Brennelemente

Zusammenfassung

Als Brennelemente bezeichnet man die zu einer handhabbaren Einheit zusammengefaßten brennstoffhaltigen Einzelelemente. Bei den meisten Reaktoren sind es Stabbündel einer bestimmten Anzahl von Brennstäben. Die bisherige Analyse zeigt, daß die Brennelemente ganz bestimmten physikalischen und technischen Forderungen genügen müssen, die vor allem die Werkstoffauswahl und die Konstruktion betreffen. Die physikalische Bedingung der Kritikalität des Reaktors verlangt eine bestimmte Größe des Kerns bei einer vorgegebenen Materialzusammensetzung und schränkt damit die zulässigen Werkstoffe wie auch die konstruktive Gestaltung ein, die ja auch den Volumenanteil von Kühlmittel bzw. Moderator bestimmt. Besondere Forderungen für die Materialbeanspruchung leiten sich aus den thermohydraulischen Bedingungen ab. Die einzelnen Forderungen sind unter folgenden Gesichtspunkten zusammenzufassen:

• Physikalische Forderung zur Erfüllung der kritischen Bedingung:

  • Der Brennstoff muß eine bestimmte Spaltstoffkonzentration aufweisen.

  • Moderator und Strukturmaterial dürfen nur möglichst wenige Neutronen absorbieren.

  • Moderator und Brennstoff müssen in einem optimalen Verhältnis zueinander stehen.