. as the base material. So far this has not been possible.
  • Boron is preferably used as the neutron absorbing material.
  • the surface layer containing the neutron absorbing material can be applied on the inside and / or on the outside.
  • the container is preferably an absorber shaft, which is constructed from a base body which is made from one piece, for example cast, or is composed of several parts, in particular metallic or ceramic sheets.
  • the surface layer is preferably applied by means of a coating process.
  • coating processes are e.g. plasma spraying as a thermal spraying process, high-performance cathode sputtering as a vacuum coating process (sputtering) or evaporation or soldering of hard material layers.
  • Such a container provided with a surface coating of a neutron absorbing material is conveniently, e.g. used within a fuel assembly storage rack, as a container or shaft for a fuel assembly of a nuclear reactor.
  • FIG. 1 shows a perspective view of an absorber shaft provided with a surface layer
  • FIG. 2 also shows a perspective view of an absorber shaft according to FIG. 1 made of interconnected absorber sheets.
  • the absorber shaft 1 which is square in cross section according to FIG. 1, serves to receive a fuel element (not shown).
  • the wall 2 of the absorber shaft 1 is made of one
  • the surface layer 4 is provided here on the outside of the wall 2. But it can also be applied to the inside of the wall 2.
  • a surface layer 4 can also be applied to both sides of the wall 2.
  • the surface layer 4 serves for the absorption of neutrons, which are emitted by the fuel element arranged inside the absorber shaft 1 and surrounded by the wall 2 or another object stored there.
  • the absorber shaft 1 is constructed from four absorber sheets 5 to 8 interlaced with one another.
  • the absorber sheets 5 to 8 are provided in a manner not shown in detail with slots which extend over part of their length and which engage in one another during assembly.
  • the absorber sheets 5 to 8 each have - as in the exemplary embodiment according to FIG. 1 - a base body 3 made of a metallic or ceramic material.
  • the basic body 3 of each absorber sheet 5 to 8 is provided on both sides with a surface layer 4 which contains the neutron-absorbing material.
  • each of the absorber sheets 5 to 8 forms part of the walls 2 of a plurality of adjacent absorber shafts 1. This is indicated in FIG. 2 by areas 9 which extend over the wall 2 of the through the absorber sheets 5 to 8 protruding absorber shaft 1 protrude.
  • the surface layer 4 is applied to the base body 3 by means of a surface treatment process.
  • a surface treatment process includes plasma spraying, high-performance cathode sputtering and vapor deposition or soldering hard material layers possible surface treatment or coating processes.
  • Another preferred surface coating method is to solder the surface layer 4 onto the base body 3.
  • boron or another neutron absorbing material is introduced into the solder. This enables the use of a commercially available sheet as the material for the base body 3. The material provided with the neutron absorbing material is soldered onto this sheet. As a result, both a homogeneous distribution within the surface layer 4 and an extremely adhesive connection between the surface layer 4 and the base body 3 are achieved.
  • brazing is usually used for the production of wear-resistant layers, as described, for example, in the article "Production and properties of wear-resistant layers with the aid of plastic-bonded hard / soldered parts" by H. Krappitz, U. Mürrle and J. Nauber is described in the Degussa brochure with the identification Do 175-1-105-589 DVS. It is common to all of the methods mentioned that a firm, stable metallic or metal-ceramic connection is produced between the base body 3, which can be metallic or ceramic, and the surface layer 4. In addition, the process ensures a homogeneous distribution of boron in the surface layer, both over the surface and the depth.
  • the container 1, on the base body 3 of which the surface layer 4 containing the neutron absorbing material is applied by one of the surface coating methods mentioned by way of example, can be brought into the desired shape in any manner.
  • the absorber shaft 1 is formed from a single base body 3.
  • the absorber part according to the exemplary embodiment according to FIG. 2 consists of a number of absorber plates 5 to 8, from which the absorber shaft 1 is composed.
  • the absorber part 1 described has the essential advantage over the prior art that it can also meet a requirement for higher absorption rates and thus a higher boron content. This in turn advantageously enables a particularly compact storage of fuel elements in the fuel assembly storage rack. A comparatively higher enrichment of the fuel elements to be stored is also advantageously possible while avoiding the risk of a criticality disturbance.

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Abstract

The container (1) is intended to shield a neutron-emitting object, e.g. a fuel element of a nuclear reactor in a fuel element supporting frame. In order to ensure particularly reliable shielding with, at the same time, a high degree of absorption, the invention proposes the application of a surface coating (4) of a neutron-absorbent material (e.g. boron). Here, a surface coating process known per se is preferably used, e.g. plasma spraying, sputtering or hard soldering. The container (1) with a surface coating (4) applied to e.g. a metal or ceramic substrate (3) is distinguished by a uniform distribution of the neutron-absorbent material over all areas of the container (1) and is particularly easy to process into a wide variety of shapes surrounding the neutron-emitting object.

Description

Beschreibungdescription
Behälter zur Absorption von NeutronenstrahlungContainer for the absorption of neutron radiation
Die Erfindung bezieht sich auf einen Behälter zum Abschirmen eines Neutronen aussendenden Gegenstandes.The invention relates to a container for shielding a neutron emitting object.
Zur Erreichung einer gewünschten Neutronenabsorption werden derartige Behälter aus Absorberteilen als Schächte, Kanister oder ähnlichen Konfigurationen hergestellt, die den Neutronen aussendenden Gegenstand umgeben. Der Einsatz solcher Behälter ermöglicht z.B. die kompakte Lagerung Neutronen abgebender Komponenten aus Kernreaktoren. So ist z.B. aus der EP 0 385 187 AI ein Brennelement-Lagergestell bekannt, bei dem Absorberbleche im montierten Zustand eine Anzahl vonTo achieve a desired neutron absorption, such containers are produced from absorber parts as shafts, canisters or similar configurations which surround the object emitting neutrons. The use of such containers enables e.g. the compact storage of neutron-emitting components from nuclear reactors. For example, from EP 0 385 187 AI a fuel assembly storage rack is known, in the absorber plates in the assembled state a number of
Schächten bilden, die die Brennelemente über deren gesamte Länge umschließen. Dabei sind die die Schächte bildenden Ab¬ sorberbleche oder Absorberteile aus Neutronen absorbierendem Material, z.B. aus Borstahl oder boriertem Blech, gefertigt.Form shafts that enclose the fuel elements over their entire length. The absorber sheets or absorber parts forming the shafts are made of neutron absorbing material, e.g. made of boron steel or borated sheet.
Die Absorberteile werden üblicherweise dadurch hergestellt. daß ein bestimmter Anteil von z.B. 0,8 Gew.-% Bor in ein schmelzflüssiges Grundmaterial eingebracht wird. Ein aus die¬ ser Schmelze hergestelltes Absorberteil wird anschließend zu einem Schacht, einem Kanister oder einem sonstigen Behälter weiterverarbeitet. Ein Nachteil dieser Boranreicherung be¬ steht allerdings darin, daß das Grundmaterial durch das Ein¬ schmelzen oder Einlagern über eine bestimmte Menge von Bor versprödet, so daß die Weiterverarbeitung äußerst schwierig und in speziellen Anwendungsfällen sogar unmöglich ist.The absorber parts are usually manufactured in this way. that a certain proportion of e.g. 0.8 wt .-% boron is introduced into a molten base material. An absorber part produced from this melt is then further processed into a shaft, a canister or another container. A disadvantage of this boron enrichment, however, is that the base material becomes brittle through melting or storing over a certain amount of boron, so that further processing is extremely difficult and even impossible in special applications.
Eine weitere Möglichkeit ein derartiges Absorberteil herzu¬ stellen besteht darin, das Neutronen absorbierende Material in einen Grundwerkstoff, z.B. aus Aluminium oder aus Kunst- Stoff (Kunststoffmatte) , einzulagern, und diesen Grundwerk¬ stoff anschließend auf beiden Seiten mit austenitischen Ble¬ chen zu versehen. Diese Art der Herstellung des Absorberteils hat allerdings den Nachteil, daß eine homogene Verteilung des Bors innerhalb des Grundwerkstoffs nicht immer gewährleistet ist. Die Forde¬ rung nach einer homogenen Verteilung des Neutronen absorbie- renden Materials in allen Bereichen des Absorberteils ist aber aufgrund der Gefahr eines Kritikalitätsstörfalls streng einzuhalten. Diese Forderung beinhaltet auch die Vermeidung einer Enthomogenisierung entlang des Absorberteils .Another possibility of producing such an absorber part is to store the neutron absorbing material in a base material, for example made of aluminum or plastic (plastic mat), and then to provide this base material with austenitic sheets on both sides . However, this type of production of the absorber part has the disadvantage that a homogeneous distribution of the boron within the base material is not always guaranteed. However, the requirement for a homogeneous distribution of the neutron-absorbing material in all areas of the absorber part must be strictly observed due to the risk of a criticality accident. This requirement also includes avoiding de-homogenization along the absorber part.
In der US-PS 4,218,622 ist ein zusammengesetztes Neutronenab¬ sorptionsteil beschrieben, welches eine dünne Trägerfolie oder ein dünnes Trägerblech aufweist, auf das eine Polymerma¬ trix aufgetragen ist, in die Bor-Karbid-Partikel eingelagert sind. Als Material der Trägerfolie bzw. des Trägerblechs wird bevorzugt Glasfaser verwendet. Die Bor-Karbid-Partikel sind gleichmäßig an der Oberfläche der Polymermatrix verteilt und es wird eine Borkonzentration von bis zu 0,1 g/cm2 erreicht. Bei einer Verwendung des zusammengesetzten Absorberteils in einem Brennelement-Lagerbecken hat dieses Absorberteil eine Dicke von bis zu 7 mm, ist in Form einer Folie oder einesUS Pat. No. 4,218,622 describes a composite neutron absorption part which has a thin carrier film or a thin carrier plate to which a polymer matrix is applied, in which boron-carbide particles are embedded. Glass fiber is preferably used as the material of the carrier film or the carrier plate. The boron carbide particles are evenly distributed on the surface of the polymer matrix and a boron concentration of up to 0.1 g / cm 2 is achieved. When the composite absorber part is used in a fuel pool, this absorber part has a thickness of up to 7 mm, is in the form of a film or
Bleches ausgestaltet und zwischen einer inneren Wand und ei¬ ner äußeren Wand aufgehängt. Inwieweit eine homogene Vertei¬ lung der an der Oberfläche der Polymermatrix angeordneten Bor-Karbid-Partikel über eine längere Zeit gewährleisten ist. insbesondere im Hinblick auf einen möglichen Abrieb an der Oberfläche, kann der US-PS 4,218,622 nicht entnommen werden. Die Problematik einer homogenen Verteilung von Neutronen ab¬ sorbierendem Material sowohl in der Fläche als auch im Volu¬ men bleibt auch bei dem in der US-PS 4,218,622 genannten Ab- sorberteil weiterhin bestehen.Sheets designed and hung between an inner wall and an outer wall. To what extent a homogeneous distribution of the boron carbide particles arranged on the surface of the polymer matrix can be guaranteed over a longer period of time. US Pat. No. 4,218,622, in particular with regard to possible abrasion on the surface, cannot be found. The problem of a homogeneous distribution of neutron absorbing material both in area and in volume also remains with the absorber part mentioned in US Pat. No. 4,218,622.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Absor¬ berbehälter anzugeben, mit dem unter Vermeidung der dargeleg¬ ten Nachteile bei einer bestimmungsgemäßen Anwendung eine si- chere Abschirmung des Neutronen aussendenden Gegenstands mit einem hohen Maß an Absorption im gesamten abzuschirmenden Be¬ reich gewährleistet ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf einen tragenden Grundkörper des Behälters eine ein Neutronen absorbierendes Material enthaltende Oberflächenschicht aufge¬ tragen ist.The invention is therefore based on the object of specifying an absorber container with which, while avoiding the disadvantages set out in the case of an intended use, secure shielding of the object emitting neutrons is ensured with a high degree of absorption in the entire area to be shielded . This object is achieved in that a surface layer containing a neutron absorbing material is applied to a supporting base body of the container.
Die das Neutronen absorbierende Material enthaltende Oberflä¬ chenschicht wird vorzugsweise auf den Grundkörper aufge¬ bracht, wodurch es möglich ist, sowohl eine homogene Vertei¬ lung des Neutronen absorbierenden Materials innerhalb einer gewünschten Schichtdicke als auch eine äußerst haftfähige Verbindung der Oberflächenschicht mit dem Werkstoff des Grundkörpers zu erreichen. Dies wiederum ermöglicht eine be¬ sonders einfache Herstellung des Behälters zur gewünschten Form, da die tragenden Teile des Behälters, welche die mecha- nisehen Belastungen des Behälters aufnehmen, vor oder nach einem Zusammenbau beschichtet werden können. Ein komplizier¬ ter Aufbau mit mehreren tragenden Teilen, zwischen denen das absorbierende Material eingelagert wird, entfällt somit. Zu¬ dem ist durch die Beschichtung mit homogener Verteilung des Neutronen absorbierenden Materials ein Verlust an diesem Ma¬ terial, z.B. durch Abrieb an der Oberfläche, sowie eine Ent- homogenisierung weitestgehend vermieden. Auch können handels¬ üblich zugelassene Werkstoffe oder auch Keramiken für den Grundkörper, d.h. als Grundwerkstoff, verwendet werden. Dies war bisher nicht möglich.The surface layer containing the neutron absorbing material is preferably applied to the base body, as a result of which it is possible to achieve both a homogeneous distribution of the neutron absorbing material within a desired layer thickness and an extremely adhesive connection of the surface layer to the material of the base body to reach. This in turn enables a particularly simple manufacture of the container to the desired shape, since the load-bearing parts of the container, which absorb the mechanical loads on the container, can be coated before or after assembly. A complicated structure with several load-bearing parts, between which the absorbent material is embedded, is therefore not necessary. In addition, the coating with a homogeneous distribution of the neutron absorbing material results in a loss of this material, e.g. largely avoided by abrasion on the surface and a de-homogenization. Also commercially available materials or ceramics for the base body, i.e. as the base material. So far this has not been possible.
Als Neutronen absorbierendes Material wird vorzugsweise Bor verwendet. Dabei kann die das Neutronen absorbierende Materi¬ al enthaltende Oberflächenschicht auf der Innenseite und/oder auf der Außenseite aufgebracht sein. Durch Aufbringen derBoron is preferably used as the neutron absorbing material. The surface layer containing the neutron absorbing material can be applied on the inside and / or on the outside. By applying the
Oberflächenschicht sowohl auf der Innenseite als auch auf der Außenseite ist auch im Fall eines Risses in einer der Ober¬ flächenschichten eine sichere Abschirmung gewährleistet, da der Riß von der jeweils gegenüberliegenden Oberflächenschicht mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit abgeschattet ist. Vorzugsweise ist der Behälter ein Absorberschacht, welcher aus einem Grundkörper aufgebaut ist, der aus einem Stück ge¬ fertigt ist, beispielsweise gegossen ist, oder aus mehreren Teilen, insbesondere metallischen oder keramischen Blechen, zusammengesetzt ist.In the case of a crack in one of the surface layers, a secure shielding is guaranteed both on the inside and on the outside, since the crack is shaded by the opposite surface layer with a probability bordering on certainty. The container is preferably an absorber shaft, which is constructed from a base body which is made from one piece, for example cast, or is composed of several parts, in particular metallic or ceramic sheets.
Die Oberflächenschicht wird vorzugsweise mittels eines Be- schichtungsverfahrens aufgebracht. Derartige Beschichtungs- verfahren sind z.B. das Plasmaspritzen als thermisches Spritzverfahren, das Hochleistungskathodenzerstäuben als Va- kuumbeschichtungsverfahren (Sputtern) oder das Aufdampfen oder Auflöten von Hartstoffschichten.The surface layer is preferably applied by means of a coating process. Such coating processes are e.g. plasma spraying as a thermal spraying process, high-performance cathode sputtering as a vacuum coating process (sputtering) or evaporation or soldering of hard material layers.
Ein derartiger mit einer Oberflächenbeschichtung aus einem Neutronen absorbierenden Material versehener Behälter wird zweckmäßigerweise, z.B. innerhalb eines Brennelement-Lagerge¬ stells, als Behälter oder Schacht für ein Brennelement eines Kernreaktors verwendet .Such a container provided with a surface coating of a neutron absorbing material is conveniently, e.g. used within a fuel assembly storage rack, as a container or shaft for a fuel assembly of a nuclear reactor.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einerAn embodiment of the invention is based on a
Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:Drawing explained in more detail. In it show:
Figur 1 in perspektivischer Darstellung einen mit einer Oberflächenschicht versehenen Absorberschacht, und1 shows a perspective view of an absorber shaft provided with a surface layer, and
Figur 2 ebenfalls in perspektivischer Darstellung einen Ab¬ sorberschacht gemäß Figur 1 aus miteinander verschränkten Ab¬ sorberblechen.FIG. 2 also shows a perspective view of an absorber shaft according to FIG. 1 made of interconnected absorber sheets.
Einander entsprechende Teile sind in beiden Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided with the same reference symbols in both figures.
Der gemäß Figur 1 im Querschnitt quadratische Absorberschacht 1 dient zur Aufnahme eines (nicht dargestellten) Brennele- ments. Die Wandung 2 des Absorberschachts 1 ist aus einemThe absorber shaft 1, which is square in cross section according to FIG. 1, serves to receive a fuel element (not shown). The wall 2 of the absorber shaft 1 is made of one
Grundkörper 3 und einer auf diesen aufgebrachten Oberflächen¬ schicht 4 aus Neutronen absorbierendem Material, z.B. Bor, aufgebaut. Die Oberflächenschicht 4 ist hier auf der Außen¬ seite der Wandung 2 vorgesehen. Sie kann aber auch auf der Innenseite der Wandung 2 aufgebracht sein. Auch kann auf bei¬ den Seiten der Wandung 2 eine Oberflächenschicht 4 aufge- bracht sein.Base body 3 and a surface layer 4 made of neutron absorbing material, for example boron, applied thereon built up. The surface layer 4 is provided here on the outside of the wall 2. But it can also be applied to the inside of the wall 2. A surface layer 4 can also be applied to both sides of the wall 2.
Die Oberflächenschicht 4 dient zur Absorption von Neutronen, die von dem innerhalb des Absorberschachtes 1 angeordneten und von der Wandung 2 umgebenen Brennelement oder einem ande- ren dort eingelagerten Gegenstand ausgesendet werden.The surface layer 4 serves for the absorption of neutrons, which are emitted by the fuel element arranged inside the absorber shaft 1 and surrounded by the wall 2 or another object stored there.
Bei dem Auεführungsbeispiel gemäß Figur 2 ist der Absorber¬ schacht 1 aus vier miteinander verschränkten Absorberblechen 5 bis 8 aufgebaut. Dazu sind die Absorberbleche 5 bis 8 in nicht näher dargestellter Art und Weise mit über einen Teil ihrer Länge verlaufenden Schlitzen versehen, die beim Zusam¬ menbau ineinandergreifen.In the exemplary embodiment according to FIG. 2, the absorber shaft 1 is constructed from four absorber sheets 5 to 8 interlaced with one another. For this purpose, the absorber sheets 5 to 8 are provided in a manner not shown in detail with slots which extend over part of their length and which engage in one another during assembly.
Die Absorberbleche 5 bis 8 weisen jeweils - ebenso wie im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 - einen Grundkörper 3 aus einem metallischen oder keramischen Werkstoff auf. Der Grund¬ körper 3 jedes Absorberbleches 5 bis 8 ist auf beiden Seiten jeweils mit einer Oberflächenschicht 4 versehen, die das Neu¬ tron -- absorbierende Material enthält.The absorber sheets 5 to 8 each have - as in the exemplary embodiment according to FIG. 1 - a base body 3 made of a metallic or ceramic material. The basic body 3 of each absorber sheet 5 to 8 is provided on both sides with a surface layer 4 which contains the neutron-absorbing material.
Wie in Figur 2 angedeutet ist, bildet jedes der Absorberbie- che 5 bis 8 einen Teil der Wandungen 2 mehrerer benachbarter Absorberschächte 1. Dies ist in Figur 2 durch Bereiche 9 an¬ gedeutet, die über die Wandung 2 des durch die Absorberbleche 5 bis 8 gebildeten Absorberschachtes 1 hinausragen.As indicated in FIG. 2, each of the absorber sheets 5 to 8 forms part of the walls 2 of a plurality of adjacent absorber shafts 1. This is indicated in FIG. 2 by areas 9 which extend over the wall 2 of the through the absorber sheets 5 to 8 protruding absorber shaft 1 protrude.
Bei der Herstellung der für die Absorberschächte 1 verwende¬ ten Absorberteile 2 und 5 bis 8 wird die Oberflächenschicht 4 mittels eines Oberflächen-Behandlungsverfahrens auf den Grundkörper 3 aufgebracht. Dabei sind das Plasmaspritzen, das Hochleistungskathodenzerstäuben (Sputtern) und das Aufdampfen oder Auflöten von Hartstoffschichten mögliche Oberflächen-Be- handlungs- oder Beschichtungsverfahren.In the manufacture of the absorber parts 2 and 5 to 8 used for the absorber shafts 1, the surface layer 4 is applied to the base body 3 by means of a surface treatment process. This includes plasma spraying, high-performance cathode sputtering and vapor deposition or soldering hard material layers possible surface treatment or coating processes.
Das z.B. in der Druckschrift "Metallwissenschaft und Tech- nik", 47. Jhg., Heft 3, März 1993, Seiten 230 bis 235, be¬ schriebene Plaεmaspritzverfahren wird üblicherweise auf den Gebieten des Verschleiß- und Korrosionsschutzes sowie bei der Herstellung von Isolationsschichten angewendet. In dieser Druckschrift sind auf den Seiten 241 bis 244 für die gleichen Anwendungsgebiete auch die Beschichtungsverfahren durchThat e.g. The plasma spraying process described in the publication "Metallwissenschaft und Technik", 47th century, issue 3, March 1993, pages 230 to 235, is usually used in the fields of wear and corrosion protection and in the production of insulation layers. In this publication, on pages 241 to 244, the coating processes for the same areas of application are also available
Hochleistungskathodenzerstäuben und Verdampfen beschrieben.High performance cathode sputtering and evaporation described.
Ein weiteres, bevorzugtes Oberflächen-Beschichtungsverfahren besteht darin, die Oberflächenschicht 4 auf den Grundkörper 3 aufzulöten. Dabei wird anstelle der bisher üblichen Zu¬ schlagsstoffe oder zusätzlich zu diesen Zuschlagsstoffen Bor oder ein anderes Neutronen absorbierendes Material in das Lot eingebracht. Dies ermöglicht die Verwendung eines handelsüb¬ lichen Blechs als Werkstoff für den Grundkörper 3. Auf dieses Blech wird der mit dem Neutronen absorbierenden Material ver¬ sehene Werkstoff aufgelötet. Dadurch wird sowohl eine homoge¬ ne Verteilung innerhalb der Oberflächenschicht 4 als auch ei¬ ne äußerst haftfähige Verbindung zwischen der Oberflächen¬ schicht 4 und dem Grundkörper 3 erreicht.Another preferred surface coating method is to solder the surface layer 4 onto the base body 3. Instead of the usual additives or in addition to these additives, boron or another neutron absorbing material is introduced into the solder. This enables the use of a commercially available sheet as the material for the base body 3. The material provided with the neutron absorbing material is soldered onto this sheet. As a result, both a homogeneous distribution within the surface layer 4 and an extremely adhesive connection between the surface layer 4 and the base body 3 are achieved.
Ebenso wie das Plasmaspritzen oder Sputtern wird auch das Hartlöten üblicherweise zur Herstellung verschleißfester Schichten angewendet, wie es z.B. in dem Aufsatz "Herstellung und Eigenschaften verschleißfester Schichten mit Hilfe kunst- stoffgebundener Hartstoff-/Lotformteile" von H. Krappitz, U. Mürrle und J.. Nauber in dem Prospekt der Firma Degussa mit der Kennzeichnung Do 175-1-105-589 DVS beschrieben ist. Allen genannten Verfahren gemeinsam ist, daß zwischen dem Grundkörper 3, der metallisch oder keramisch sein kann, und der Oberflächenschicht 4 eine feste, beständige metallische bzw. metall-keramische Verbindung hergestellt wird. Zudem wird mit den Verfahren eine homogene Verteilung des Bors in der Oberflächenschicht, sowohl über die Fläche als auch die Tiefe erreicht.Just like plasma spraying or sputtering, brazing is usually used for the production of wear-resistant layers, as described, for example, in the article "Production and properties of wear-resistant layers with the aid of plastic-bonded hard / soldered parts" by H. Krappitz, U. Mürrle and J. Nauber is described in the Degussa brochure with the identification Do 175-1-105-589 DVS. It is common to all of the methods mentioned that a firm, stable metallic or metal-ceramic connection is produced between the base body 3, which can be metallic or ceramic, and the surface layer 4. In addition, the process ensures a homogeneous distribution of boron in the surface layer, both over the surface and the depth.
Der Behälter 1, auf dessen Grundkörper 3 die das Neutronen absorbierende Material enthaltende Oberflächenschicht 4 nach einem der beispielhaft genannten C arflächen-Beschichtungs- verfahren aufgebracht ist, kann in beliebiger Weise in die gewünschte Form gebracht werden. So ist gemäß dem Ausfüh¬ rungsbeispiel nach Figur 1 der Absorberschacht 1 aus einem einzelnen Grundkörper 3 geformt. Demgegenüber besteht das Ab¬ sorberteil gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Figur 2 aus ei¬ ner Anzahl von Absorberblechen 5 bis 8, aus denen der Absor¬ berschacht 1 zusammengesetzt ist.The container 1, on the base body 3 of which the surface layer 4 containing the neutron absorbing material is applied by one of the surface coating methods mentioned by way of example, can be brought into the desired shape in any manner. Thus, according to the exemplary embodiment according to FIG. 1, the absorber shaft 1 is formed from a single base body 3. In contrast, the absorber part according to the exemplary embodiment according to FIG. 2 consists of a number of absorber plates 5 to 8, from which the absorber shaft 1 is composed.
Das beschriebene Absorberteil 1 hat gegenüber dem Stand der Technik den wesentlichen Vorteil, daß auch eine Forderung nach -jrgleichs eise höheren Absorptionsraten und damit höhe¬ rem Borgehalt erfüllt werden kann. Dies wiederum ermöglicht in vorteilhafter Weise eine besonders kompakte Lagerung von Brennelementen im Brennelement-Lagergestell. Dabei ist vor¬ teilhafterweise auch eine vergleichsweise höhere Anreicherung der zu lagernden Brennelemente unter Vermeidung der Gefahr einer Kritikalitätsstörung möglich. The absorber part 1 described has the essential advantage over the prior art that it can also meet a requirement for higher absorption rates and thus a higher boron content. This in turn advantageously enables a particularly compact storage of fuel elements in the fuel assembly storage rack. A comparatively higher enrichment of the fuel elements to be stored is also advantageously possible while avoiding the risk of a criticality disturbance.

Claims

Patentansprüche Claims
1. Behälter (1) zum Abschirmen eines Neutronen aussendenden Gegenstands mit einem tragenden Grundkörper (3), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß auf den Grundkörper eine Oberflächenschicht (4) aufgebracht ist, die ein Neutronen absorbierendes Material enthält.1. container (1) for shielding a neutron-emitting object with a supporting base body (3), so that a surface layer (4) is applied to the base body, which contains a neutron-absorbing material.
2. Behälter (1) nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Neu¬ tronen absorbierende Material in der Oberflächenschicht homo¬ gen verteilt ist.2. Container (1) according to claim 1, which also means that the neutron-absorbing material is homogeneously distributed in the surface layer.
3. Behälter (1) nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die das Neutronen absorbierende Material enthaltende Oberflächen¬ schicht (4) auf der Innenseite und/oder auf der Außenseite aufgebracht ist.3. Container (1) according to claim 1 or 2, so that the surface layer (4) containing the neutron absorbing material is applied on the inside and / or on the outside.
4. Behälter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Neu¬ tronen absorbierende Material ein Bor enthaltender Werkstoff ist.4. Container (1) according to one of claims 1 to 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the neutron absorbing material is a boron-containing material.
5. Behälter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Grundkörper (3) aus einem metallischen oder keramischen Mate¬ rial besteht.5. A container (1) according to one of claims 1 to 4, that the base body (3) consists of a metallic or ceramic material.
6. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß dieser ein Absorberschacht ist, welcher aus einem einzigen Stück oder aus miteinander befestigten Blechen aufgebaut ist.6. Container according to one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that this is an absorber shaft, which is constructed from a single piece or from sheet metal fastened together.
7. Verfahren zur Herstellung eines Behälters zum Abschirmen eines Neutronen aussendenden Brennelementes, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Grundkörper (3) des Behälters (1) mit einer Oberflächen¬ schicht (4) überzogen wird, die ein Neutronen absorbierendes Material enthält, wobei die Oberflächenschicht (4) mittels eines Beschichtungsverfahrens zur Herstellung einer haftfähi- gen Verbindung zwischen der Oberflächenschicht (4) und dem Grundkörper (3), wie z.B. thermisches Spritzen (Plasma-sprit- zen) , Kathodenzerstäubung (Sputtern) , Verdampfen oder Löten aufgebracht wird.7. A method for producing a container for shielding a neutron emitting fuel element, characterized in that a Base body (3) of the container (1) is coated with a surface layer (4) which contains a neutron absorbing material, the surface layer (4) using a coating method for producing an adhesive connection between the surface layer (4) and the base body (3), such as thermal spraying (plasma spraying), cathode sputtering (sputtering), evaporation or soldering.
8. Verwendung eines Behälters (1) mit einem tragenden Grund¬ körper (3), auf welchen Grundkörper (3) eine Oberflächen¬ schicht (4) aufgebracht ist, die ein Neutronen absorbierendes Material enthält, in einer Vorrichtung zur Lagerung von Brennelementen einer Kernkraftanlage. 8. Use of a container (1) with a supporting base body (3), on which base body (3) a surface layer (4) is applied, which contains a neutron absorbing material, in a device for storing fuel elements of a nuclear power plant .
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7170073B2 (en) 2002-09-11 2007-01-30 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Stainless steel product containing B and method for production thereof
US8187720B2 (en) * 2005-11-14 2012-05-29 Lawrence Livermore National Security, Llc Corrosion resistant neutron absorbing coatings

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19640390C2 (en) * 1996-09-30 2000-11-02 Siemens Ag Absorption element and absorption structure for the absorption of neutrons, and method for producing the absorption element
DE19706758A1 (en) * 1997-02-20 1998-05-07 Siemens Ag Apparatus used to store spent fuel elements from nuclear power stations
DE19714284C2 (en) * 1997-04-07 2002-03-07 Framatome Anp Gmbh Absorber element for neutron absorption and fuel element storage rack as well as neutron absorbing material
EP1941516A2 (en) * 2005-09-06 2008-07-09 Honeywell International Inc. Radio-opaque coatings used as shielding for radiation sources

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0016252A1 (en) * 1979-02-21 1980-10-01 The Carborundum Company A method of manufacturing a neutron absorbing article and neutron absorbing articles
EP0055679A2 (en) * 1980-12-31 1982-07-07 Framatome Container for under water storage of irradiated fuel assemblies, and method to realize such a container
CH655595B (en) * 1982-07-07 1986-04-30
JPH01208446A (en) * 1988-02-17 1989-08-22 Hitachi Zosen Corp Neutron-absorptive aluminum alloy

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4218622A (en) * 1978-01-17 1980-08-19 The Carborundum Company Neutron absorbing article and method for manufacture thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0016252A1 (en) * 1979-02-21 1980-10-01 The Carborundum Company A method of manufacturing a neutron absorbing article and neutron absorbing articles
EP0055679A2 (en) * 1980-12-31 1982-07-07 Framatome Container for under water storage of irradiated fuel assemblies, and method to realize such a container
CH655595B (en) * 1982-07-07 1986-04-30
JPH01208446A (en) * 1988-02-17 1989-08-22 Hitachi Zosen Corp Neutron-absorptive aluminum alloy

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DATABASE WPI Week 9002, Derwent World Patents Index; AN 90-010675 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7170073B2 (en) 2002-09-11 2007-01-30 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Stainless steel product containing B and method for production thereof
US8187720B2 (en) * 2005-11-14 2012-05-29 Lawrence Livermore National Security, Llc Corrosion resistant neutron absorbing coatings
US8580350B2 (en) * 2005-11-14 2013-11-12 Lawrence Livermore National Security, Llc Corrosion resistant neutron absorbing coatings

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