Brevet FR2007993A1 — publié le 19700116

Pour compenser dans un réacteur nucléaire, la réserve nécessaire de capacité de carburant et également pour assurer une densité de puissance aussi uniforme que possible, on incorpore dans le noyau central du réacteur des poisons combustibles. Ces poisons combustibles doivent présenter les caractéristiques suivantes 1) la section efficace de isotope absorbant les neutrons doit être assez élevée pour que, vers la fin de la durée de vie du réacteur, la combustion puisse être complète; elle doit, autant que possible, aboutir à un isotope du même élément ayant une section efficace faible. 2) tes autres isotcpes stables de cet élément doivent avoir une section efficace faible. 3) L'élément doit être présent sous la forme d'un de sei'composés qui soit autant que possible insoluble dans l'eau et qui soit relativement stable à la température. 4) L'élément doit être présent sous la forme d'un composé chimique dont les autres éléments ne pnssèdent que des isotopes stables et ayant de faibles sections efficaces. La cadmium 113 est un isotope qui, d'une part, possède une section efficace suffisamment élevée et avec lequel d'autre part, on peut régler la combustion, ceci en utilisant l'autoprotection. Son isotope, le cadmium 114, qui se forme par absorption de neutrons, est stable et présente une section efficace faible. Les autres isotopes stables du cadmium possèdent également des sections efficaces faibles. La présente invention a donc pour objet un poison combustible pour réacteurs nucléaires présentant les caractéristiques qui viennent d'être indiquées, poison qui est constitué d'un oxyde mixte, du type des spinelles de cadmium et d'un autre métal, répondant à la formule M e Mye2 04. Comme deuxième élément métallique, on envisage plus particulièrement les éléments capables d'engendrer des spinelles que sont l'aluminium et le zirconium, éléments dont les isotopes stables possèdent des sections efficaces faibles. Les composés suivants conviennent particulièrement bien pour l'utilisation comme poisons combustibles dans les réacteurs nucléaires : l'aluminate de cadmium (CdEl204) et le zirconate de cadmium (Cd2ZrO4). Selon un autre mode d'exécution du procédé de l'invention, on utilise l'oxyde mixte du type des spinelles, contenant du cadmium, en mélange avec d'autres substances céramiques. L'oxyde mixte peut également être utilisé sous la forme de cermet. REVENDICATIONS 1.- Application, comme poison combustible pour réacteurs nucléaires, d'un oxyde mixte, appartenant au type des spinelles, du cadmium et d'un autre métal, répondant à la formule B{eIMe2II04 2 04 2.- Une application, telle que spécifiée à la revendication 1, caractérisée en ce que l'on utilise comme poison combustible l'aluminate de cadmium répondant à la formule Cd Al204 3.- Ene application telle que spécifiée à la revendication 1, caractérisée en ce que l'on utilise comme poison combustible le zirconate de cadmium répondant à la formule Cd2ZrO4 4.- Une application telle que spécifiée à la revendication 1, caractérisée en ce que l'on utilise comme poison combustible un mélange constitué de l'oxyde mixte du type des spinelles, contenant du cadmium , en particulier l'aluminate de cadmium et le zirconate de cadmium, et d'autres substances céra miques, comme des oxydes, des oxydes mixtes, des carbures et des silicates de métaux ayant une faible section d'absorption des neutrons, par exemple l'alumine A1203, la magnésie MgO, l'oxyde de béryllium BeO, l'aluminate dé magnésium MgAl204, l'aluminate de bérrylium 3ex1204, le carbure de silicium SiC et te silicate d'aluminium Al2SiO5. 5.- Une application telle que spécifiée à la revendication 7 caractérisée en ce que l'oxyde mixte appartenant au type des spinelles, contenant du cadmium, en particulier l'aluminate de cadmium ou le zirconate de cadmium, est utilisé sous la forme de cermet.