Топлоотделящ елемент

Топлоотделящ елемент (съкр. ТОЕ) е главният конструктивен елемент на активната зона на хетерогенен ядрен реактор, съдържащ ядрено гориво. В топлоотделящия елемент се извършва деленето на тежките ядра на ²³⁵U, ²³⁹Pu или ²³³U, съпроводено от отделянето на топлинна енергия, която после се предава на топлоносителя. Елементите се състоят от топлинен сърдечник, обвивка и странични детайли. Типът на елементите се определя от типа и предназначението на ядрения реактор, и параметрите на топлоносителя. Топлоотделящите елементи имат за задача да осигурят надеждното отвеждане на топлината от горивото към топлоносителя.

Устройство на ТОЕ на реактор РБМК: 1 – заглушка; 2 – таблетки диоксид уран; 3 – циркониева обвивка; 4 – пружина; 5 – втулка; 6 – накрайник.

Топлоотделящият елемент представлява тънкостенна метална тръба, в която е разположено ядреното гориво. ТОЕ се групират в топлоотделящи касети. Касетите с топлоотделящите елементи се поставят в кошницата на реактора. ТОЕ са направени от ядрено чист материал. Това е материал, който има понижено поглъщане на неутрони. В същото време материала на ТОЕ трябва да бъде достатъчно механично устойчив. Днес топлоотделящите елементи са направени предимно от сплави на цирконий. В повечето съвременни реактори (ВВЕР, РБМК), елементите представляват стержен с диаметър 9.1 – 13,5 мм. Дължината им варира, в зависимост от типа реактор, за който са изработени. Обикновено е между 2 до 4 метра.