Das Besondere an den TRIGA Reaktoren sind die Brennstoff-Moderator-Elemente: Innerhalb der Brennelementhülle (Aluminium oder Edelstahl) befindet sich der Brennstoff (Uran-235) in Form einer Legierung aus 8 Gewichtsprozent Uran, 1 Gewichtsprozent Wasserstoff und 91 Gewichtsprozent Zirkonium. Diese Zirkonium-Wasserstoff-Matrix bewirkt, dass bei Temperaturerhöhung auf etwa 200°C die Uran-Spaltreaktion zum Erliegen kommt. Der Reaktor schaltet sich selbstständig ab. Dieses Verhalten bezeichnet man als inhärente Sicherheit.
Der TRIGA Mainz arbeitet mit niedrig angereichertem Brennstoff. Die Uran-235-Anreicherung beträgt maximal 20 %. Der TRIGA Mainz hat einen Lebenszeitkern, d.h. die Brennelemente sind seit Betriebsbeginn im Jahre 1965 im Kern eingesetzt. Der Abbrand beträgt etwa 4 g pro Jahr. Alle 4 bis 5 Jahre wird ein neues TRIGA Brennstoff-Moderator-Elemente in den Kern eingesetzt.
Insgesamt sind an der Reaktoranlage 89 Standard TRIGA Brennstoff-Moderator-Elemente vorhanden, davon
• 64 Brennstoff-Moderator-Elemente mit Aluminiumumhüllung und
• 25 mit Edelstahlumhüllung
Brennstoff-Moderator-Elemente befinden sich in folgenden Positionen:
• 75 im Kern
• 3 in der Lagergrube
• 2 im Regal im Tank
• 2 an der Reaktortankwand
• 7 nicht bestrahlte im Tresor
Zwei Brennstoff-Moderator-Elemente im Kern sind mit Thermoelementen ausgerüstet, um die Brennstofftemperaturen während des Betriebes zu messen. Die wesentlichen Brennstoffdaten sind in nachfolgender Tabelle aufgeführt.
| Standard TRIGA-Brennstoff-Moderator-Elemente |
|
|
| Zusammensetzung: | 91 Gew.% Zirkon, 1 Gew.% Wasserstoff, 8 Gew.% Uran | |
| Anreicherung: | maximal 20% Uran-235 | |
| Brennstoffmenge: | 36 g U-235 pro Brennelement, insgesamt etwa 3,2 kg | |
| Abbrand: | etwa 4 g pro Jahr | |
| Menge an Plutonium: | etwa 11,6 g (Stand: Sommer 2012) | |
| Umhüllung: | Edelstahl (0,5 mm) oder Aluminium (0,762 mm) | |
| Abmessungen Länge: | ca. 37,3 mm, Durchmesser ca. 722 mm | |
| Gewicht: | 2,9 kg (Al-Umhüllung) 3,4 kg Edelstahlumhüllung |
|
