NO750407L - - Google Patents

Description

Kjernebrenselelement og fremgangsmåte ved fremstilling derav

Oppfinnelsen angår kjernebrenselelementer for anvendelse i kjernespaltningsreaktorers kjerne, og mer spesielt etkjerne-brenselelement med en foring anordnet mellom hylsen og kjernebrenselmaterialet og et sterkt smorevirkende materiale i form av et belegg anordnet mellom foringen og hylsen„

Kjernereaktorer bli" for tiden konstruert, bygget opp og drevet hvori kjernebrenslet inneholdes i brenselelementer som kan ha forskjellige geometriske former, som plater, ror eller staver0 Brenselmaterialet er som regel omgitt av en korrosjonsmotstands-dyktig, ureaktiv, varmeledende beholder eller hylse. Elementene anordnes sammen i et gitterverk med fast avstand fra hverandre i en kanal eller et område for gjennomstrømning av et kjblemiddel, og et tilstrekkelig antall brenselrnontasjer kombineres for erhol-delse av en montasj.e eller reaktorkjerne hvori en selvunderholdt kjedespaltningsreaksjon finner sted. Kjernen er på sin side omgitt av en reaktorbeholder hvorigjennom et kjolemiddel ledes.

Hylsen tjener to hovedformål. Den skal for det forste hindre kontakt og kjemiske omsetninger mellom kjernebrenslet og kjolemidlet og/eller en eventuelt anvendt moderator, og for det annet skal den hindre at de radioaktive spaltningsprodukter, hvorav enkelte er gasser, avgis fra brenslet til kjolemidlet og/eller en eventuelt anvendt moderator0Vanlige hylsematerialer er rustfritt stål, aluminium eller aluminiumlegeringer, zirkonium eller zirkoniumlegeringer, niob, visse magnesiumlegeringer og andre metaller. Hvis hylsen svikter, dvs. at den ikke lenger er tett overfor lekkasjer, kan kjolemidlet eller moderatoren og de til-knyttede systemer forurenses med radioaktive produkter med lang halveringstid slik at 'det uheldig innvirker på driften av an-legget,,

Det har oppstått problemer ved fremstilling og drift av kjernebrenselelementer hvori anvendes visse metaller og legeringer som hylsemateriale, på grunn av at disse hylsematerialer reagerer mekanisk eller kjemisk under visse omstendigheter. Zirkonium og zirkoriiumlegeringer er under normale forhold utmerkede hylsematerialer for kjernebrensel da de har lavt noytronabsorpsjons-■ tverrsnitt og ved temperaturer under ca. 3l5°C er sterke, duktile, meget stabile og ureaktive i nærvær av avminerali sert vann eller vanndamp som er vanlig anvendt som kjolemidler og moderatorer for reaktorer. Inne i et lukket brenselelement kan imidlertid den hydrogengass som utvikles på grunn av den langsomme reaksjon mellom hylsen og restvannet inne i hylsen, forekomme i så store mengder at disse under visse betingelser kan fore til en lokal hydratisering av hylsen med derav folgende lokal forringelse av hylsens mekaniske egenskaper0Hylsen påvirkes også uheldig av slike gasser som oxygen, nitrogen, carbonmonoxyd og carbondioxyd innen et vidt .temperaturområdecDessuten er det under bruk av brenselelementer oppstått problemer i forbindelse med avspaltning av hylsen på grunn av innbyrdes påvirkning mellom kjernebrenslet, hylsen og de spaltningsprodukter som dannes under kjernespaltningsreaksjoner 0

Zirkoniumhylsen for et kjernebrenselelement utsettes for

en eller flere av de ovennevnte gasser og spaltningsprodukter under bestråling i en kjernereaktor, og dette forekommer til tross for at disse gasser- ikke behover å være tilstede i kjolemidlet eller moderatoren for reaktoren og dessuten kan ha vært utelukket så langt som mulig fra den omgivende atmosfære under fremstillingen av hylsen og brenselelementet. Sintrede ildfaste og keramiske materialer, som urandioxyd og andre materialer som anvendes som kjernebrensel, avgir målbare mengder av de ovennevnte gasser når de oppvarmes, som f.eks. under fremstillingen av brenselelementet og spesielt under bestrålingen. Det er kjent at partikkelformige ildfaste og keramiske materialer, som urandioxyd-pulver og andre pulvere som anvendes som kjernebrensel, avgir ennu storre mengder av de ovennevnte gasser under bestrålingen. Disse avgitte gasser kan reagere med zirkoniumhylsen for kjernebrenslet. Denne reaksjon kan fore til at hylsen blir spro, og dette bringer brenselelementets strukturmessige helhet i fare. Selv om vann og vanndamp ikke behover 'å reagere direkte for å fore til dette resultat, vil vanndamp reagere med zirkonium og zirkoniumlegeringer ved hoye temperaturer under dannelse av hydrogen, og denne

gass reagerer derefter lokalt med zirkoniumet og zirkoniumleger-ingene slik at disse blir sproe. En avgivelse av disse rest-gasser inne i det lukkede brenselelement som er omgitt av metall- - hylsen, oker også det innvendige trykk i elementet og medforer således ytterligere påkjenninger i nærvær av korroderende betingelser. Det er forst nylig blitt funnet at disse uonskede resultater forsterkes av de lokale mekaniske påkjenninger som skyldes at• kjernebrenslet og hylsen har forskjellig ekspansjon (lokal påkjenning ved UC^-sprekker)„ Korroderende gasser avgis fra disse sprekker i brenslet noyaktig på det sted hvor en lokal påkjenning forekommer ved grenseflaten mellom sprekkene i brenslet og hylsens overflate. Denne lokale påkjenning forsterkes av den hoye friksjon mellom brenslet og hylsen0

Det har derfor vært onskelig å nedsette til et minimum det angrep som hylsen utsettes for fra vann, vanndamp og andre gasser, spesielt hydrogen, som reagerer med hylsen fra innsiden av brenselelementet når dette anvendes under drift av kjernekraftanleggcFor å lose dette problem er det blitt forsokt å finne frem til materialer som kjemisk vil reagere hurtig med vann, vanndamp og andre gasser for å fjerne disse fra hylsens indre, og slike materialer betegnes som oppfangningsmaterialer ("getters")o

Det er også blitt forsokt å belegge kjernebrenselmaterialet med et keramisk materiale for å hindre at fuktighet kommer i kontakt med kjernebrenselmaterialet, som beskrevet i US patentskrift nr. 3108936o I US patentskrift nr03085059 er beskrevet et brenselelement som omfatter en metallhylse inneholdende en eller flere pellets av et spaltbart keramisk materiale og et lag av et glassaktig materiale som er^ bundet til de -keramiske pellets slik at det fås et lag mellom hylsen og kjernebrenslet for å sikre en jevn og god varmeledning fra pelletene til hylsen0 I US patentskrift nrc 2873238 er beskrevet med kapper forsynte spaltbare uranplugger som er anbragt i en metallhylse, og hvor de beskyttende kapper eller overtrekk for pluggene består av et bindelag av en

sink/aluminiumlegeringoI US patentskrift nr. 28^9387 er beskrevet en med en kappe forsynt spaltbar gjenstand som omfatter en rekke deler av kjernebrensel som er forsynt med kapper med åpne ender eg som er blitt dyppet i et smeltet bad av et bindemateriale for å få en effektiv varmeledende binding mellom uranbrenseldelene og beholderen (eller hylsen)0Belegget er beskrevet som bestående av en hvilken som helst metallegering med gode varmeledningsegen-

skaper, og som eksempler på slike legeringer er angitt aluminium/

silicium- og sink/aluminium-legeringer„ I den tilgjengeliggjorte japanske patentsøknad nr. SHO h- 7- k6559 av 2<*>f. november 1972 er beskrevet en fremgangsmåte hvor adskilte kjernebrenselpartikler kompakteres i en carbonholdig brenselgrunnmasse ved å belegge brenselpartiklene med et glatt carbonholdig belegg med hoy egen-vekt. En annen belegningsmetode er beskrevet i den tilgjengeliggjorte japanske patentsøknad nr. SHO )+7-l<J>+200 hvor en av to pelletgrupper belegges med et lag av siliciumcarbid og den annen gruppe med et lag av pyrogent fremstilt carbon eller et metall-carbid.

Belegningen av kjernebrenselmaterialer medforer problemer hva gjelder kjernebrenselmaterialets påli»telighet da det er vanskelig å oppnå feilfrie, jevne belegg. Dessuten kan en ned-brytning av belegget medfore problemer i forbindelse med et kjernebrenselmateriale ved lengre tids anvendelse."

Det er dessuten blitt forsokt å anordne et sperreskikt mellom kjernebrenselmaterialet og hylsen for dette, som beskrevet i US patentskrift nr. 3230150 (kobberfolie), tysk.utlegningsskrift nr. 1238115 (titanlag), US patentskrift nr. 3212988 (ark av zirkonium, aluminium eller beryllium), US patentskrift nr.3018238

(sperreskikt av krystallinsk carbon mellom UOg og zirkoniumhylsen)

og US patentskrift nr. 3088893 (folie av rustfritt stål). Selv om denne anvendelse' av et sperreskikt virker lovende, anvendes ifolge flere av de ovennevnte publikasjoner materialer som er uforenelige med kjernebrenslet (f.eks. carbon kan reagere med oxygen fra kjernebrenslet) eller hylsen (f.eks. kobber og andre metaller eller carbon kan diffundere inn i. hylsen og forandre dens egenskaper) eller kjernespaltningsreaksjonen (f.eks. ved at de virker som noytronabsorbatorer). I ingen av de angitte publikasjoner er det beskrevet losninger for det nylig oppdagede problem som er forbundet med lokal påkjenning på grunn av den hoye friksjon mellom kjernebrenslet og hylsen. Det er derfor onskelig å utvikle kjernebrenselementer under hel eller i det vesentlige hel unngåelse av de ovennevnte problemer.

Den foreliggende oppfinnelse angår således et kjernebrenselelement som er særpreget ved at det omfatter en lang hylsebeholder, et lag med et sterkt smorende materiale anordnet i og nær hylsebeholderen, en foring av et metall med lavt noytronoppfangningstverrsnitt anordnet i hylsebeholderen og nær laget, en sentral

kjerne av en masse av kjernebrenselmateriale anordnet i og slik

at det delvis fyller beholderen og slik at det i denne dannes et innvendig hulrom, et avstengningsstykke som er integrerende festet til og forseglet ved hver ende av beholderen, og en anordning for å holde kjernebrenselmaterialet på plass i hulrommet.

Foringen utgjores fortrinnsvis av zirkonium, en zirkonium-legering, niob eller en nioblegering. Foringen tjener som et foretrukket reaksjonssted for omsetning med flyktige forurensninger eller spaltningsprodukter som er tilstede inne i kjernebrenselelementet, og tjener på denne måte til å beskytte hylsen fra å utsettes for og angripes av de flyktige forurensninger eller spaltningsprodukter. Under kjernespaltningsreaksjoner i en kjernereaktor har foringen en hoyere omgivende temperatur enn hylsen. Denne har en fullstendig uforandret utformning og funk-sjon fra hylser som hittil er blitt vanlig anvendt for kjernereaktorer. Materialet med hoy.smoreevne virker som en grense-flate mellom foringen og hylsen og nedsetter friksjonen og lokale hoye påkjenninger på hylsen. Som foretrukne materialer med hoy smoreevne kan nevnes grafitt, molybdendisulfid•og andre uorganiske forbindelser med lagdelt krystallstruktur0Det foreliggende kjernebrenselelament byr på den meget vesentlige fordel at intet materiale med hoy smoreevne (spesielt intet carbonholdig materiale) befinner seg i kontakt med kjernebrenslet under kjedespalt-ningsreaksjonene.

Oppfinnelsen vil bli nærmere beskrevet under henvisning til tegningene, hvorav

Fig. 1 viser et delvis avdekket snitt gjennom en kjerne-brenselmontasje inneholdende kjernebrensel^elementer ifolge oppfinnelsen, Fig. 2 viser oppbygningen av et kjernebrenselelement ifolge oppfinnelsen, og Fig. 3 viser et snitt i forstorret målestokk gjennom kjernebrenselelementet ifolge Fig. 2.

På Fig. 1 er vist et delvis avdekket snitt gjennom en kjerne-brenselmontasje 10. Denne består av en rorformig gjennomstr6m-ningskanal 11 med i det vesentlige kvadratisk tverrsnitt og ved sin ovre ende forsynt med en lofteboyle 12 og ved sin nedre ende med et nesestykke (ikke vist på grunn av at den nedre del av montasjen 10 er blitt sloyfet). Kanalens 11 ovre ende er åpen ved 13, og den nedre ende av nesestykket er forsynt med gjennom- stromningsåpninger for kjolemiddel. En rekke brenselelementer eller staver lh er anordnet i kanalen 11 og understottes i denne ved hjelp av en ovre endeplate V? og en nedre endeplate (ikke vist på grunn av at den nedre del av montasjen 10 er blitt sloyfet). Det flytende kjolemiddel kommer vanligvis inn gjennom åpningene i den nedre ende av nesestykket, strommer oppad rundt brenselementet 1<*>+ og fjernes gjennom det ovre utlop 13 i delvis fordampet, .tilstand for kokende reaktorer eller i ufordampet tilstand for trykkreaktorer ved forhoyet temperatur.

Kjernebrenselelementene eller -stavene 1<*>+ er lukket ved sine ender ved hjelp av endeplugger 18 som er sveiset til hylsen 17 og som kan omfatte stusser 19 for at brenselstaven lettere skal holdes på plass i montasjen. Et tomrom eller fellesrom 20 er anordnet ved en ende av elementet for at brenselmaterialet skal kunne ekspandere i lengderetning og for oppsamling av gasser av-gitt fra brenselmaterialet. En anordning 2h i form av et spiralformig element for å holde kjernebrenselmaterialet på plass er anordnet i rommet 20 for å hemme en aksial bevegelse av pellet-soylen, spesielt når brenselelementet håndteres og transporteres.

Brenselelementet er slik laget at det skal gi en utmerket varmekontakt mellom hylsen og brenselmaterialet, et minimum av parasittisk noytronabsorpsjon'og en god motstandsdyktighet overfor boying og vibrering som av og til forårsakes av kjolemidlet som strommer med hoy hastighet.

På fig. 2 er vist fremadskridende delsnitt av et kjernebrenselelement eller -stav 1^- ifolge oppfinnelsen. Brenselelementet omfatter en kjerne eller sentral sylindrisk del av kjernebrenselmaterialet 16 som her er vist som en rekke brenselpellets av et spaltbart og/eller fertilt materiale som er anordnet i en hylse eller beholder 17. I enkelte tilfeller kan brenselpelletene har for-skjellig form, som sylindriske pellets eller kuler, og i andre tilfeller kan forskjellige brenselformer, som et partikkel-formig brensel, anvendesc Brenslets fysikalske form er uten be-tydning for oppfinnelsen. Forskjellige kjernebrenselmaterialer kan anvendes, omfattende uranforbindelser, plutoniumforbindelser, thoriumforbindelser eller blandinger deravc Et foretrukket brensel er urandioxyd eller en blanding inneholdende urandioxyd og plutoniumdioxyd0

Ifolge fig„ 2 og 3 er kjernebrenselmaterialet 16 som danner

I

den sentrale kjerne i brenselelementet 1<*>+, omgitt av en sterk reaktiv foring 21 med lavt noytronabsorpsjonstverrsnitt. Foringen tjener som et foretrukket sted for reaksjon med flyktige forurensninger eller spaltningsprodukter inne i k.jernebrensel-elementet og virker på denne måte til å beskytte hylsen 17 fra utsettelse for og angrep av de flyktige forurensninger eller spaltningsprodukter inne i kjernebrenselelementet„ Under kjernespaltningsreaksjoner i en kjernereaktor har foringen en hoyere omgivende temperatur enn hylsen, og foringen består fortrinnsvis av zirkonium eller en zirkoniumlegering0Av andre materialer som

er egnede for foringen, kan nevnes niob og nioblegeringer. Foringens tykkelse er valgt slik at den er storre enn den lengste tilbake slagsavstand for spaltningsproduktet, men mindre enn av-standen i for tiden anvendte kjernebrenselelementer mellom hylsen og kjernebrenselmaterialet. Arbeidstemperaturen for kjernebrenselelementet er hoyere enn den temperatur ved hvilken en vesentlig beskadigelse av foringen på grunn noytronbestråling vil forekomme, og foringen er duktil og har en hoy arbeidsherdnings-koeffisient og en hoy motstandsevne overfor begynnende sprekk-dannelse og forplantning av sprekker.

Foringen 21 er omgitt av et lag eller belegg 22 av et materiale med hoy smoreevne, og laget eller belegget 22 er omgitt av hylsen 17o Materialet med hoy smoreevne gjor det mulig lett å montere brenselelementet fordi det virker som smoremiddel slik at foringen lett kan bringes på plass i hylsen. Laget 22 av et

materiale med hoy smoreevne kan foreligge som et belegg på foringens 21 ytre overflate (den overflate av foringen 21 som er vendt mot hylsen 17) eller som et belegg på hylsens 23 innvendige overflate, eller i form av en hul sylinder anordnet mellom foringen og hylsen. Dessuten kan laget 22 foreligge som en hul sylindrisk folie eller en folie som er boyd slik at den danner en hul sylinder som kan anordnes inne i hylsen. Materialet med hoy smoreevne kan bestå av grafitt og uorganiske forbindelser med lagdelt krystallstruktur, som molybdensulfid, eller av andre materialer som har spesielle egenskaper som bevirker at friksjonen mellom brensel og hylse nedsettes. Det for anvendelse ifolge oppfinnelsen foretrukne materiale med hoy smoreevne er grafitt0

Hylsen 17 består av en metallbeholder for å hindre kontakt og kjemiske reaksjoner mellom kjernebrenslet og kjolemidlet og/eller moderatoren for reaktoren og for å hindre at de radio-"aktive spaltningsprodukter som forekommer i kjernebrenslet under kjernespaltningsreaksjonene, overfores til kjolemidlet og/eller moderatoren for reaktoren0Foretrukne hylsematerialer er zirkonium og zirkoniumlegeringer.

Som , eksempel på foretrukne dimensjoner for de foreliggende kjernebrenselelementer kan de folgende angis. Et kjernebrenselelement har en lang hylse eller beholder med en lengde på 38-<J>+32 cm, en innvendig diameter på 0,77-1,28 cm og en tykkelse på 0,25-1,78 mm. En masse av kjernebrenselmateriale er anordnet i og fyller delvis beholderen slik at det dannes et innvendig hulrom, og ifolge en utforelsesform av oppfinnelsen foreligger kjernebrenslet som pellets med en diameter på 0,76-1,27 cm og en lengde på 0,50-2,29 cm„ Massen av kjernebrensel fyller ikke beholderen mer enn at det i denne dannes et hulrom ved dens ene ende, og en anordning for å holde kjernebrenselmaterialet på plass er anordnet' i hulrommet. En hul, sylindrisk foring av et metall med lavt noytronoppfangningstverrsnitt og med en innvendig diameter på 0,765-1,273 cm og en tykkelse på 0,0127-0,3810 mm er anordnet mellom brenselmassen og hylsencEt lag av et materiale med hoy smoreevne er anordnet mellom hylsen og foringen, og laget har en.

tykkelse på 0,00127-0,01270 mm0

Oppfinnelsen angår også en fremgangsmåte ved fremstilling av et kjernebrenselelement, og fremgangsmåten er særpreget ved at et lag av et materiale med hoy smoreevne dannes i en lang hylsebeholder.som er åpen ved sin ene ende slik at laget kommer nær hylsebeholderen, hvorefter en foring av et metall med lavt noytron-oppf angningstverrsnitt innfores i hylsebeholderen slik at fBringen kommer nær laget, hylsebeholderen fylles delvis med en sentral kjerne av kjernebrenselmaterialetslik at brenselmaterialet kommer nær metallforingen og efterlater et hulrom ved beholderens åpne ende, en anordning for å holde kjernebrenselmaterialet på plass innfores i hulrommet, et avstengningsstykke påfores på hylsebeholderens åpne ende slik at hulrommet står i forbindelse med kjernebrenslet, og hylsebeholderens ende bindes til avstengnings-stykket slik at det dannes en tett forsegling mellom disse.

Materialet med hoy smoreevne kan også anordnes som et lag på foringens ytre overflate istedenfor på hylsens innvendige overflate»

Den foreliggende oppfinnelse byr på flere fordeler ved at kjernebrenselelementet kan brukes i lang tid på grunn av en ned-satt hydrat i ser ing av hylsen, en nedsettelse av lokal påkjenning til et minimum, en nedsettelse av korrosjon på grunn av påkjenning og spenning til et minimum og en nedsettelse av muligheten for at hylsen kan svikte på grunn av oppsplitting,, Ved kjernebrenselelementet ifolge oppfinnelsen hindres dessuten en ekspansjon (eller svelling) av kjernebrenslet slik at det kommer i direkte kontakt med hylsen, og derved hindres at det oppstår en lokal spenning mot hylsen, en igangsettelse eller påskyndelse av spen-ningskorrosjon i hylsen og en binding av kjernebrenslet til hylsen.

En annen meget overraskende fordel ved det foreliggende kjernebrenselelement er at det i dette ikke forekommer direkte kontakt mellom materialet med hoy smoreevne og kjernebrenselmaterialet, hvorved unngås muligheten for en reaksjon som forer til utvikling av gasser, som carbonmonoxyd og carbondioxyd, når materialet med hoy smoreevne utgjores av grafitt, og en for sterk svelling eller et for hoyt innvendig gasstrykk i•brenselelementet.

Foringens egenskaper kan velges uavhengig, og dette gjor det mulig å anvende et hylsemateriale med egenskaper som er uavhengig av andre egenskaper enn at det skal kunne virke som en beholder og være varmeledende. Nærmere bestemt kan foringens sammensetning og struktur velges slik at foringen gis en maksimalt effektiv beskyttelse av hylsen mot spaltningsprodukter og gass-formige forurensninger i kjernebrenselelementet. Foringens sammensetning, struktur og temperatur kan også lett velges (uavhengig av hylsen) slik at det sikres at foringen er duktil. Foringen kan også velges slik at den får en hoyere arbeidsherd-ningskoeffisient og motstandsdyktighet overfor begynnende sprekk-dannelse og forplantning av sprekker enn hva som er mulig for hylsen.

Eksempel 1

Flere kjernebrenselelementer inneholdende metallfor inger med et uorganisk smøremiddel ble fremstilt for anvendelse i en prove-reaktor0 Ifolge et forsok besto metallforingen og materialet med hoy smoreevne av en sylindrisk zirkoniumfolie som på sin utvendige overflate var belag-t med grafitt. Foringen besto av en 0,025 mm tykk folie, og grafittbeleggets tykkelse var 0,0025-0,051 mm. Den belagte foring ble anbragt i en hylse av "Zircaloy-2" som var åpen ved sin ene ende, og grafittbelegget skilte foringen fra hylsen. Derefter ble pellets av kjernebrenslet og et spiralformig element anbragt i.hylsen og en endeplugg sveiset fast på hylsens åpne ende. Hylsen hadde en utvendig diameter på 1,^3 cm og en veggtykkelse på 0,9'+ mm, og det var en fri avstand mellom brenslet og hylsen på 0,28 mm. Instrumenter ble festet til det monterte kjernebrenselelement for å måle forandringer i hylsens lengde under drift av reaktoren0 Undersokelsen av brenselelementene ga meget gunstige resultater, og en sammenligning av forandringene i den aksiale lengde som brenselelementet med den • belagte foring ble utsatt for, med forandringer i aksial lengde som et brenselelement uten en foring ble utsatt for, viste at brenselelementer med en belagt metallforing ga en effektiv nedsettelse av den innbyrdes påvirkning mellom brensel og hylse.

Eksempel 2

Fremgangsmåten ifolge eksempel 1 ble gjentatt for å sette flere kjernebrenselelementer sammen, men med den forandring at grafitten ble påfort på den innvendige overflate"av hylsen av "Zircaloy-2" og at en ubelagt niobiumfolie ble innfort i hylsen. Denne hadde en utvendig diameter på 1,25 cm og en tykkelse på 0,86 mm, og grafittbelegget hadde en tykkelse på 0,0025-0,0051 mm. Niobiumfoliens tykkelse var 0.,0051 mm. På samme måte som i eksempel 1 ble det til de sammenstilte kjernebrenselelementer festet instrumenter for å måle forandringer i hylsens lengde under

drift av reaktoren. Undersokelsen av brenselelementene ga meget gunstige resultater, og en sammenligning av forandringene i den aksiale lengde som brenselelementet med den belagte hylse og foring ble utsatt for, med forandringene i' den aksiale lengde som et brenselelement uten foringen eller den belagte hylse ble utsatt for, viste at brenselelementet med den metalliske foring og den belagte hylse nedsatte den innbyrdes påvirkning mellom brenslet og hylsen.

Claims (1)

1. Kjernebrenselelement, karakterisert ved at det omfatter en lang hylsebeholder, et lag av et materiale med hoy smoreevne anordnet i og nær hylsebeholderen, en foring av et metall med lavt noytronoppfangningstverrsnitt anordnet i hylsen og nær laget, en sentral kjerne av en masse av kjernebrenselmateriale anordnet i og slik at den delvis fyller beholderen under dannelse av et innvendig hulrom i denne, et avstengningsstykke integrerende festet til og forseglet ved hver ende av beholderen, ■ og en anordning i hulrommet for å holde kjernebrenselmaterialet på plass0 2„ Kjernebrenselelement ifolge krav 1, k a r a k t e r.'.isert ved at anordningen for å holde kjernebrenselmaterialet på plass er et spiralformig. element0

3,, Kjernebrenselelement ifolge krav 1 eller 2, karakterisert ved at laget av materialet med hoy smoreevne er et belegg på hylsens innvendige overflate. . h. Kjernebrenselelement ifolge krav 1 eller 2, karakterisert ved at laget av mater ialet med hoy smoreevne er et belegg på metallforingens utvendige overflate. 5c Kjernebrenselelement ifb lge krav 1 eller 2, k a r a" k t e r isert ved at laget av materialet med hoy smoreevne er en hul sylinder anordnet mellom foringen og hylsen. 6. Kjernebrenselelement ifolge krav 1-5, karakterisert ved at laget av materialet med hoy smoreevne består av grafitt eller molybdendisulfid. 7. Kjernebrenselelement ifolge krav 1-6, karakterisert ved at kjernebrenselmaterialet består av uranforbindelser, plutoniumforbindelser eller blandinger derav. 80 Kjernebrenselelement ifolge krav 1-7, karakterisert ved at kjernebrenselmaterialet inneholder urandioxydD 9. Kjernebrenselelement ifolge krav 1-7, karakterisert ved at kjernebrenselmaterialet består av en blanding inneholdende urandioxyd og plutoniumdioxyd0 10. Kjernebrenselelement ifolge krav 1-9, karakteri- sert ved at metallforingen består av zirkonium, zirkonium legeringer,1 niobium eller niobiuralegeringer.

11. Kjernebrenselelement ifolge krav 1-10, karakterisert ved at hylsebeholderen består av zirkonium eller zirkoniumlegeringer.

12. Fremgangsmåte ved fremstilling av et kjernebrenselelement ifolge krav 1-11, karakterisert ved at et lag av et materiale med hoy smoreevne anordnes i en lang hylsebeholder som er åpen ved en av sine ender, slik at laget kommer nær hylsebeholderen, en foring av et metall med lavt noytronoppfangnings-tverr snitt anbringes i hylsebeholderen slik at foringen kommer nær laget, hylsebeholderen fylles delvis med en sentral kjerne av kjernebrenselmaterialet slik at brenselmaterialet kammer nær metallforingen og slik at det fås et hulrom ved den åpne ende av beholderen, en anordning for å holde kjernebrenselmaterialet på plass innfores i hulrommet, et avstengningsstykkevpåfores på hylsebeholderens åpne ende slik at hulrommet står i forbindelse med kjernebrenslet, og hylsebeholderens ende bindes til avsteng-nings stykket slik at det dannes en tett forsegling mellom disse.

13. Fremgangsmåte ifolge krav 12, karakterisert vee d at det som anordning for å holde kjernebrenselmaterialet på plass innfores et spiralformig element. lhB Fremgangsmåte ifolge krav 12 eller 13, karakterisert ved at laget av materialet med hoy smoreevne påfores som et belegg på hylsens innvendige overflate.

15. Fremgangsmåte ifolge krav 12 eller 13, karakter i-'sert ved at laget av materialet med hoy smoreevne på fores som et belegg på metallforingens utvendige overflate.

16. Fremgangsmåte ifolge krav 12 eller 13, karakterisert ved at laget av materialet med hoy smoreevne innfores som en hul sylinder mellom foringen og hylsen.

17. Fremgangsmåte ifolge krav 12-16-, karakterisert ved at det som laget av materialet med hoy smoreevne anvendes grafitt eller molybdendisulfidD

18. Fremgangsmåte ifolge krav 12-17, [ karakterisert ved at det i hylsebeholderen fylles et brenselmateriale bestående av uranforbindelser, plutoniumforbindelser eller blandinger derav.

19. Fremgangsmåte ifolge krav 12-18, karakterisert ved at det i hylsebeholderen fylles et kjernebrenselmateriale inneholdende urandioxyd. 20o Fremgangsmåte ifolge krav 12-18, karakterisert ved at det i hylsebeholderen fylles et kjernebrenselmateriale bestående av en blanding av urandioxyd og plutoniumdioxydc 21„ Fremgangsmåte ifolge krav 12-20, karakterisert ved at det i hylsebeholderen anordnes en metallforing bestående av zirkonium, zirkoniumlegeringer, niobium eller niobium-legeringer.

22. Fremgangsmåte ifolge krav 12-21, karakterisert ved ,at det anvendes en hylsebeholder bestående av zirkonium eller zirkoniumlegeringer.