Kärnrör

Kärnrör är slutna cylindriska rör som används i kärnkraftsreaktorer för att innehålla och genomföra kärnbränsle. Röret tjänar som kärnbränslelement och omvandlar den energi som bildas vid fission till värme som överförs till kylmedlet. Dess yttre skydd består oftast av en zirkoniumlegering och är konstruerat för att tåla höga temperaturer, intensiva neutronflöden och korrosion i kylmedelsmiljön.

Den vanligaste bränslet består av pellets av uranoxid (UO2) eller MOX-bränsle (plutonium- och uranoxid). Pellets staplas i röret och täcks av en korrosionsbeständig cladding av zirkoniumlegering (t.ex. Zircaloy). Röret har ett litet gasfångrum (plenum) i den övre delen för att fånga fissionsgas och tillåta bränsllets expansion under drift. Rörets längd varierar mellan olika reaktortyper och varje rör har endkapslar för tätning.

Rören placeras i bränslekluster eller bränslesatser som sätts in i reaktorkärlens inre rum. Kylmedlet cirkulerar runt rören samtidigt som moderator och styrsituationer reglerar kedjereaktionen. Vid drift genereras värme av fissionen och överförs till kylmedlet, medan neutronflödet upprätthålls av reaktorns reglersystem.

Efter användning klassas kärnrören som använt bränsle. Använt bränsle är mycket radioaktivt och värmer upp under lång tid, så det placeras först i vattenbassänger för avkylning och skärmning, och senare i torra eller geologiska slutförvar. Hanteringen följer strikta regler och säkerhetsåtgärder.

Forskning inom kärnbränsle fokuserar på nya typer av bränsle och cladding som ger högre tålighet, mindre fissionsgasfrisättning och ökad säkerhet, samt alternativ återvinning av använda bränslerör i vissa länder.