mini|Aufgeschnittenes TRISO-Kügelchen in Falschfarben mini|Querschnitt durch ein TRISO-Pellet
TRISO (von ) ist eine Verarbeitungsform von Kernbrennstoff, die aus dreifach ummantelten Pac-Kügelchen besteht. In der Mitte befindet sich ein Kern aus Uran(IV)-oxid, oder einem Uran/Thorium-Mischoxid, der nach einer porösen Pufferschicht mit einer inneren Schicht aus isotropem Pyrographit, dann mit einer Schicht aus hochfestem Siliciumcarbid und als letztes mit einer äußeren Schicht isotropem Pyrographit ummantelt ist. Der Kern der deutschen Variante hat einen Durchmesser von 0,5 mm, das gesamte Partikel ist 0,91 mm groß.https://core.ac.uk/download/pdf/79490147.pdf
Die zusätzliche, innerste Kohlenstoffschicht ist porös und stellt Expansionsvolumen für die Aufnahme von Spaltprodukten zur Verfügung; die beiden Pyrographitschichten sorgen für Gasdichtigkeit.Adams Engines: Concepts and Design Principles, Abschnitt Fuel Element Construction
TRISO wurde um 1970 in Großbritannien für den Dragon-Hochtemperaturreaktor (1967–1975) entwickelt, als Erfinder gilt D. T. Livey. In Deutschland wurde es ab 1981 im AVR (Jülich) eingesetzt, nicht aber im THTR-300. Die TRISO-Partikel sind den älteren, zweifach ummantelten BISO-Partikeln hinsichtlich bestrahlungsbedingtem Partikelbruch deutlich überlegen.Karl Verfondern, Heinz Nabielek, Michael J. Kania, Hans-Josef Allelein: High-Quality Thorium TRISO Fuel Performance in HTGRs, In: Schriften des Forschungszentrums Jülich. Reihe Energie & Umwelt, S. iv Andererseits ist die Wirkung von TRISO-Siliciumcarbid als Diffusionssperre für einige Nuklide wie Cäsium-137 und Silber-110m bei höheren Temperaturen – auch im Vergleich mit BISO-Partikeln – unbefriedigend.Moormann, R.: A safety re-evaluation of the AVR pebble bed reactor operation and its consequences for future HTR concepts. In: Berichte des Forschungszentrums Jülich. Nr. 4275, Juni 2008, S. 1–37 http://juser.fz-juelich.de/record/1304/files/Juel_4275_Moormann.pdf Daher sind für Hochtemperaturreaktoren mit TRISO-Brennstoff derzeit nur maximale Arbeitstemperaturen von 750 °C vorgesehen, und die geplante Anwendung von TRISO-Brennstoff zur Hochtemperatur-Prozesswärmeerzeugung (950–1000 °C) wurde zurückgestellt.
Die Weiterentwicklung findet derzeit nur in den USA statt.Idaho National Laboratory: , 25. September 2013 Bei Versuchen dort wurde eine kurzzeitige Temperaturbeständigkeit der Beschichtungen von 1800 °C erreicht. Neben der höheren Temperaturbeständigkeit von TRISO gegenüber traditionellen Kernbrennstoffen ist TRISO auch widerstandsfähiger gegen Neutronenstrahlung, Korrosion und Oxidation. TRISO ist als Brennstoff für einige SMR-Projekte geplant, so für den Xe-100 der X-Energy Reactor Company mit einer elektrischen Leistung von 80 MWe.
Einzelnachweise
Kategorie:Kernbrennstoff Kategorie:Abkürzung
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