[发明专利]用于核控制杆的具有开孔的固态界面接头

权利要求书

1.一种沿着纵向方向(XX’)延伸的核控制杆，该核控制杆包括由碳化硼B₄C中子吸收材料制成的以列的形式堆叠在彼此上的多个芯块(5)，以及围绕所述芯块的列的包壳(1)，其中，所述包壳和所述芯块具有与所述纵向方向(XX’)横切的圆形横截面，并且其中同样具有与所述纵向方向(XX’)横切的圆形横截面的由对于中子透明的材料制成并且具有开孔的界面接头(3)至少在所述列的高度上被插入在所述包壳与所述堆叠芯块的列之间，其特征在于所述界面接头是这样的结构(3)：其从所述包壳(1)以及从所述芯块(5)的列机械地解耦，具有高的热传导率和开孔，适于通过横跨其厚度的压缩而变形以便在辐射下在所述芯块的三维膨胀的作用下被压缩，所述接头的初始厚度和其压缩比率使得在辐射下通过所述芯块传送到所述包壳的机械载荷保持小于预定阈值。

2.根据权利要求1所述的核控制杆，其中所述界面接头的开孔具有等于如在制造中生产的界面接头总体积的至少30％的体积。

3.根据权利要求2所述的核控制杆，其中所述界面接头的开孔具有如在制造中生产的界面接头总体积的30％与95％之间的体积。

4.根据权利要求3所述的核控制杆，其中所述界面接头的开孔具有如在制造中生产的界面接头总体积的50％与85％之间的体积。

5.根据上述权利要求中任一项所述的核控制杆，其中所述界面接头在其与所述(XX’)方向横切的截面中的厚度大于所述芯块的半径的至少10％。

6.根据上述权利要求中任一项所述的核控制杆，其中所述界面接头包括诸如穗带和/或毛毯和/或网和/或织物和/或针织物的一种或几种纤维结构。

7.根据权利要求6所述的与权利要求4相关的核控制杆，其中所述界面接头包括具有在15％与50％之间的纤维的体积百分比的纤维结构。

8.根据权利要求6所述的核控制杆，其中所述界面接头由包括多个碳纤维层以及包括叠加在碳纤维层上的碳化硅纤维的多个层的穗带制成。

9.根据权利要求1-5中任一项所述的核控制杆，其中所述界面接头由诸如泡沫的一种或几种蜂窝状材料制成。

10.根据上述权利要求中任一项所述的核控制杆，其中所述界面接头以陶瓷为基础。

11.根据上述权利要求1-9中任一项所述的核控制杆，其中所述界面接头以金属为基础。

12.根据上述权利要求中任一项所述的用于气冷快速反应堆(RNR-gaz)的控制杆，其中所述包壳的基础材料是诸如SiC-SiC_f的耐火性陶瓷基复合材料(CMC)，并且所述吸收芯块由B₄C制成。

13.根据上述权利要求1-11中任一项所述的用于钠冷快速反应堆(RNR-Na)的控制杆，其中所述包壳由金属材料制成，并且所述吸收芯块由B₄C制成。

14.根据权利要求1-11中任一项所述的用于加压水反应堆(REP)或沸水反应堆(REB)的控制杆，其中所述包壳包括耐火性陶瓷复合CMC材料并且吸收芯块由B₄C制成。

15.一种核吸收组件，该核吸收组件包括根据权利要求1-14中任一项所述的并且布置为形成栅格的多个控制杆。

16.一种用于制造核控制杆的方法，该方法包括以下步骤：

a/以具有良热传导性的具有开孔的能够在横跨其厚度的按压下变形的结构(3)的形式，至少部分地制造由对于中子透明的材料制成的具有圆形横截面的接头；

b/将所述至少部分地制造的接头插入到由可以或不可对中子透明的材料制成的具有圆形横截面的至少在其端部之一处开口的圆柱形包壳中；

c/将由碳化硼B₄C中子吸收材料制成的多个芯块在不大于所述接头的高度上插入，在所述接头内部插入到具有圆形横截面的所述圆柱形包壳中；

d/一旦所述接头已经被全部地制造出来就完全地闭合所述包壳。