polttoainesauvojen

Polttoainesauvat ovat ydinreaktoreissa käytettäviä polttoaineen perusyksiköitä. Ne ovat pitkänmallisia, kapeita metallisauvoja, joiden sisällä on polttoainepelletteja. Sauvojen ulkopinta on suojattu kestävällä, korroosionkestävällä kuorella ja ne on suunniteltu kestämään reaktorin korkean lämpötilan sekä säteily- ja paineolosuhteet. Polttoaineen toimintakyky sekä turvallisuus riippuvat sauvojen rakenteesta ja materiaaleista.

Polttoainesauvat koostuvat yleensä uraanioksidista valmistetuista pelletistä, joita on sijoitettu putkimäiseen, kestävästä metallista tehtyyn suojakoteloon. Pelletit ja kotelo muodostavat yhdessä yksittäisen polttoainesauvan, joka liitetään yhteen polttoainesarjaksi (fuel assembly) reaktorin sydämessä. Polttoaineen rikastus (U-235-sisällön osuus) on tyypillisesti pienempi kuin luonnonuraanissa ja vaihtelee reaktorityypin mukaan, mutta käytännössä kyse on fissioenergiaa tuottavasta materiaalista.

Reaktorissa polttoainesauvat asemoidaan siten, että ne sekä mahdollistavat tasaisen lämpöenergian tuoton että antavat neutroneille riittävän mahdollisuuden kiertää polttoaineessa. Sauvojen suunnittelussa huomioidaan sekä mekaaninen kestävyys että polttoaineen palamisen hallinta sekä laskeva säteily- ja jäähdytysvaikutus.

Käytetyt polttoainesauvat ovat korkean radioaktiivisuuden jätettä. Niitä säilytetään ydinvoimaloiden suojatuissa polttoainealtaissa tai kuivasti varastoituna myöhempää käsittelyä varten. Johtavissa maissa polttoaineen uudelleenkäyttö ja käsittelyvaihtoehdot, kuten rikastus tai rekombinaatio, ovat säädeltyjä ja teknisesti kehitettäviä.

Suomessa polttoainesauvoja käytetään ydinvoimalaitoksissa, kuten Olkiluodossa ja Loviisassa, joilla on merkittävä rooli maan ydinenergia-ohjelmassa.