Qualification of pebble fuel for HTGRs Translated title: Qualifizierung von Kugelbrennelementen für Hochtemperaturreaktoren

Abstract

The German HTGR fuel development program for the HTR-Modul concept has resulted in a reference design based on LEU UO ₂ TRISO coated particle fuel in a spherical fuel element. The coated particles consist of minute uranium particle kernels coated with layers of carbon and silicon carbide. Analyses on quality of as-manufactured fuel, its behavior under HTR-Modul relevant operating and accident conditions have demonstrated excellent performance. Coated particles can withstand high internal gas pressure without releasing their fission products to the environment. International efforts are on-going for further improvement of coated particle fuel to meet the needs of future generation-IV HTR concepts.

Kurzfassung

Im Rahmen des deutschen Entwicklungsprogramms von Hochtemperaturreaktor-Brennstoff für das HTR-Modul-Konzept ist ein Referenzdesign entstanden, das auf TRISO-beschichteten Brennstoffpartikeln mit niedrig angereichertem Uran, die in einem kugelförmigen Brennelement eingebettet sind, beruht. Die Partikel bestehen aus winzigen Brennstoffkernen, die von Schichten aus Kolenstoff und Siliziumkarbid eingehüllt sind. Analysen des Brennstoffs bei der Herstellung, sowie beim Verhalten unter Betriebs- und simulierten Störfallbedingungen haben den hohen Grad an Qualität nachgewiesen. Die Partikel sind gegen hohe Innendrücke ausgelegt, ohne Spaltprodukte in die Umgebung freizusetzen. International wird dieses Brennstoffkonzept weiterentwickelt, um es an die Anforderungen künftiger HTR-Konzepte der vierten Generation anzupassen.