Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1958, H. 40 - Den gaskylda, grafitmodererade atomreaktorns utveckling, av SHl
<< 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.
Den gaskylda,
grafitmodererade
atomreaktorns
utveckling
621.039.42
Under de gångna två årens körning av Calder
Halls första reaktor har man givetvis gjort
många erfarenheter. Av direkt värde för
kommande konstruktioner är noggranna mätningar
på reaktorn, vilka kan leda till förfining av
teorin och ökning av tillgängliga
konstruktionsdata, erfarenheter från drift och underhåll,
upptäckt av konstruktionsfel, statistisk
provning av bränslet under driftbetingelser samt
olika konstruktionsmaterials beteende under
drift.
Vad man lärt av Calder Hall
Drift och underhåll
Calder Hall-reaktorns kritiska massa visade sig
vara mindre än beräknat. Detta beror på de stora
svårigheterna att exakt uppskatta reaktiviteten
hos en kärna med ett komplicerat kanalsysteni.
Vid full effekt och med xenon i jämvikt har
reaktorn ca 1,25 % överskottsreaktivitet. Denna
har man kompenserat genom att ladda ett
fyrtiotal kanaler med stålstavar i stället för
bränsleelement. Kanalerna har härvid valts så att
minsta möjliga distorsion av neutronflödet
uppstår.
Överskottsreaktivitet är värdefullare för en
reaktor med naturligt uran som bränsle än för en
med anrikat. I de stora civila reaktorer som nu
är under byggnad kan den utnyttjas för
ökning av utbränningen eller för ökning av den
zon i vilken neutronflödet är nästan konstant;
den senare åtgärden medför en betydande
ökning av den effekt som kan erhållas för en
kärna med given volym.
Det har visat sig att reaktorns effekt kan
varieras ned till 10—15 % av full effekt. Då de
fyra yttre kylkretsarna har
avstängningsventiler, kan stora delar av anläggningen göras
tillgänglig för underhållsarbeten under drift.
Rutinundersökning av t.ex. värmeväxlarna kan
göras medan reaktorn laddas om.
Konstruktions fel
Vid konstruktionen av en anläggning av helt
ny typ är det mycket lätt att begå fel.
Lyckligtvis har konstruktionsfelen hos Calder
Hallreaktorn blivit få och har kunnat rättas till.
Som exempel kan koldioxidläckningen
nämnas. Vid konstruktionen användes den
standard som gäller för högtrycksånga, och den
Referat av uppsats 15/P312 av R V Moohe, H Krojtberger
& L Grainger för International Conference ön the Peaceful
Uses of Atomic Energy Geneva 1958.
visade sig inte rigorös nog. När reaktorn sattes
1 drift förlorades 2 t/dygn koldioxid. Man har
nu kunnat minska läckningen till 0,5 t/dygn.
Fastän den inte är hälsovådlig är den
besvärlig därför att anläggningen hela tiden måste
tillföras ny koldioxid. Detta medför också en
viss ökning av driftkostnaden.
En läckning på 0,5 t/dygn motsvarar ett hål
med 0,75 mm diameter på en total yta av ca
2 300 nr. För ytterligare minskning av
läckningen fordras alldeles speciella åtgärder vid
anläggningens konstruktion och tillverkning.
Den teknik som behövs torde mera likna den
som används för högvakuum än den som
till-lämpas för högtrycksånga.
Bränsleelementen
I de tre första fullständiga laddningarna
bränsleelement på vardera 10 000 har sammanlagt
sju felaktiga element iakttagits. Dessutom har
några kanaler visat något högre aktivitet än
bakgrunden men inte så hög att
bränsleelementen måst tas ut. Tre fel uppstod i den första
chargen efter bara 3 000—6 000 MWh/t
ut-bränning. Deras orsak har inte med säkerhet
konstaterats, men man tror att de beror på små
tillverkningsfel, möjligen i kapslingens
änd-svetsar (Tekn. T. 1957 s. 342). Liknande fel
har varit färre i de följande chargerna.
Hittills har tre av de övriga felen undersökts.
Alla har uppstått hos det understa elementet
i en kanal efter ca 12 000 MWh/t utbränning
och en yttemperatur hos elementet på ca
200° C. Orsaken torde vara små, långsamt
växande läckor i kapslingen, troligen över en
betydande del av elementets yta.
De fel, som uppstått vid låg temperatur, torde
bero på Magnox-legeringens relativt låga
duk-tilitet. Denna synes dock i allmänhet vara
tillräcklig för att kapslingen skall tåla den ringa
töjning som den utsätts för vid relativt liten
bestrålning. Man har iakttagit intergranulära
sprickor i kapslingen, genom vilka koldioxid
långsamt kan läcka in till uranet. Därefter har
radioaktiva ämnen långsamt trängt ut i
bränslekanalen. Materialet i dessa kapslar har haft
ca 0,6 mm kornstorlek.
Enligt en nyligen utarbetad metod kan man
emellertid framställa kapslar av mycket
fin-kornigare Magnox. Denna liar vid 200°C ca 3
gånger så stor förlängning som det först
använda materialet och visar motsvarande
mindre antal intergranulära sprickor. Man
väntar därför att läckor i kapslingen skall bli
mera sällsynta i fortsättningen. Vid speciella
experiment liar man utsatt kapslingen för 10 %
volymökning hos bränslet vid minst 350°C
utan att skador uppstått på den.
Bränslet har visat sig anmärkningsvärt
dimen-sionsstabilt under bestrålning; ingen
skrynk-ling eller svällning har iakttagits. Både den
termiska och av bestrålningen orsakade
kryp-ningen har nära överensstämt med
beräkningarna. Elementens böjning har kunnat hållas
inom acceptabla gränser genom införande av
stöd mot kanalväggen (Tekn. T. 1957 s. 540).
TEKNISK TIDSKRIFT 1 958 181
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
