Als Manuskript vervielfältigt Für diesen Bericht behalten wir uns alle Rechte vor GESELLSCHAFT FÜR KERNFORSCHUNG M. B. H. KARLSRUHE KERNFORSCHUNGSZENTRUM KARLSRUHE KFK 2353 Institut für Reaktorentwicklung Projekt Schneller Brüter TUFCI Eine Versuchsanlage für Experimente zur Brennstoff-Natrium-Reaktion in Brennelementgeometrie (Erste Ergebnisse mit dem Natrium-Injektor) H. Beutel Gesellschaft für Kernforschung m.b.H., Karlsruhe Kurzfassung Die Sicherheitsuntersuchungen zu den Na-gekühlten

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... len Brutreaktoren umfassen u.a. Experimente zur Brennstoff-Natrium-Reaktion, bei denen insbesondere die Konversion von Wärmeenergie in mechanische Energie in einem simulierten Brennelement ermittelt werden soll. Dieser Bericht beschreibt die Entwicklung einer Versuchsanlage, mit der Brennstoff-Natrium-Reaktionen in Geometrien, wie sie für Brennelemente typisch sind, durchgeführt werden sollen. Im Unterschied zu tatsächlichen Brennelementen eines Kernreaktors sind die Wände des Reaktionsraumes für die zu erwartenden Drucktransienten nahezu starr. Der Natrium-UOZ-Kontakt wird dabei sowohl durch das Auftreffen des Natriums auf das geschmolzene UO Z als auch durch Injektion geringer Mengen Natrium in das UO Z (Startreaktion) hergestellt. Abschließend wird über ein erstes Experiment berichtet, bei dem 14 Kubikzentimeter Natrium in 3 kg flüssiges Urandioxyd injiziert wurden. ABSTRACT TUFCI, AN EXPERIMENTAL FACILITY TO STUDY THE MOLTEN-FUEL-COOLANT-INTERACTION IN A FULL SCALE FUEL ELEMENT The safety-investigations for the Liquid-Metal-Fast-Breeder-Reactor also include experiments for fuel-coolant-interactions (FCI) in a simulated fuel element to find out the conversion factor from thermal to mechanical energy. This report describes the development of an experimental facility which makes it possible to produce an FCI in a geometry, which is typical for a fuel element. Other then in real fuel elements the wall of the reaction tube is rigid. Fuel-sodium contact is achieved by the impact of sodium and molten U0 2 as weIl as by the injection of smaller quantities of sodium into U0 2 (initiating-reaction). Finally an experiment is described in which smaller quantities of sodium were injected into liquid fuel. 42