DE69600672T2

DE69600672T2 - Kernbrennelement mit Brennstäben für gasgekühlten Reaktor

Info

Publication number: DE69600672T2
Application number: DE69600672T
Authority: DE
Inventors: Paul Salwick Preston Pr4 0Xj Burrow; Peter Salwick Preston Pr4 0Xj Fish
Original assignee: British Nuclear Fuels PLC
Current assignee: Sellafield Ltd
Priority date: 1995-03-16
Filing date: 1996-03-11
Publication date: 1999-03-18
Anticipated expiration: 2016-03-12
Also published as: GB9505302D0; DE69600672D1; EP0732704A1; EP0732704B1; US5724398A

Description

Die Erfindung betrifft Kernbrennelemente zur Verwendung in gasgekühlten Kernreaktoren.
Frühe britische Kernreaktoren, die immer noch in Betrieb sind (sowie einige Reaktoren in anderen Ländern), sind vom sogenannten Magnox-Typ. Hierbei handelt es sich um gasgekühlte Reaktoren, die mit natürlichen (d.h. nicht angereicherten) metallischen Uranbrennstäben arbeiten. Jeder dieser Stäbe umfaßt einen einzelnen Urankörper, der in einen Mantel aus einer Magnesiumlegierung eingeschlossen ist.
In späteren Reaktorgenerationen wurden Uranoxidbrennstoffe verwendet. Dazu gehören der sogenannte fortgeschrittene gasgekühlte Reaktor (advanced gas cooled reactor = AGR) und die sogenannten Leichtwasserreaktoren (LWR). (In diese Klasse gehören der Siedewasserreaktor (boiling water reactor = BWR) und der Druckwasserreaktor (pressurised water reactor = PWR). In Oxidbrennstoffreaktoren werden Ansammlungen von Brennstoffpellets verwendet, die in einem Mantel zusammengehalten werden, um einen Stab zu bilden, wobei eine Ansammlung der Stäbe zu einem Brennelement zusammengefaßt wird und eine Anordnung solcher Elemente eine Brennstoffanordnung darstellt. In einem Reaktor werden viele Brennstoffanordnungen zusammen verwendet.
Magnox-Reaktoren werden mit Kernen versehen. Dies geschieht durch Blöcke von Graphitmoderatoren, in denen - z.B. durch maschinelle Bearbeitung - Kanäle ausgebildet sind. Anordnungen von Magnox-Brennelementen werden direkt in den Moderatorkanälen zusammengefügt.
In Magnox-Reaktoren verwendeter Uranmetallbrennstoff kann nicht über längere Zeit gelagert werden und wird derzeit in einer nach Maß gebauten Anlage im Werk Sellafield der Anmelderin wiederaufbereitet. Da einige Magnox-Reaktoren der jetzigen Generation am Ende ihrer Lebensdauer angelangt sind, wird es ausgedrückt in Produktkosten pro Einheit sehr teuer, Brennstoff für die verbleibenden Magnox-Reaktoren herzustellen, zu lagern und wiederaufzubereiten.
Die Erfindung stellt überraschend eine Möglichkeit zur Verfügung, Oxidbrennstoff in Magnox-Reaktoren zu verwenden und erreicht dadurch neben preiswerterer Brennstoffherstellung, längerer Brennstofflagerung und einer sowohl effizienteren als auch preiswerteren Brennstoffwiederaufbereitung pro Einheit in einer bereits bestehenden Anlage für die Wiederaufbereitung von Oxid, z.B. der THORP-Anlage der Anmelderin, auch eine längere Lebensdauer solcher Reaktoren.
Nach einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Kernbrennelement zur Verwendung in einem gasgekühlten Kernreaktor zur Verfügung gestellt, das eine Vielzahl von Trägern für Brennstäbe, die eine durch die Träger reichende Elementachse definieren, und eine Vielzahl von Brennstäben, die zwischen den Trägern oder durch sie hindurch hängen und sich parallel zur Achse erstrecken, enthält und durch eine Vielzahl von länglichen, die Träger miteinander verbindenden Komponenten gekennzeichnet ist, die sich parallel zur Achse erstrecken und um die Brennstäbe angeordnet sind.
Die Brennstäbe können denen ähnlich sein, die herkömmlich in AGR verwendet werden, d.h. sie enthalten eine Ansammlung von Oxidbrennstoffpellets, die in einem länglichem Metallrohr aufeinandergeschichtet sind und den Stab bilden.
Die länglichen Komponenten können Stangen sein, praktischerweise röhrenförmige Stangen.
Die Träger für die Brennstäbe umfassen Konstruktionen, die maschinell aus einer einzigen Platte oder aus einem Streifenmaterial hergestellt wurden, z.B. aus Metall wie rostfreiem Stahl, wobei die Seiten der Streifen parallel zur Achse der Träger liegen. Diese Konstruktionen können Öffnungen, die die Brennstäbe aufnehmen und trägern (z.B. auf die nachstehend beschriebene Weise) sowie Öffnungen, die die länglichen Komponenten aufnehmen und trägern, aufweisen. Solche Träger sind im allgemeinen ringförmig. Die Öffnungen, die die länglichen Komponenten aufnehmen, können an die Peripherie der Trägerstruktur angrenzen, die beispielsweise durch Ringe gebildet wird, die hervorstehende Teile an der Peripherie des Trägers bilden, z.B. hervorstehende Teile aus einem Ring, der, die Achse des Trägers umschließt.
Auf diese Weise definieren die länglichen Komponenten, die zwischen den Trägern hängen, eine Käfigstruktur, die die Brennstäbe einschließt. Dadurch sind die eingeschlossenen und hängenden Stäbe geschützt, und es wird eine Umhüllung für das Element in bezug auf den Reaktorkernkanal zur Verfügung gestellt. Dotierungsmaterial, z.B. Gadoliniumoxid, kann in Form dünnwandiger Kabel in die länglichen Komponenten inkorporiert werden, wenn diese röhrenförmig sind, um die richtige Spaltungsreaktion zu erleichtern. Von Gadoliniumoxid ist beispielsweise bekannt, daß es als brennbares Gift in einem Reaktorkern dient und für eine ausreichende Reaktion sorgt, vor allem wenn angereichertes UO&sub2; als Brennstoff (wie bei einem AGR-Brennstoff) verwendet wird.
Erfindungsgemäße Brennelemente können daher direkt in Metallbrennstäbe mit einem Legierungsmantel in einem Reaktorkanal eingebracht werden, der direkt in einem Moderatorkern eines Magnox-Reaktors gebildet wurde. Die länglichen Komponenten ermöglichen eine enge Anordnung im Moderatorkanal des Elements, ohne daß es während des Einpaßvorgangs oder der Entfernung des Elements an einzelnen Stellen zu einer Blockierung des Elements im Kanal kommt. Die länglichen Komponenten können Endpfropfen enthalten, die an den Enden geschweißt oder rundgehämmert sind.
Ein Reaktorkern kann daher Brennelemente enthalten, bei denen es sich ganz oder teilweise um erfindungsgemäße Elemente handelt. Vorzugsweise sollte ein ganzer Kernkanal Elemente des gleichen Brennstofftyps enthalten, wenn ein Gemisch aus herkömmlichen Magnox-Brennelementen und erfindungsgemäßen Brennelementen zusammen im gleichen Reaktor verwendet wird; dies ist jedoch nicht unbedingt notwendig.
Der Aufbau eines geeigneten Kernbeschickungsmusters, das teilweise oder ganz erfindungsgemäße Brennelemente enthält, kann von Fachleuten auf diesem Gebiet auf bekannte Weise erfolgen, z.B. unter Einsatz von Modellierverfahren aus der Reaktorphysik.
Das erfindungsgemäße Brennelement enthält vorzugsweise Träger, die drei bis sechs Brennstäbe aufnehmen können, z.B. dadurch, daß sie sechs Öffnungen aufweisen, die in gleichen Abständen auf einem Bogen um die Achse des Stabträgers angeordnet sind. In einer solchen Anordnung ist es nicht unbedingt notwendig, daß jede Öffnung einen aktiven Brennstab aufnimmt. Beispielsweise können Dummystäbe, die z.B. aus Stahl oder vorzugsweise einer Zirkoniumlegierung bestehen und keinen Hohlraum oder spaltbares Material aufweisen, zusammen mit spaltbares Material enthaltenden aktiven Stäben verwendet werden.
Beispielsweise können in dem Bogen drei aktive Stäbe alternierend mit drei Dummystäben angeordnet sein.
Die Öffnungen in den Stabträgern, die die Stäbe (entweder aktive oder Dummystäbe) unterbringen und trägern, können durch hervorstehende Stabunterbringungsvorrichtungen zur Verfügung gestellt werden, die zur Mitte jeder Öffnung gerichtet sind. Beispielsweise können die inneren Spitzen eines Satzes Stabunterbringungsvorrichtungen in gleichem Abstand um einen gemeinsamen Bogen angeordnet sein und dadurch eine kreisförmige Öffnung definieren, die je nachdem einen Brennstab oder einen Dummystab aufnimmt, der sich in Kontakt mit den hervorstehenden Teilen befindet. Jeder Satz aus solchen hervorstehenden Teilen kann zwei einander zugewandte, sich in Richtung des Umfangs erstreckende Teile und zwei einander zugewandte, sich radial erstreckende Teile umfassen.
Die Verwendung von Zirkoniumlegierungskomponenten im Element hat mehrere Vorteile, wenn dieses Element in einem Reaktor zum Einsatz kommt. Solche Komponenten tragen zum Gewicht des Elements bei, so daß es dem eines Magnox-Elements nahekommt. Dummystangen oder -stäbe aus einer Zirkoniumlegierung erzeugen eine höhere Gasflußgeschwindigkeit über die Brennstäbe, indem sie den zur Verfügung stehenden Fließring verringern (hierbei handelt es sich um die Form des Dummystabs und nicht um das Material). Dadurch verbessern sich die Wärmeübertragungseigenschaften während gleichzeitig ein kleiner Neutronenabsorptionsquerschnitt entsteht (der kleiner ist als z.B. der von Stahl). Vorzugsweise umfaßt die Zirkoniumlegierung 0,4 bis 0,7 Atomprozent Cu und 0,4 bis 0,7% Mo; der Rest ist Zirkonium.
Wenn das erfindungsgemäße Element insgesamt sechs aktive und/oder Dummystäbe enthält, weist es vorzugsweise sechs längliche Komponenten auf. Jeder Stab kann sich auf dem gleichen Radius befinden wie jede längliche Komponente.
Das erfindungsgemäße Element weist vorzugsweise einen Stab auf, der sich entlang der Achse des Elements zwischen den Brennstabträgern erstreckt, um die Festigkeit und Starrheit der Elementstruktur zu verbessern. Ein solcher Stab weist an den Enden vorteilhafterweise komplementäre Ausbildungen auf, die die Unterbringung eines Elements gegen das andere auf ihrer Achse ermöglichen und so die Bildung einer geeigneten Reihe solcher Elemente gestatten. Solche Ausbildungen sind denen ähnlich, die herkömmlich an den Enden der Magnox-Brennstäbe verwendet werden. Somit können die jeweiligen Enden der sich axial erstreckenden Stange Endkappenteile aufweisen, die komplementäre, zueinanderpassende Positiv- und Negativoberflächen aufweisen (so daß sie zu den Oberflächen auf den Stangen anderer Element passen). Die aufeinanderpassenden Flächen können beispielsweise konisch sein. Die Endkappenteile können auf einfache Weise getrennt aus dem Stangenkörper hergestellt und durch ein bekanntes Befestigungsverfahren an seinen Enden befestigt werden. Beispielsweise können die Stangenenden mit einem Gewinde versehen sein und die Kappen innen ein dazu passendes Gewinde aufweisen. Die Endkappen können auch durch eine Arretiervorrichtung am Ende der Stange befestigt werden, z.B. durch quer verlaufende Paßstifte, die durch ein blindes Lokalisierungsloch passen, das durch jede Endkappe in das Stangenende innen reicht. Die Stange kann aus rostfreiem Stahl bestehen, und die Endkappen können wie vorstehend beschrieben aus einer Zirkoniumlegierung gefertigt werden.
Die Endkappen können eine Körperform aufweisen, die die Verarbeitung durch eine existierende Verarbeitungsanla ge für Magnox-Brennelemente erleichtert.
Neben den vorstehend beschriebenen Brennstabträgern kann das erfindungsgemäße Brennelement auch einen oder mehrere Hilfsträger umfassen, die die länglichen Komponenten halten sollen. Beispielsweise kann ein Element drei Brennstabträger aufweisen, von denen sich der erste an einem Ende des Elements, der zweite am anderen Ende des Elements und der dritte auf halbem Wege entlang des Elements befindet. Außerdem kann es zwei Hilfsträger enthalten, von denen sich einer beispielsweise in der Mitte zwischen dem ersten und dem zweiten Brennstabträger und der zweite zwischen dem zweiten und dritten Brennstabträger befindet.
Die Stäbe (d.h. sowohl aktive als auch Dummystäbe) und die länglichen Komponenten können durch Schweißen oder mechanisch am ersten Brennstabträger befestigt werden, der bei Betrieb den Bodenträger darstellt.
Im erfindungsgemäßen Element kann die axiale Stange z.B. durch Schweißen oder mechanisch an den Stab- und den Hilfsträgern befestigt werden.
In einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Trägerkäfig für Kernbrennstäbe zur Ausbildung eines Brennelements nach dem ersten Aspekt zur Verfügung gestellt, der eine Vielzahl von eine durch die Träger reichende Achse definierenden Brennstabträgern und eine Vielzahl länglicher, sich parallel zur die Träger verbindenden Achse erstreckenden Komponenten aufweist, wobei die Träger Öffnungen aufweisen, um die Brennstäbe in die länglichen Komponenten einbringen zu können. Vorzugsweise weist der Trägerkäfig eine axiale Stange mit darauf aufgebrachten Endkappen auf, zum Beispiel wie vorstehend beschrieben.
Nach einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Kernreaktorkern zur Verfügung gestellt, der einen Neutronenmoderatorblock mit darin ausgebildeten Kanälen aufweist, von denen mindestens einer eine Reihe oder Anordnung von Brennelementen aufweist, die jeweils dem ersten Aspekt der Erfindung entsprechen.
Ausführungsformen der Erfindung werden jetzt anhand der Begleitzeichnungen beispielhaft beschrieben.
Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines Kernbrennelements.
Fig. 2 ist eine Querschnittsseitenansicht (auf der Linie II-II in Fig. 3), die einen Teil des in Fig. 1 gezeigten Elements im einzelnen zeigt.
Fig. 3 ist eine Endansicht eines in Fig. 1 gezeigten Brennstabträgers in Richtung X.
Fig. 4 ist eine Querschnittsendansicht eines in Fig. 1 gezeigten Hilfsträgers auf der Linie IV-IV.
Fig. 5 ist eine Querschnittsseitenansicht (auf der Linie II-II in Fig. 3), die ein Ende des in Fig. 1 gezeigten Elements verdeutlicht.
Fig. 6 ist eine Querschnittsseitenansicht (auf der Linie II-II in Fig. 3), die das andere Ende des in Fig. 1 gezeigten Elements verdeutlicht.
Fig. 1 zeigt eine Käfigstruktur 1, die einen Träger und ein Gehäuse für Uranoxidpellets des AGR-Typs enthaltende Kernbrennstäbe zur Verfügung stellen. Der Einfachheit halber haben wir die Brennstäbe und die Innenteile der Käfigstruktur 1 in Fig. 1 weggelassen, zeigen sie aber in Fig. 2 und 3. Die Käfigstruktur 1 umfaßt Brennstabträger 3, 5 und 7 sowie die Hilfsträger 9 und 11.
Die Träger 3 und 7 grenzen an die jeweiligen Enden der Käfigstruktur 1 an, und der Träger 5 befindet sich auf halbem Weg entlang der Struktur 1. Die Hilfsträger 9 und 11 befinden sich auf halbem Wege zwischen den Trägern 3 und 5 bzw. zwischen den Trägern 5 und 7.
Röhrenförmige Trägerstangen 13a, 13b, 13c, 13d, 13e und 13f (in Fig. 1 sind nur vier gezeigt) erstrecken sich entlang der Struktur 1. Wie in Fig. 2 und 3 zu sehen ist, sind die Stangen 13a bis 13f um einen umlaufenden Bogen an der Peripherie der Struktur 1 angeordnet. Die Stäbe 13a bis 13f, die aus rostfreiem Stahl oder (bevorzugt) einer Zirkoniumlegierung bestehen können, werden durch die Öffnungen in den Trägern 3, 5, 7, 9 und 11 geschoben und (auf nicht gezeigte Weise) am Träger 7 befestigt. An anderen Stellen werden sie geträgert, aber nicht befestigt.
Die Käfigstruktur 1 hat eine axiale röhrenförmige Stange 15, die an ihren jeweiligen Ende Kappen 17 und 19 aufweist. Diese werden im folgenden anhand von Fig. 5 und 6 im einzelnen beschrieben.
Fig. 2 zeigt das geometrische Verhältnis der Stäbe zur Käfigstruktur 1. Die Stäbe umfassen drei aktive Brennstäbe 25a, 25c und 25e, die mit Dummystäben 25b, 25d und 25f abwechseln. In Fig. 2 ist nur ein Beispiel des jeweiligen Stabtyps gezeigt, nämlich die Stäbe 25a und 25d. Einzelne Uranoxidbrennstoffpellets 26 innerhalb des Stabes 25a sind in Fig. 2 gezeigt. Die Stäbe 25a bis 25f befinden sich innerhalb des Rings aus Trägerstäben 13a bis 13f um einen Bogen von kleinerem Durchmesser, wobei sich die Stäbe 25a bis 25f (wie in Fig. 3 zu sehen) jeweils im gleichen Abstand zueinander befinden.
Die Stäbe 25a bis 25f werden durch die Träger 3, 5 (nur in Fig. 2 gezeigt) und 7 geschoben und am Träger 7 befestigt. Wie man in Fig. 2 sieht, erstreckt sich die Stange 15 axial entlang des Brennelements und wird an die Träger 3, 5 (nur in Fig. 2 gezeigt), 7, 9 und 11 geschweißt.
Eine Endansicht eines der Brennstabträger, d.h. der Träger 3, ist in Fig. 3 zu sehen. Der Träger 3 ist eine Konstruktion vom Spinnentyp, der aus gehärtetem Streifenmetall wie rostfreiem Stahl ausgebildet ist. Der größte Durchmesser der Konstruktion wird durch die gestrichelte Linie D angegeben und an sechs aus dem Ring hervorstehenden Teilen 21a, 21b, 21c, 21d, 21e und 21f erreicht. Diese stellen Öffnungen zur Verfügung, durch die die röhrenförmigen Trägerstangen 13a bis 13f geschoben werden, so daß die Stangen 13a bis 13f in der Praxis eine äußere Umhüllung der Käfigstruktur 1 mit einem D ungefähr gleichen Durchmesser definieren können.
Die sich axial erstreckenden Stäbe 25a, 25b, 25c, 25d, 25e und 25f werden durch die durch den Träger 3 zur Verfügung gestellten Öffnungen geschoben, wobei jede Öffnung durch einen Satz aus vier hervorstehenden Stabunterbringungsteilen 24 definiert wird, die nach innen zur Mitte der Öffnung gerichtet sind. In jedem Satz sind zwei der hervorstehenden Teile 24 in Richtung des Umfangs und zwei radial ausgerichtet. In Fig. 3 ist neben den in Richtung des Umfangs ausgerichteten hervorstehenden Teilen 24 nur ein radial ausgerichteter hervorstehender Teil zu sehen. Jeder Stab ist in Kontakt mit den hervorstehenden Teilen 24, die die Staböffnung definieren.
Zum Beispiel können drei der Stäbe, z.B. 25a, 25c und 25e aktive Stäbe sein, die abwechselnd mit den drei Dummystäben 25b, 25d und 25f aus fester Zirkoniumlegierung angeordnet sein können.
Der Brennstabträger 5 ist ähnlich aufgebaut wie der in Fig. 3 gezeigt Träger 3. Die Stäbe 25a bis 25f und die Stangen 13a bis 13f können z.B. durch Schweißen oder mechanisch am Träger 7 befestigt werden.
Fig. 4 zeigt einen der Hilfsträger, nämlich den Träger 11. In diesem Fall wird der Träger dazu verwendet, nur die Stangen 13a bis 13f zu stützen. Der Träger ist auch hier eine spinnenartige Konstruktion, die aus einem Streifenmetall besteht oder maschinell aus festem Metall wie rostfreiem Stahl hergestellt wurde, aber in diesem Fall enthält der Träger 11 eine Anzahl von Teilen mit geraden Seiten (obwohl sie auch gebogen sein könnten), nämlich die radialen Teile 29a bis 29f und die peripheren Teile 31a bis 31f, die zusammen ein gleichmäßiges Sechseck mit geraden Seiten bilden. Die Stangen 13a bis 13f reichen durch die äußeren Ringe 27a bis 27f. Die Stäbe 25a bis 25f reichen durch Löcher, die zwischen den radialen Teilen 29a bis 29f und den peripheren Teilen 31a bis 31f gebildet wurden. Die Stäbe 25a bis 25f sind in Fig. 4 in gestrichelter Linie gezeigt. Die axiale Stange 15 wird durch einen verstärkten Ring 33 in der Mitte der Konstruktion geträgert und ist damit verschweißt.
Der Hilfsträger 9 ähnelt dem Hilfsträger 11.
Fig. 5 zeigt ein Ende der axialen röhrenförmigen Stange 15. Die Stange 15 wird durch eine Manschette 39 in den Träger 3 eingebracht. Ein röhrenförmiger Pfropfen 35 wird zuerst eingepaßt und am Ende der Stange 15 verschweißt. Der Pfropfen 35 hat einen stufenförmigen Querschnitt mit einem Teil von größerem Durchmesser 35 innerhalb der Stange 15 und einem Teil von kleinerem Durchmesser 37, der sich über die Stange 15 hinaus erstreckt. Der hervorstehende Teil 37 hat ein positives Schraubengewinde 41. Die Kappe 17, in der sich eine Bohrung 46 mit einem negativen Schraubengewinde befindet, wird am Gewinde 41 befestigt und durch einen Dübelstift 45 in einem Loch, das sich durch die Kappe 17 in den Körper des hervorstehenden Teils 37 erstreckt, arretiert. Die Kappe 17 weist am Ende eine konische Vertiefung auf, um die passende Kappe (des in Fig. 6 gezeigten Typs) des anderen Endes eines ähnlichen Brennelements (nicht gezeigt) leichter aufnehmen zu können.
Fig. 6 zeigt das andere Ende der axialen röhrenförmigen Stange 15. Die Stange 15 wird mittels einer Manschette 49 in den Träger 7 eingebracht. Ein röhrenförmiger Pfropfen 55 wird zuerst eingepaßt und am Ende in die Stange 15 eingeschweißt. Der Pfropfen 55 hat einen stufenförmigen Querschnitt mit einem Teil von größerem Durchmesser 57 innerhalb der Stange 15 und einem Teil von kleinerem Durchmesser 59, der sich über die Stange 15 hinaus erstreckt. Der hervorstehende Teil 59 hat ein positives Schraubengewinde 61.
Die Kappe 19, in der sich eine Bohrung 62 mit einem negativen Schraubengewinde befindet, wird am Gewinde 61 befestigt und durch einen Dübelstift 65, in einem Loch, das sich durch die Kappe 19 in den Körper des hervorstehenden Teils 59 erstreckt, arretiert. Die Kappe 19 weist am Ende einen positiven konischen Teil 67 auf, um die Unterbringung in einem negativen Gewinde 47 der Endkappe 17 (vom in Fig. 5 gezeigten Typ) des anderen Endes eines ähnlichen Brennelements (nicht gezeigt) leichter aufnehmen zu können.
Bei Verwendung wird eine Anordnung oder Reihe von Brennelementen (bis zu acht Elementen) wie in Fig. 1 bis 6 gezeigt so gebildet, daß die Elemente mit den Enden aneinanderstoßen, wenn sie in den Kanal eines Moderatorkerns in einem Magnox-Reaktor geschoben werden. Jedes Element wird einzeln in den Kanal geschoben, so daß eine Kanalbeladung von bis zu acht Elementen entsteht.

Claims

1. Kernbrennelement zur Verwendung in einem gasgekühlten Kernreaktor, das eine Vielzahl von Trägern für Brennstäbe (3, 5, 7), die eine durch die Träger reichende Elementachse definieren, und eine Vielzahl von Brennstäben, die zwischen den Trägern oder durch sie hindurch hängen und sich parallel zur Achse erstrecken, enthält und durch eine Vielzahl von länglichen, die Träger miteinander verbindenden Komponenten (13a - f) gekennzeichnet ist, die sich parallel zur Achse erstrecken und um die Brennstäbe angeordnet sind.

2. Element nach Anspruch 1, in dem die Brennstäbe von dem Typ sind, der eine Ansammlung von in einem länglichen Metallrohr aufeinandergeschichteten Oxidbrennstoffpellets enthält.

3. Element nach Anspruch 1 oder 2, in dem die länglichen Komponenten röhrenförmige Stangen (13a - f) enthalten.

4. Element nach Anspruch 3, in dem eine oder mehrere der röhrenförmigen Stangen ein Dotierungsmittel enthält.

5. Element nach Anspruch 4, in dem das Dotierungsmittel Gadoliniumoxid enthält.

6. Element nach einem der vorstehenden Ansprüche, in dem die Träger für die Brennstäbe Bauteile aus ei nem Streifenmaterial aufweisen, wobei die Seiten der Streifen (21a/24) parallel zur Achse des Trägers angeordnet sind und die Streifen Öffnungen zur Aufnahme der Brennstäbe und Öffnungen zur Aufnahme der länglichen Komponenten definieren.

7. Element nach Anspruch 6, in dem die Trägerkomponenten so beschaffen sind, daß die die länglichen Komponenten aufnehmenden Öffnungen sich angrenzend an die Peripherie der Trägerstruktur befinden, die durch Ringe zur Verfügung gestellt wird, welche aus der Trägerperipherie hervorstehende Teile bilden.

8. Element nach einem der vorstehenden Ansprüche, das Brennstabträger umfaßt, die so eingerichtet sind, daß sie drei bis sechs Brennstäbe aufnehmen können.

9. Element nach Anspruch 8, in dem die Brennstabträger sechs Öffnungen aufweisen, die in gleichmäßigen Abständen auf einem Bogen um die Trägerachse angeordnet sind und Brennstäbe aufnehmen.

10. Element nach Anspruch 8 oder 9, in dem die im Element inkorporierten Stäbe aktive, spaltbares Material enthaltende Brennstäbe (25a, c, e) und ein oder mehrere, kein spaltbares Material enthaltende Dummystäbe (25b, d, f) umfassen.

11. Element nach Anspruch 10, in dem der oder die Dummystäbe aus festem Metall bestehen.

12. Element nach Anspruch 11, in dem das Metall eine Zirkoniumlegierung ist.

13. Element nach einem der Ansprüche 8 bis 12, in dem das Element sechs längliche Komponenten (13a - f) aufweist.

14. Element nach einem der vorstehenden Ansprüche, das eine Stange (15) aufweist, die sich entlang der Achse des Elements zwischen den Brennstabträgern erstreckt.

15. Element nach Anspruch 14, bei dem die Stange komplementäre Ausformungen an ihren Enden aufweist, die das Aneinanderfügen eines Elements an das andere ermöglicht, um eine Reihe aneinanderstoßender Elemente zu bilden.

16. Element nach Anspruch 15, bei dem die jeweiligen Enden der Stange Endkappenteile (17, 19) mit komplementären aufeinanderpassenden Positiv- und Negativoberflächen (67, 47) aufweisen.

17. Element nach Anspruch 16, bei dem die aufeinanderpassenden Oberflächen (47, 69) konisch sind.

18. Element nach Anspruch 16 oder 17, bei dem die Endkappen (17, 19) durch Schraubdrähte (41, 61) an der Stange befestigt sind.

19. Element nach Anspruch 18, bei dem jede der Endkappen durch einen Arretierstift (45, 69) auf der Stange befestigt wird.

20. Element nach einem der vorstehenden Ansprüche, das einen oder mehrere Hilfsträger (9, 11) aufweist, die die länglichen Komponenten zusätzlich stützen.

21. Element nach Anspruch 20, das drei Brennstabträger aufweist, von denen sich der erste (3) angrenzend an ein Ende des Elements, der zweite (5) angrenzend an das andere Ende des Elements und der dritte (7) auf halbem Wege entlang des Elements befindet, und das außerdem zwei Hilfsträger (9, 11) aufweist, von denen sich einer zwischen dem ersten und dem zweiten Brennstabträger und der andere zwischen dem zweiten und dem dritten Brennstabträger befindet.

22. Element nach Anspruch 21, bei dem die Stäbe und die länglichen Komponenten am ersten der Stabträger befestigt und durch den zweiten und dritten Stabträger gestützt werden und die länglichen Komponenten ebenfalls durch die Hilfsträger gestützt werden.

23. Trägerkäfig für Kernbrennstäbe zur Ausbildung eines Brennelements nach Anspruch 1, der eine Vielzahl von eine durch die Träger reichende Achse definierenden Brennstabträgern (3, 5, 7) und eine Vielzahl länglicher, sich parallel zur die Träger verbindenden Achse erstreckenden Komponenten (13a - f) aufweist, wobei die Träger Öffnungen aufweisen, um die Brennstäbe in die länglichen Komponenten einbringen zu können.

24. Kernreaktorkern, der einen Neutronenmoderatorblock mit darin ausgebildeten Kanälen aufweist, von denen mindestens einer eine Reihe oder Anordnung von Brennelementen aufweist, die jeweils Anspruch 1 entsprechen.

25. Kernreaktorkern nach Anspruch 24 vom Magnox-Reaktortyp.