Techniklexikon

Brennstab

zylindrischer Stab, der das für den Betrieb eines Kernreaktors notwendige spaltbare Material enthält. Die Brennstäbe haben die Aufgabe, den Kernbrennstoff und seine Spaltprodukte von dem Kühlmittel des Primärkreislaufs zu trennen. Bei den heute üblichen Siedewasserreaktoren haben sie eine Länge von 4,17 m und einen äusseren Durchmesser von 11 mm. Die den Brennstoff unmittelbar umgebende Brennstoffhülle, die neben mechanischer Festigkeit, Korrosions- und Hitzebeständigkeit eine geringe Neigung zur Neutronenabsorption aufweisen muss, besteht aus Zirkaloy (Zirkonium-Legierung) mit einer Wandstärke von 0,65 mm.

Die aus Urandioxid UO₂ gepressten, gesinterten und geschliffenen Tabletten - auch Pellets genannt - sind in die mit einer Endkappe verschlossenen Brennstäbe eingebracht. Eine Schraubenfeder drückt von oben auf die Pellets und hält sie in einer Säule fest zusammen. Dadurch wird gleichzeitig oberhalb des Kernbrennstoffs ein Raum für die bei der Kernspaltung entstehenden Edelgase und die leicht flüchtigen Spaltprodukte (Halogene) geschaffen. Der Spaltgasraum verhindert ein unzulässiges Anwachsen des Gasdrucks im Brennstoff bei der sehr starken Erwärmung.

Eine grössere Anzahl von Brennstäben wird zu einem quadratischen Brennelement mit Hilfe von Abstandshaltern zusammengefasst.

Brennstab: Längsschnitt durch einen Brennstab.