Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 36. 6 oktober 1951 - Hur den franska atomreaktorn är byggd, av Bengt Pershagen
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
802
TEKNISK TIDSKRIFT
de reaktorer utan kylning men är underlägsen typer som
har kylsystem.
Reaktorkärnan är en cylindrisk aluminiumtank fylld med
tungt vatten, vari stavar av aktivt material är nedstuckna
(fig. 1 och 2). Tankens dimensioner är: diameter 180 cm,
höjd 235 cm och väggtjocklek 3 mm. Den måste av
neutronekonomiska skäl vara av aluminium, trots att det
medför många tekniska problem bl.a. med hänsyn till
svetsning och korrosion.
De aktiva stavarna består av aluminiumrör med 7 cm
diameter och 1,6 mm tjocklek fyllda med uranoxid, av vilken
har framställts ett porslin med hög täthet i form av
pa-stiller med en vikt av ca 900 g. Varje stav består av 56—57
pastiller, dvs. ungefär 50 kg uranoxid, och har en längd
av 180 cm. Stavarna var ursprungligen 69, ordnade i ett
hexagonalt gitter med 19 cm delning. Varje stav kan tas
ut uppåt genom kanaler som normalt är igensatta med
stål-pluggar. Mellanrummet mellan kanalerna är utfyllt med
sand.
Omkring reaktortanken ligger utom på översidan en
reflektor av grafit med uppgift att sprida tillbaka neutroner
som läcker ut. Grafitlagret är 90 cm som är ungefär dubbla
diffusionsväglängden för termiska neutroner i materialet.
Alltsammans är omgivet av ett strålningsskydd av 150 cm
betong. På en sida är reflektorgrafiten utdragen genom en
konisk öppning i strålskyddet till en termisk kolonn, där
man skall få ut termiska neutroner för experiment. Den
koniska formen visade sig dock vara mycket olämplig och
på nästa reaktor som byggs i Frankrike kommer den
termiska kolonnen att få en helt annan utformning.
För nödavstängning finns fyra säkerhetsstavar som
vardera väger 12 kg och består av kadmiumfyllda
stålcylindrar löpande i vertikala kanaler intill reaktortankens axel.
Normalt är de upphängda ovanför tanken, men så snart
reaktoreffekten överstiger högsta tillåtna värde bringas de
att falla ner av tyngdkraften, varigenom kedjereaktionen
stoppas. Reaktoreffekten regleras med 600 X 300 X 0,7 mm
plattor av kadmium, som löper i aluminiumskenor mellan
tanken och reflektorn. Det finns utrymme för fyra
regleringsplattor men numera används endast två.
För mätändamål eller för bestrålning av preparat finns
experimentkanaler, dels tangentiella som går rakt igenom
reaktorn så nära tanken som möjligt, dels radiella fram
till tanken eller reflektorn. Dessutom finns en vertikal
Fig. 1. Vertikalsnitt genom ZOÉ; A reaktortank med tungt
vatten, B aktiv stav, C tätningsring, D järntank fylld med
sand, E säkerhetsstav. F utlösningsanordning för
säkerhetsstav, G reflektor, H termisk kolonn, l skyddslucka, J
block, K tangentiell kanal, L ledning för
vattenståndsmätare, M ventilation, N betongskydd, O jonkammare, P krän
för snabbtömning, Q säkerhetsventil, R strålningsmätare.
Fig. 2. Horisontalsnitt; A reaktortank, B aktiv stav, C
rörlig grafitplugg, D genomföring, E säkerhetsstav, F
regleringsplatta, G reflektor, H termisk kolonn, I skyddslucka,
J vattenståndsmätare, K tangentiell kanal, L ledning för
vattenståndsmätare, M radiell kanal, N betongskydd, O
jon-kammare, P säkerhetsventil för vattenståndsmätare.
kanal i centrum, som man fått genom att ta bort
mittstaven. I radiella kanaler är fem jonkammare fyllda med
bortrifluorid placerade, av vilka två tjänstgör som kännare
för säkerhetsstavarna. De har identiska men av varandra
oberoende kretsar och kan var för sig utlösa
säkerhetsanordningarna. Två andra RF8-kammare används för
mätning av reaktoreffekten. För en del mätningar som fordrar
stabil reaktor är regleringsmöjligheterna med
kadmiumplattorna i grövsta laget. En finreglering kan åstadkommas
genom att en liten kadmiumskiva, 20 X 30 X 0,1 mm,
nedsänks i mittkanalen och manövreras med en servomotor.
När reaktorn nådde kritisk storlek vid starten innehöll
den 4,52 t tungt vatten och 3,55 t uranoxid motsvarande
3,15 t uran. Uranoxid är mindre effektivt som aktivt
material än ren uran, men man kunde när ZOÉ byggdes inte
få fram tillräckliga kvantiteter metall inom rimlig tid.
Senare observerade man att den beräknade och använda
geometriska anordningen av aktivt materiel och moderator
inte var den optimala. Reaktiviteten ökade nämligen när
man tog bort vissa uranstavar, och numera innehåller ZOÉ
62 stavar motsvarande 2,85 t uran mot ursprungligen 69.
För en reaktor av ZOÉs typ bör optimala mängderna uran
och tungt vatten vara omkring 2,5 t U och 4,0—4,2 t D20.
En annan överraskning för konstruktörerna var
reaktivi-tetens starka temperaturberoende. Sedan starten har ZOÉs
temperatur ökat från 15 till ca 40°C vilket på grund av
den negativa temperaturkoefficienten medfört att man
tvingats addera 0,25 t D20 till den ursprungliga mängden
för att bibehålla reaktiviteten. Man har genom experiment
funnit följande formel för reaktivitetens beroende av
temperaturen, DaO-nivån och regleringsplattornas läge
As = 0,5 Ap + 5 Ah —2i AS
där e är reaktiviteten i p.c.m. enheter (1 p.c.m. = 10~B),
p = regleringsplattornas läge i mm, h = DeO-nivån i mm
och 0 = reaktorns karakteristiska temperatur.
Med de erfarenheter man gjort med ZOÉ går nu
fransmännen att bygga sin andra reaktor, belägen i Saclay i
närheten av Paris som blir den franska
atomenergiforskningens nya centrum. Saclay-reaktorn skall ha tungt
vatten som moderator och ca 3 t uran som aktivt material,
och den kommer att kylas med kvävgas av högt tryck.
Härigenom beräknas den ge 1 000 kW och ett största flöde
av ca 1012 n/cm’2 s (L KowarsKI på KTH 7 juni 1951).
Bengt Pershagen
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
