Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1957, H. 1 - Svensk atomkraft — råvaru- och bränslefrågor, av Erik Svenke
<< 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.
förutsatt användning av tungt vatten i det
svenska programmet, behövs dock vissa
kvantiteter högren grafit som reflektormaterial ocli
behovet uppskattas sammanlagt till 200 t fram
till år 1960 och 800 t fram till år 1965.
Grafit av den kvalitet som behövs för detta
ändamål kan numera förvärvas utifrån.
Inhemska produktionsresurser, baserade på
importerade råvaror finns emellertid hos ett
svenskt företag, nämligen Skandinaviska
Gra-fitindustri AB.
Zirkonium
För värmereaktorer vid temperaturer strax
ovan 100° C torde aluminium eller
aluminiumlegeringar vara lämpliga som
kapslingsmate-rial. Vid högre temperaturer, t.ex. vid
reaktorer för ångproduktion har zirkoniumlegeringar
föreslagits för samma ändamål.
Då elementen förbrukas och måste ersättas,
är kapslingsmaterialet liksom uranet ett
förbrukningsmaterial för en reaktor och icke
blott ett investeringsmaterial som tungt vatten
eller grafit. Totalbehovet fram till år 1965
uppskattas till ca 100 t och årsbehovet vid den
tidpunkten ca 30 t.
Ingen svensk tillverkning eller bearbetning av
zirkonium finns för närvarande. Främst ett
enskilt företag, Johnsonkoncernen, har under
en del år intresserat sig för metallen och
undersöker om förutsättningar finns för en
inhemsk hantering. Tillsvidare får man räkna
med import.
Bränsleelement
Med bränsleelement menas de detaljer i
reaktorn där det klyvbara materialet ingår. I
bränsleelementen utvecklas värme som man
önskar ta tillvara och som måste ledas bort på
ett lämpligt sätt genom att elementen kyles
med ett värmetransporterande medium.
Beteckningen bränsleelement får dock icke
leda till det förenklade betraktelsesättet, att
elementen jämställes med bränslet — kolet
eller oljan — i en anläggning upphettad med
fossilt bränsle. Bränsleelementen är nämligen
vida mer. De utgör så att säga den inre kärnan
i atomreaktorn, kring vilken denna är
uppbyggd och deras prestanda, kärnfysikaliska
data, värmeöverföringsegenskaper och
hållbarhet är parametrar som till stor del
bestämmer reaktorkonstruktionen.
Forsknings-och utvecklingsarbetet på bränsleelementen
och därmed sammanhängande materialfrågor
intar också en mycket viktig plats i
atomenergiarbetet.
För en reaktor baserad på tungt vatten och
naturligt uran skulle man helst önska att ha
uranet i form av metall. Metallen är nämligen
den mest kompakta form man kan få uranet i
-— specifika vikten är ca 19 — och detta
medför att man med minsta möjliga erforderliga
mängder av uran och tungt vatten kan komma
över den kritiska storleken, dvs. nå en
självunderhållande kedjereaktion. Metallen har vi-
dare mycket god värmeledningsförmåga, varför
det finns förutsättningar för ett högt
effektuttag per ton uran. Båda faktorerna medverkar
till låg investering per uttagen effektenhet.
Tyvärr har emellertid metallen egenskaper
som i hög grad försvårar en direkt
användning, och framförallt har strålningen och det
atomära sönderfallet en mycket destruktiv
verkan. Exempelvis kan nämnas att man kan få
bestående och starka formförändringar hos
uranmetall i ett strålningsfält, om metallen
råkar ha textur, dvs. om det finns tendens till
regelmässig orientering hos kristallerna.
Orsaken härtill är främst att metallen är anisotrop,
dvs. att dess kristaller har olika egenskaper i
olika riktningar.
Den kemiska reaktionsförmågan hos metallen
är vidare ganska hög. Under alla förhållanden
måste atombränslet i bränsleelementen vara
omgivet av en kapsling, ett tätt hölje, som
hindrar de uppkommande radioaktiva
klyvningsprodukterna att spridas. Vattenkylning av
uranmetallelement, som givetvis ligger nära till
hands vid kombinationen uran—tungt vatten,
ställer då tydligen alldeles särskilt höga krav
på tätheten och tillförlitligheten hos
kapsling-en, eftersom uranmetall och vatten reagerar
med varandra. En sådan kombination är
tänkbar upp till något över 100° C, alltså ett
atom-värmeverk, men måste nog tillsvidare anses
alltför riskabel vid temperaturer över 150° C
hos vattnet.
En hel del forskningsarbete drivs också för
närvarande för att utreda möjligheterna att
nyttja element av mera keramisk natur, vilka
är mycket mer beständiga mot
strålningsförstörelse och kemisk reaktion med vatten. Mycket
aktuellt är sålunda att i elementen nyttja
sintrad uranoxid med en specifik vikt på ungefär
10 V, såsom skett i den första franska reaktorn.
Provtillverkning av sinterkroppar för detta
ändamål sker för närvarande vid Kohlswa
Jernverks AB. Har man tillgång till anrikat
material vidgas möjligheterna i hög grad och
man kan tänka sig ett flertal keramiska och
metall-keramiska kombinationer, t.ex.
sammanpressade enheter av uranoxid och aluminium.
Neutronstrålningens inverkan på andra icke
klyvbara metaller, som kan tänkas ingå i
reaktorn är betydligt mindre. Till viss grad
påverkas dock t.ex. hållfasthet, ledningförmåga för
värme och elektricitet samt yttre dimensioner
och dessa effekter måste bli föremål för
fortsatta studier.
I bränsleelementen är jämte det klyvbara
materialet den kapslande metallen den viktigaste
materialkomponenten. Man har vid valet av
lämpligt material för höljet att ta hänsyn till
de nämnda faktorerna samt därjämte
absorp-tionsförmågan för neutroner, dvs. hur mycket
neutroner materialet stjäl från reaktorn, samt
vidare materialets termiska och kemiska
motståndskraft och andra materialegenskaper.
Vid utvändig vattenkylning är sålunda legerat
aluminium användbart som kapslingsmaterial
kanske upp till 200° C, medan man för högre
fi TEKNISK TIDSKRIFT 1957
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
