Verfahren zum Betreiben eines Kernreaktors Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kernreaktors unter Verwendung von geformten und graphitierten Körpern, die als Moderatoren oder Reflektoren brauchbar sind.
Das Verfahren gemäss der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass man eine Kernreaktion hervorruft und dadurch einen Neutronenfluss bewirkt und die Neutronen bremst oder reflektiert, indem man in den Weg der Neutronen geformte und graphitierte Körper bringt, die massive, praktisch isotrope Körper sind, die mindestens zum grössten Teil aus von Petroleum und/oder Kohlenteer abgeleiteten Koksen, in denen die Anordnung der Kristallite des frisch hergestellten rohen Kokses stark gestört und unorientiert gemacht worden ist, während sich der Koks in rohem Zustand befindet,
hergestellt sind und Wärmeausdehnungskoeffizienten in jeder Richtung von mindestens 30 X 10--- C-1, gemes sen über den Temperaturbereich von 20 C bis 100 C, haben, die sich in jeder beliebigen Richtung um nicht mehr als 25% unterscheiden.
Die erfindungsgemäss verwendeten Körper sind zur Verwendung in Kernreaktoren sehr geeignet, in denen das spaltbare Material, z.B. Uranoxyd, Urancarbid, Plu tonium oder ein fettes (fertile) Material, und der mode rierende Graphit in der Reaktorkammer angeordnet sind und die darin erzeugte Wärme abgeführt wird. Diese Graphitprodukte können nicht nur als Moderator in der Reaktionszone, als Behälter für Brennstoffelemente oder Brennstoffelemente selbst verwendet werden, sondern auch als Materialien für einen Reflektormantel, der die Reaktionszone in Kernreaktoren umgibt und dazu dient, einige der die Reaktionszone verlassenden Neutronen zu reflektieren.
In jedem Fall kann gesagt werden, dass sich die Graphitkörner in der Flusszone der Kernreaktoren befinden, da sie von den Neutronen berührt werden oder diese auf sie einwirken.
In diesem und anderen möglichen Fällen ist es zweckmässig, die Graphitkörper in der Form von Platten, Blöcken, Rohren oder Kugeln von typischerweise 12,7 mm Durchmesser oder grösser oder in der Form anderer geformter Stücke, nämlich was als Massivkör- per im Gegensatz zu kleinen Teilchen oder Pulvern bezeichnet werden kann, zu verwenden.
Solche geformten Stücke werden durch Pressen oder Formen von geeignetem kohlenstoffhaltigem Material zur gewünschten Grösse und Form hergestellt, worauf Back- und Graphitisierungsverfahren folgen. Das Pressen oder Formen des kohlenstoffhaltigen Materials wird manch mal während oder nach der Erwärmung ausgeführt, kann jedoch in Abhängigkeit vom verwendeten Ausgangsmate rial auch oft bei Raumtemperatur durchgeführt werden. Ein weichmachendes Mittel für das kohlenstoffhaltige Material wird typischerweise, aber nicht unveränderbar, mit dem Material vor der Wärmebehandlung, dem Formen und dem Graphitisieren vermischt.
Mehrere Verfahren zur Herstellung der graphitisier- ten Körper können angewendet werden und werden hierin später beschrieben, doch in allen Fällen werden die in Kernreaktoren zu verwendenden geformten und gra- phitisierten Körper gemäss der vorliegenden Erfindung auf eine solche Weise hergestellt, dass die Anordnung der Kristallite in den graphitisierten Körpern in einem stark ungeordneten, unorientierten Zustand ist. Dieser Zustand wird durch die Isotropie in den Eigenschaften des fertigen Stückes offenbar.
Die verwendeten kohlenstoff haltigen Materialien sind auch vorzugsweise im wesentli chen isotrop im Mikromassstab, und zwar entweder ursprünglich isotrop, oder sie können nach hierin be schriebenen Techniken praktisch isotrop gemacht wer den. Die ungeordnete Anordnung der Kristallite kann durch Röntgenstrahlenbrechung und magnetische Ver fahren bestimmt werden und offenbart sich in graphiti- sierten Körpern durch hohe Wärmeausdehnungskoeffi- zienten.
Es wurde gefunden, dass geformte und graphitisierte Körper, die durch eine solche ungeordnete, unorientierte Anordnung der Kristallite gekennzeichnet sind und die unter Verwendung der bezeichneten Ausgangsmaterialien und Verfahrenstechniken hergestellt wurden, wie sie in den genaueren Einzelheiten hierhin später beschrieben werden, sehr geeignet zur Verwendung in Kernreaktoren sind, insbesondere bei Temperaturen über 500 C in Kernreaktoren mit hoher Temperatur, und zahlreiche Vorteile (von denen die meisten sich aus ihrer Stabilität in den Abmessungen ergeben) gegenüber der Verwen dung von Graphitkörpern in der gleichen Umgebung,
die aus anderen Ausgangsmaterialien oder unter Verwen dung anderer Techniken hergestellt wurden, bieten.
Quellen geeigneter kohlenstoffhaltiger Materialien, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind der Halbkoks oder Rohkoks oder < .Grünkoks von Erdöl- oder Kohleteerursprung, die in massiver Form erzeugt werden und die einen Gehalt an flüchtigem Material von etwa 8-20% haben und die auch bei Erwärmung auf Temperaturen zwischen etwa 400 und 550 C weich werden können. Von diesen ist der Roherdölkoks vorzuziehen und besonders geeignet.
Der Roherdölkoks , der bei der Herstellung der Graphitkörper, die Gegenstand der Erfindung sind, ver wendet wird, ergibt sich aus dem thermischen Spalten und der Polymerisation schwerer Erdölrückstände, wie reduzierter oder getoppter Rohanteile, thermisch oder katalytisch gespaltener Rückstände usw. Die Verkokung wird normalerweise in einer vertikalen zylindrischen Trommel durchgeführt. Die schweren Kohlenwasserstof- fe werden in die Trommel mit einer Temperatur zwi schen 875 und 950 eingebracht und können darin auf dieser Temperatur gehalten werden und verkohlen, bis die Trommel nahezu mit festem Koks gefüllt ist.
Dieses Material wird aus der Trommel nach verschiedenen Entkokungsverfahren entfernt, die dem Fachmann be kannt sind. Erdölkoks mit einem Gehalt an flüchtigem Material von im Durchschnitt 8-20 Gew.-%o, der in solchen verzögerten Verkokungsanlagen hergestellt wird, kann typischerweise in der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Der hierin besprochene flüchtigte Bestandteil wird nach dem ASTM-Verfahren D 271-48 bestimmt, das für Zündbrennstoffe ( sparking fuels ) abgeändert ist, und gilt ausschliesslich der Feuchtigkeit- und dem freien Öl, die durch Erwärmen auf Temperaturen von 200 - 260 C entfernt werden. Der flüchtige Bestandteil wird in einem Platintiegel in einem elektrisch geheizten Ofen festge stellt, der auf Temperaturen von 950 C 20 C gehalten wird. Eine Probe von einem Gramm trockenen Kokses mit einer lichten Maschenweite von < 0,250 mm wird auf Temperaturen unter 950 C vorgeheizt und dann auf einer Temperatur von 950 C 20 C sechs Minuten lang gehalten. Der sich ergebende Gewichtsverlust wird als flüchtiger Bestandteil bezeichnet.
Die graphitisierten Körper können auf mehrere Arten hergestellt werden. Roherdölkoks kann in eine Form eingebracht, auf eine erhöhte Temperatur zwischen etwa 250 C und 450 C erhitzt und dann zur gewünschten Form gepresst werden, während er sich weiterhin auf der erhöhten Temperatur und in der Form befindet, wobei ein Druck von mindestens 70 kg/cm2 verwendet wird.
Die verwendete Temperatur und deren Dauer und die verwendeten Drucke sind veränderlich, teilweise in Ab hängigkeit von der Grösse des hergestellten Körpers, dem flüchtigen Bestandteil der verwendeten Roherdölkoksteil- chen, der in dem Endprodukt gewünschten Festigkeit und Dichte und den Back- und Graphitisierungsge- schwindigkeiten und Bedingungen, die verwendet wer den, nachdem der Körper geformt wurde.
Der Druck wird auf die Teilchen ausgeübt, während diese noch zu einer autogenen Bindung in der Lage sind, d.h. eine starke kohäsive innere Bindung ohne den Zusatz eines äusseren Bindemittels, wie Pech, hervorbringen können. Ausreichende Wärme und ausreichender Druck werden verwendet, um starke und bemerkbare Kräfte auf die behandelten Teilchen auszuüben, die ausreichen, die meisten der Spaltflächen zu zerstören oder zu zerbrechen, die in dem als Ausgangsmittel dienenden Roherdölkoks vorhanden sind, wodurch eine ungeordnete Anordnung der Kristallite erreicht wird.
Ein anderer Weg zur Herstellung geeigneter graphiti- sierter Körper besteht darin, dass man zuerst Roherdöl- koks gut mit einem weichmachenden Mittel z.B. in einer Mischmahlvorrichtung über einen ausgedehnten Zeit raum vermischt, dann diese Mischung zur gewünschten Form formt und anschliessend die geformte Mischung backt und graphitisiert, wobei herkömmliche Back- und Graphitisierungsverfahren angewendet werden.
Als Weichmacher geeignete Substanzen umfassen Kohlenteer- öle, Kohlenteerpeche, schwere Braunkohlenteeröle und -peche, Phenanthren, Diphenyl, Anthracen und dgl.
Ein anderer Weg zur Herstellung geeigneter graphiti- sierter Körper aus Roherdölkoks besteht darin, dass man das oben erwähnte Verfahren befolgt und den Koks gründlich mit einem weichmachenden Mittel vermischt und dann in der Wärme behandelt, wobei freigestellt ist, ob dies entweder in der aus dem Mischer kommenden Form oder als brikettierte Mischung oder in anderen Formen geschieht, und man dann die geformten, in der Wärme behandelten Körper, wenn Körper geformt wur den, pulverisiert.
Diese Verfahren liefern gleichartige (aggregate) kohlenstoffhaltige Teilchen, in denen die Kristallite stark ungeordnet und unorientiert sind und die auch praktisch isotrop sind.
Diese Teilchen werden dann mit einem kohlenstoff haltigen Bindemittel, wie Pech, vermischt, worauf die Mischung geformt, gebacken und nach herkömmlichen Verfahren graphitisiert wird. Die beim Erwärmen der weichgemachten Roherdölkoksteilchen, die wie oben er wähnt entweder ungeformt oder zu vorläufigen Körpern, die später pulverisiert werden, geformt sein können, verwendeten Wärmebehandlungstemperaturen können zwischen etwa 600 C und 3000 C liegen.
Die in der Wärme behandelten Teilchen werden dann mit etwa 20% bis 40% eines herkömmlichen kohlenstoffhaltigen Bin- demittels, wie Pech, gemischt und dann gebacken und nach herkömmlichen Verfahren graphitisiert. In einigen Fällen können auch kleinere Mengen anderer kohlen stoffhaltiger Materialien, wie Kohlenstoffruss oder Ther- max,
in die Mischung oder in die Körper dieser Erfin dung eingeschlossen werden. Es ist wichtig, dass der Graphitisierungsschritt bei den Rohkoksteilchen entweder (a), nachdem die Teilchen unter mechanischem Druck in der Wärme behandelt wurden, oder (b), nachdem die Teilchen gründlich mit einem Weichmacher vermischt wurden, oder (c), nach dem die Kristallitanordnung der Teilchen auf irgendeine andeie geeignete Weise durcheinander gebracht wurde, ausgeführt wird.
Wenn die Rohkoksteilchen kalziniert oder graphitisiert werden, bevor irgendeine dieser Mög lichkeiten durchgeführt wurde, dann sind die aus diesen Teilchen und einem Bindemittel hergestellten graphiti- sierten Körper nicht in der Lage, graphitisierte Körper gemäss dieser Erfindung zu ergeben, die besonders gut zur Verwendung in Kernreaktoren geeignet sind.
Die Merkmale der Erfindung werden nach Betrach tung der folgenden Beispiele deutlicher werden. <I>Beispiel 1</I> 100 Teile Roherdölkoksmehl (5001o mit lichter Ma schenweite von < 0,074 mm-Tyler) mit einem Gehalt an flüchtigem Bestandteil von 12%, wurden in einer Misch mahlvorrichtung bei 95 C zehn Minuten lang mit 12 Teilen Kreosotöl als weichmachendem Mittel vermischt, worauf die Mischung in eine zylindrische Form einge bracht und bei 40 C mit einem Druck von 140 kg/cm= zu einem Zylinder von etwa 20 cm Länge und 20 cm Durchmesser geformt wurde.
Der geformte Körper wurde dann in einen Backofen, von Packmaterial umgeben, eingebracht und 10 Tage auf eine Temperatur von 950 C erwärmt. Nach dem Abküh len wurde der gebackene Körper in einen Graphitisier- ofen eingebracht und auf eine Temperatur über 2500 C erwärmt.
Der gebackene und graphitisierte Körper, der auf die oben genannte Weise hergestellt wurde und der selbstverständlich beim Backen und Graphitisieren ge schrumpft war, hatte eine Länge von etwa 15 cm und einen Durchmesser von etwa 15 cm.
Die Wärme ausdehnungskoeffizienten dieses Körpers (oder der Körper anderer Beispiele) in den X-, Y-, und Z- Richtungen wurden bestimmt, indem Exemplare parallel zur Form- (oder Auspress-) Kraft (X-Richtung) und in zwei um 90 versetzten Richtungen in einer Ebene senkrecht zur Form- oder Auspresskraft (Y- und Z- Richtungen) geschnitten wurde.
Diese entsprechenden Wärmeausdehnungskoeffizienten betrugen: X - 50 X 10-'; cm/cm/ C (inches/inch/ C) Y - 43 X 10-@ cm/cm/ C Z - 44 X 10-7 cm/cm/ C Die in diesem Beispiel und in den Beispielen der folgenden Tabelle angegebenen Werte sind die mittleren Wärmeausdehungskoeffizienten, die über dem Tempera turbereich von 20 C bis 100 C gemessen wurden.
Exemplare dieser Probe wurden in einen Kernreaktor eingebracht, um ihre Stabilität in den Abmessungen unter Kernbestrahlung zu prüfen. Die Exemplare wurden bei einer Temperatur von etwa 650 C bestrahlt, und jedes wurde einer Gesamtbestrahlung von 1780 Mwd/At [Megawattage je anliegende Tonne (megowatt days per adjacent ton) siehe Nuclear Graphite , veröffentlicht von Academic Press, 1962, Kapitel 8 über Radiation Techniques Employed] ausgesetzt.
Ihre Änderungen in den Abmessungen wurden dann gemessen, um die pro zentualen Änderungen in den Richtungen parallel und quer zur Richtung der Formkraft zu bestimmen. Es wurden folgende Ergebnisse erhalten:
EMI0003.0037
<I>Richtung <SEP> Durchschnittliche <SEP> Längenänderung <SEP> in <SEP> 01o</I>
<tb> parallel <SEP> - <SEP> 0,009 <SEP> <SEP> 0,004
<tb> quer <SEP> - <SEP> 0,006 <SEP> T <SEP> 0,005 Dieses Beispiel zeigt, dass graphitisierte Körper, die aus Roherdölkoks hergestellt sind, der vor dem Backen und Graphitisieren gründlich weichgemacht wurde, eine sehr gute Stabilität in den Abmessungen aufweisen und nur eine sehr geringe Änderung in jeder Richtung bei Bestrahlung durchmachen.
Die Prüfverfahren des Beispiels 1 wurden wiederholt, wobei jedoch die bei der Herstellung der graphitisierten Körper verwendeten Zusammensetzungen oder die bei der Herstellung angewendeten Verfahren verändert wur den. Tabelle 1 gibt die Ergebnisse dieser Prüfungen sowie zusätzliche Daten über die Materialien oder die bei der Herstellung der Körper verwendeten Verfahren an.
EMI0003.0042
TABELLE <SEP> 1:
<tb> Abmessungsänderungen <SEP> nach <SEP> Bestrahlung <SEP> mit <SEP> 1780 <SEP> Mwd/AT <SEP> bei <SEP> 650 <SEP> C
<tb> <I>A. <SEP> Graphitkörper <SEP> aus <SEP> kohlenstoffhaltigem <SEP> Material, <SEP> deren <SEP> Kristallitanordnung <SEP> geändert <SEP> und <SEP> durch <SEP> hierin <SEP> beschriebene</I>
<tb> <I>Verfahren <SEP> im <SEP> wesentlichen <SEP> isotrop <SEP> gemacht <SEP> wurde.</I>
<tb> Durchschnittl.
<SEP> Wärmeausdehnungskoeffizient
<tb> Längenänderung <SEP> % <SEP> cm/cm/ C <SEP> X <SEP> 10-7
<tb> Beispiel <SEP> Parallel <SEP> Quer <SEP> Probe <SEP> und <SEP> deren <SEP> Herstellung <SEP> X-Richtung <SEP> Y-Richtung <SEP> Z-Richtung
<tb> 2 <SEP> -4-0,008 <SEP> -I-0,006 <SEP> 10 <SEP> Teile <SEP> Weichmacher <SEP> auf <SEP> Kohlenteerbasis <SEP> und <SEP> 47 <SEP> 45 <SEP> 43
<tb> <B><I> 0,005 <SEP> 0,005</I></B> <SEP> 100 <SEP> Teile <SEP> Roherdölkoks <SEP> (507o <SEP> lichte <SEP> Maschen weite <SEP> von <SEP> < 0,074 <SEP> mm) <SEP> und <SEP> mit <SEP> einem <SEP> Gehalt <SEP> an
<tb> flüchtigem <SEP> Bestandteil <SEP> von <SEP> <B>1501,</B> <SEP> wurden <SEP> in <SEP> einer
<tb> Mischmahlvorrichtung <SEP> 12 <SEP> min <SEP> lang <SEP> bei <SEP> 100 <SEP> C
<tb> vermischt;
<SEP> die <SEP> Mischung <SEP> wurde <SEP> dann <SEP> kalziniert
<tb> auf <SEP> eine <SEP> Temperatur <SEP> von <SEP> 1250 <SEP> C <SEP> in <SEP> 6 <SEP> Std.; <SEP> sie
<tb> wurde <SEP> dann <SEP> abkühlen <SEP> gelassen <SEP> und <SEP> auf <SEP> 50010 <SEP> lichte
<tb> Maschenweite <SEP> von <SEP> < <SEP> 0,074 <SEP> mm <SEP> gemahlen; <SEP> 100
<tb> Teile <SEP> dieses <SEP> Aggregats <SEP> wurden <SEP> dann <SEP> mit <SEP> 30 <SEP> Teilen
<tb> Pechbindemittel <SEP> vermischt <SEP> und <SEP> zu <SEP> einer <SEP> zylindri schen <SEP> Form <SEP> bei <SEP> 90 <SEP> C <SEP> und <SEP> 175 <SEP> kg/cm2 <SEP> geformt;
<tb> das <SEP> geformte <SEP> Stück <SEP> wurde <SEP> dann <SEP> nach <SEP> herkömmli chen <SEP> Verfahren <SEP> gebacken <SEP> und <SEP> graphitisiert.
EMI0004.0001
Durchschnittl. <SEP> Wärmeausdehnungskoeffizient
<tb> Längenänderung <SEP> % <SEP> cm/cm/ C <SEP> x <SEP> 10--i
<tb> Beispiel <SEP> Parallel <SEP> Quer <SEP> Probe <SEP> und <SEP> deren <SEP> Herstellung <SEP> X-Richtung <SEP> Y-Richtung <SEP> Z-Richtung
<tb> 3 <SEP> -F0,010 <SEP> -I-0,008 <SEP> Ein <SEP> Quantum <SEP> Roherdölkoks <SEP> (50a/, <SEP> lichte <SEP> Ma- <SEP> 48 <SEP> 43 <SEP> 44
<tb> <SEP> 0,006 <SEP> <SEP> 0,005 <SEP> schenweite <SEP> von <SEP> < <SEP> 0,074 <SEP> mm) <SEP> und <SEP> mit <SEP> einem <SEP> Ge halt <SEP> an <SEP> flüchtigem <SEP> Bestandteil <SEP> von <SEP> 167, <SEP> wurde
<tb> auf <SEP> 375 <SEP> C <SEP> vorerhitzt <SEP> und <SEP> dann <SEP> unter <SEP> Druck <SEP> von
<tb> 140 <SEP> kg/cm2 <SEP> zu <SEP> Briketts <SEP> geformt;
<SEP> die <SEP> Briketts <SEP> wur den <SEP> auf <SEP> 1250 <SEP> C <SEP> erhitzt, <SEP> zerstossen <SEP> und <SEP> zu <SEP> Mehl
<tb> zermahlen; <SEP> dieses <SEP> Mehl <SEP> wurde <SEP> dann <SEP> auf <SEP> die <SEP> glei che <SEP> Weise <SEP> wie <SEP> das <SEP> Aggregat <SEP> in <SEP> Beispiel <SEP> 2 <SEP> behan delt.
<tb> 4 <SEP> --0,005 <SEP> -I-0,006 <SEP> Ein <SEP> Graphitkörper, <SEP> gemäss <SEP> Beispiel <SEP> 1 <SEP> hergestellt, <SEP> 52 <SEP> 44 <SEP> 45
<tb> 0,004 <SEP> <B><I> 0,006</I></B> <SEP> wurde <SEP> mit <SEP> Kohleteerpech <SEP> imprägniert <SEP> und <SEP> wie dergebacken <SEP> und <SEP> graphitisiert.
<tb> 5 <SEP> +0,040 <SEP> +0,011 <SEP> 100 <SEP> Teile <SEP> stark <SEP> anisotropen <SEP> kalzinierten <SEP> Na- <SEP> 18 <SEP> 10 <SEP> 11
<tb> <B> O.016</B> <SEP> <SEP> 0,006 <SEP> delkoksmehles <SEP> (507,
<SEP> lichte <SEP> Maschenweite <SEP> von
<tb> < <SEP> 0,074 <SEP> mm) <SEP> wurden <SEP> gut <SEP> mit <SEP> 34 <SEP> Teilen <SEP> eines
<tb> Kohleteerpechbindemittels <SEP> vermischt <SEP> und <SEP> die <SEP> Mi schung <SEP> geformt, <SEP> gebacken <SEP> und <SEP> graphitisiert <SEP> wie
<tb> in <SEP> Beispiel <SEP> 2.
<tb> 6 <SEP> +0,065 <SEP> +0,030 <SEP> 100 <SEP> Teile <SEP> im <SEP> Handel <SEP> erhältlichen <SEP> kalzinierten <SEP> 15 <SEP> 25 <SEP> 23
<tb> <B> 0,008</B> <SEP> <SEP> 0,005 <SEP> Erdölkoksmehles <SEP> (507, <SEP> lichte <SEP> Maschenweite <SEP> von
<tb> < <SEP> 0,074 <SEP> mm)
<SEP> wurden <SEP> gut <SEP> mit <SEP> 36 <SEP> Teilen <SEP> Kohle teerpechbindemittel <SEP> vermischt <SEP> und <SEP> die <SEP> Mischung
<tb> durch <SEP> Auspressen <SEP> bei <SEP> 100 <SEP> C <SEP> und <SEP> 175 <SEP> kg/cm2
<tb> geformt <SEP> und <SEP> dann <SEP> wie <SEP> in <SEP> Beispiel <SEP> 2 <SEP> gebacken <SEP> und
<tb> graphitisiert. Die Beispiele 2, 3 und 4 der Tabelle sowie das Beispiel 1 zeigen Graphitkörper, die zur Verwendung in Kernreaktoren geeignet sind, wobei alle diese Körper aus Rohkoks hergestellt sind (oder darauf basieren), dessen Kristallitanordnung in einen stark ungeordneten und unorientierten Zustand durch die hierin beschriebenen Verfahren überführt wurde.
Die Beispiele 5 und 6 illustrieren die anisotropen Eigenschaften von Graphitkörpern, die nach herkömmli chen Verfahren oder aus herkömmlichen Ausgangsmate rialien hergestellt wurden, und zeigen auch die verhältnis- mässige Unstabilität solcher Körper in den Abmessungen unter Kernbestrahlung im Vergleich zu den gemäss der vorliegenden Erfindung hergestellten Körpern auf.
Die Anisotropie der Körper der Beispiele 5 und 6 wird durch ihre verhältnismässig niedrigen Wärmeaus dehnungskoeffizienten in allen Richtungen und die grosse Unterschiedlichkeit oder Abweichung derselben bei Mes sung in verschiedenen Richtungen aufgezeigt.
Andererseits wird die Isotropie der Körper der Bei spiele 1 bis 4, die eine gute Stabilität in den Abmessun gen b. -i Kernbestrahlung aufweisen, durch ihre hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten, die in allen X-, Y- und Z-Richtungen der Körper gemessen wurden, aufge zeigt.
Graphitisierte Körper, die aus Rohkoks mit Wärme ausdehnungskoeffizienten in jeder Richtung von minde stens 30 X 10-7 cm/cm/ C hergestellt sind und bei de nen diese Koeffizienten sich in jeder Richtung um nicht mehr als 257, unterscheiden, bringen eine verbesserte Stabilität in den Abmessungen oder Widerstandsfähigkeit gegen Strahlungsschaden in Kernreaktoren mit sich.
Solche Körper mit vollständigerer Isotropie werden jedoch bevorzugt, wie z.B. Körper, die Wärmeausdehnungskoef- fizienten in jeder Richtung von mindestens 40 X 10-' cm/cm/ C aufweisen und bei denen die Wärmeausdeh- nungskoeffizienten sich in jeder Richtung um nicht mehr als 20 7, unterscheiden.
Die Abmessungsstabilität von in Kernreaktoren ver wendeten Graphitkörpern ist aus mehreren Gründen wichtig. In vielen Fällen ist die Masse des Graphits in Reaktoren sehr gross bei Abmessungen über 9 bis 12 m. In diesem Fall ergibt ein geringer oder sogar sehr geringer Prozentsatz an Abmessungsänderung eine ver- hältnismässig grosse gesamte Absolutänderung. Abmes sungsinstabilität, wie zu starkes Wachstum oder zu starke Schrumpfung , kann auch ein Zerreissen der Graphitteile zur Folge haben oder die Brennstoffele mente oder andere Bestandteile zerbrechen oder biegen.
Solche Vorkommnisse können auch ein Brechen oder Verklemmen von Teilen und die Beschädigung des Kühlsystems, des Steuersystems usw. zur Folge haben.