DE1278028B - Konverterbrennelement fuer Kernreaktoren - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.r

Deutsche KL:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

G21h

H02n

21g -21/30

21b-29/00

P 12 78 028.8-33 (S 97281)

25. Mai 1965

19. September 1968

Gegenstand des Patents 1242 768 ist ein thermionisches Konverterbrennelement für Kernreaktoren, bestehend aus einer Reihenschaltung thermionischer Dioden, bei denen der Kernbrennstoff in die Emitterelektroden eingebettet und vom Emittermaterial beabstandet ist und bei dem Spaltstoffteilchen aus beispielsweise keramischem Spaltstoff in ein Metall eingelagert sind, demgegenüber sie einen größeren Ausdehnungskoeffizienten der Temperatur aufweisen und welche durch einen Tempervorgang vor dem Einsatz im Emitter einen Ausdehnungsraum zwischen ihrer Oberfläche und dem Grundmetall haben.

Im Zuge der Weiterentwicklung des Spaltstoffaufbaues wurde erfindungsgemäß gefunden, daß es besonders günstig ist, wenn die Spaltstoffteilchen einen Durchmesser aufweisen, der kleiner als 1 μ ist. Dies hat den Vorteil, daß die beim Tempervorgang im Grundmetall entstehenden blasenförmigen Hohlräume infolge ihrer Oberflächenspannung in der Lage sind, den Spaltgasdruck praktisch ohne Verformung aufzunehmen. Selbstverständlich wird es aber auch hier mit zunehmender Betriebsdauer möglich sein, daß Spaltgase durch das Grundmetall hindurchdiffundieren. Es ist in diesem Zusammenhang dann zweckmäßig, die den Brennstoff umgebende Hülle mit Öffnungen bzw. Ableitrohren zu versehen, so daß die ausdiffundierenden gasförmigen Spaltprodukte entweichen können.

Bei Konverterbrennelementen, die zur Stromversorgung von Raumfahrzeugen eingesetzt sind, ist es zweckmäßig, diese Ableitrohre direkt in den freien Raum ausmünden zu lassen. Bei Konverterbrennelementen jedoch, die in stationären erdgebundenen Reaktoren eingesetzt sind, besteht diese direkte Möglichkeit nicht, es müßten noch entsprechende Filtereinrichtungen vorgesehen werden. Es können jedoch die radioaktiven Spaltgase ohne größere Bedenken in den Konverterspalt zwischen Emitter- und Kollektorelektrode eingelassen werden. Erst wenn die Konzentration zu stark werden sollte, ist es zweckmäßig, den Spalt mit Caesiumdampf zu spülen. Es wird genügen, diesen Vorgang nur einige Male während eines Betriebsjahres durchzuführen und sein Einsetzen durch entsprechend eingestellte Langzeitglieder zu steuern. Der mit radioaktiven Gasen verunreinigte Caesiumdampf kann durch Kondensation des Caesiums gereinigt werden, so daß bei diesem Vorgang keine Caesiumverluste einzutreten brauchen. Sollte bei Konverterbrennelementen in Raumfahrzeugen keine Ableitung der Spaltgase in den freien Raum möglich sein, so ist selbstverständlich auch hier eine Caesiumdampfspülung des Konverterspaltes durchführbar. Es Konverterbrennelement für Kernreaktoren

Zusatz zum Patent: 1 242 768

Anmelder:

Siemens Aktiengesellschaft, Berlin und München,

8520 Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Phys. Karl Janner,

Dr. Heinz Stehle, 8520 Erlangen

ist in diesen Fällen lediglich notwendig, für die Spülungs- und Kondensationstechnik Ventile vorzusehen, bei denen keine gleitende Reibung zwischen Metallteilen notwendig ist. Solche Ventile können z. B. aus keramischen oder glasartigen Stoffen hergestellt sein, wobei die Bewegung des Ventilkörpers durch die Wärmedehnung entsprechend beheizter oder gekühlter metallischer Bauteile erfolgen kann.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Thermionisches Konverterbrennelement für Kernreaktoren, bestehend aus einer Reihenschaltung thermionischer Dioden, bei denen der Kernbrennstoff in die Emitterelektroden eingebettet und vom Emittermaterial beabstandet ist und bei dem Spaltstoffteilchen, aus beispielsweise keramischem Spaltstoff, in ein Metall eingelagert sind, demgegenüber sie einen größeren Ausdehnungskoeffizienten der Temperatur aufweisen und welche durch einen Tempervorgang vor dem Einsatz im Eimtter einen Ausdehnungsraum zwischen ihrer Oberfläche und dem Grundmetall haben

809 617/437

nach Patent 1242 768, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltstoffteilchen einen Durchmesser aufweisen, der kleiner als 1 μ ist.

2. Konverterbrennelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausdehnungshohlräume im Grundmetall wenigstens teilweise mit Kanälen in Verbindung stehen, die die radioaktiven Spaltgase entweder direkt in den Außen-

raum oder in den Raum zwischen Emitter- und Kollektorelektroden ableiten.

3. Verfahren zum Betrieb eines Konverterbrennelements nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beseitigung größerer Mengen radioaktiver Spaltgase der Raum zwischen Emitter- und Kollektorelektrode periodisch mit Caesiumdampf gespült wird.

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