发明名称 具有高燃耗之核反应器燃料元件及其制造方法
摘要 为了提高燃料元件之燃耗-潜能,在设计成可处理大量正常浓缩燃料之生产线(3至9)中,以不允许之较高浓缩度来制造燃料丸,其中此种不允许之较高浓缩度以下述方式补偿:在粉末混合器(M)中于生产线之输入端将吸收剂物质(U/B-粉末)混合至燃料(T,P,N)中,使有毒混合物之反应度不超过正常浓缩度之无毒燃料混合物的反应度。这样所制成之燃料元件含有较大量之此种有毒之燃料丸(或只有一些此种有毒之燃料丸),此种燃料元件在交货件数很大时能以传统设备制造(且因此较经济)。
申请公布号 TW392178 申请公布日期 2000.06.01
申请号 TW086112372 申请日期 1997.08.28
申请人 西门斯股份有限公司 发明人 哲哈格拉德;阿方士罗培;鲁度夫梅恩
分类号 G21C3/04 主分类号 G21C3/04
代理机构 代理人 郑自添 台北巿敦化南路二段七十七号八楼
主权项 1.一种轻水式反应器燃料元件(FA)之制造方法,包括:a)燃料元件之燃料棒和结构性组件(S)所用之浓缩分裂物质(T,P),吸收剂物质(U/B-粉末),金属封装管(H)须随时准备好;b)在制造设备中含有至少一个粉末混合器(M)之组件(3)的装置中制造一种含有浓缩分裂物质之粉料混合物,其中装置(3)之容量以及至少粉末混合器(M)之体积都须设计成一种容积,此种容积在无毒之分裂物质具有小于最高値之浓缩度时仍然可安全地操控,c)在制造设备之第二组件中将由浓缩之分裂物质和吸收剂物质所构成之燃料粉末压制成燃料丸且进行烧结,再由烧结之燃料丸,封装管和结构化组件制成燃料元件,其中第二组件之装置(4,5,6,7,8,9)的容量不超过无毒之分裂物质具有小于最高値之浓缩度时之可安全操控的最大体积;其特征为:在粉末混合器(M)中产生一种以吸收剂物质(U/B-粉末)进行毒性化之粉末以作为粉末混合物且使用此种已毒性化之粉末作为燃料粉末以至少用于一部份燃料丸中,其中粉末混合器(M)中此种已毒性化之粉末具有一种较分裂物质之浓缩度最高値还大之浓缩度以及一些吸收剂物质,使得粉末混合物之反应度在最大时可等于相同体积之无毒且浓缩成最高値之分裂物质的反应度。2.如申请专利范围第1项之方法,其中浓缩之分裂物质在各容器中须随时准备好,各容器之体积占粉末混合器容量之一小部份,在粉末混合器中吸收剂物质之粉末与多个此种容器之内容物相混合。3.如申请专利范围第1至第2项之方法,其中浓缩之分裂物质含有氧化铀及/或氧化钸。4.如申请专利范围第1或第2项之方法,其中吸收剂物质含有钆。5.如申请专利范围第1或第2项之方法,其中吸收剂物质含有硼或硼化合物。6.如申请专利范围第5项之方法,其中硼化合物含有稀土元素。7.如申请专利范围第1或第2项之方法,其中为了产生有毒之粉末;具有含硼粒子之粉末须与由浓缩之分裂物质所构成之粉末相混合,其中含硼之粒子设有保护涂层。8.如申请专利范围第1项之方法,其中燃料元件(FA)之所有燃料棒(FR)的燃料丸(最好是所有燃料棒之所有燃料丸)是由浓缩度较最高値还大之以吸收剂物质进行毒性化之粉末所制成。9.如申请专利范围第1,2或8项之方法,其中使用具有铪含量之封装管(H),而此一铪含量较反应器纯锆中之铪含量所允许的极限値还大。10.如申请专利范围第1或第2项之方法,其中浓缩分裂物质之浓缩度较5GeW.(重量百分比)%U235还大(最好是大于6%)或大于可分裂之钸所对应之値。11.一种燃料元件之制造方法,其特征为:浓缩之分裂物质和吸收剂物质被压制成有毒之燃料丸且被烧结,亦可能将自然铀或去浓缩之铀处理成已烧结之无毒中性燃料丸,燃料丸圆柱独特地由有毒之燃料丸和可能亦有中性燃料丸所制成且装入金属封装管中,燃料元件由结构性组件及填入燃料丸圆柱之金属封装管所组成。12.一种具有燃料棒(FR)之燃料元件(FA),其特征为:具有分裂物质之燃料丸包含在燃料棒(FR)中,分裂物质之浓缩度大于容许无毒之浓缩分裂物质安全地被处理时所具有之最高値,其中燃料丸之反应度藉吸收剂物质之添加而降低至小于由浓缩于最高値之无毒分裂物质所构成之无毒燃料丸的反应度。13.如申请专利范围第12项之燃料元件,其中所有燃料棒之燃料丸,最好是所有燃料棒之所有浓缩之燃料丸,都含有此种分裂物质。14.如申请专利范围第12项之燃料元件,其中所有燃料元件之所有燃料棒只含有具有此种分裂物质之燃料丸以及可能有由非浓缩之材料所构成之燃料丸。图式简单说明:第一图无毒害之燃料元件的制造程序。第二图有毒害之燃料元件的制造程序。第三图本发明之方法的实施例所用之方法步骤及装置。
地址 德国