JPH0115839B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0115839B2 JPH0115839B2 JP55157038A JP15703880A JPH0115839B2 JP H0115839 B2 JPH0115839 B2 JP H0115839B2 JP 55157038 A JP55157038 A JP 55157038A JP 15703880 A JP15703880 A JP 15703880A JP H0115839 B2 JPH0115839 B2 JP H0115839B2
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- Japan
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- rod
- absorption
- protrusion
- shaped
- neutron
- Prior art date
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- Expired
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は原子炉の制御棒に関する。
原子炉の制御棒はボロンカーバイト（B4C）粉
末を理論密度の約70％（比重約1.76ｇ／cm2）の密
度で金属中空棒に振動充てんして製作された中性
子吸収棒を用いて構成される。この制御棒を原子
炉々心に装荷して使用すると、B4C中のボロンー
10（Ｂ−10）が中性子の照射をうけ、いわゆる
（ｎ、ａ）反応によりヘリウム（He）ガスを発生
し、金属管内の圧力を上昇させるので、制御棒の
機械的寿命は比較的短かい。また中性子を吸収し
てＢ−10が減損すると、B4Cの中性子吸収断面積
が中性子の照射量に対して直線的に減少し、その
結果中性子束レベルが上昇するので、Ｂ−10の減
損割合はＢ−10の残存量が低下するにつれて加速
度的に増大し、制御棒の反応度価値も加速度的に
低下し核的寿命も短くなる。制御棒の寿命はこの
機械的と核的寿命のうち短い方で決定されるが、
何れにしても比較的短いので、交換に際して処理
を必要とする放射性廃棄物を大量に発生する欠点
がある。
末を理論密度の約70％（比重約1.76ｇ／cm2）の密
度で金属中空棒に振動充てんして製作された中性
子吸収棒を用いて構成される。この制御棒を原子
炉々心に装荷して使用すると、B4C中のボロンー
10（Ｂ−10）が中性子の照射をうけ、いわゆる
（ｎ、ａ）反応によりヘリウム（He）ガスを発生
し、金属管内の圧力を上昇させるので、制御棒の
機械的寿命は比較的短かい。また中性子を吸収し
てＢ−10が減損すると、B4Cの中性子吸収断面積
が中性子の照射量に対して直線的に減少し、その
結果中性子束レベルが上昇するので、Ｂ−10の減
損割合はＢ−10の残存量が低下するにつれて加速
度的に増大し、制御棒の反応度価値も加速度的に
低下し核的寿命も短くなる。制御棒の寿命はこの
機械的と核的寿命のうち短い方で決定されるが、
何れにしても比較的短いので、交換に際して処理
を必要とする放射性廃棄物を大量に発生する欠点
がある。
本発明者等は前述した従来の制御棒の問題点に
鑑み、ヘリウムガスを発生せず、また中性子を吸
収して生成された核種が中性子吸収断面積の大き
くなる核的寿命の長い核種により中性子吸収棒を
形成した制御棒を開発した。
鑑み、ヘリウムガスを発生せず、また中性子を吸
収して生成された核種が中性子吸収断面積の大き
くなる核的寿命の長い核種により中性子吸収棒を
形成した制御棒を開発した。
前記の吸収棒は、酸化ユーロピウム粉末と酸化
ハフニウム粉末との混合粉末を金属管の一部また
は全長にわたつて充填して成るものである。
ハフニウム粉末との混合粉末を金属管の一部また
は全長にわたつて充填して成るものである。
ところがユーロピウムは希土類であり高価な材
料であるため、コスト上難点があつた。また、酸
化ハフニウム粉末のみでは反応度価値が低く、制
御棒用の中性子吸収材としては不充分である。
料であるため、コスト上難点があつた。また、酸
化ハフニウム粉末のみでは反応度価値が低く、制
御棒用の中性子吸収材としては不充分である。
これに対し、ハフニウムのソリツドメタルによ
り中性子吸収棒を形成すれば、価格上問題もなく
反応度的にも充分なものとなるが、ハフニウムは
硬く、密度が大きいので前記の中性子吸収棒を使
用した制御棒には次のような問題を生じる。
り中性子吸収棒を形成すれば、価格上問題もなく
反応度的にも充分なものとなるが、ハフニウムは
硬く、密度が大きいので前記の中性子吸収棒を使
用した制御棒には次のような問題を生じる。
すなわち、複数本の吸収棒をブレート内に収容
した制御棒の剛性がかなり高くなり、燃料集合体
間の十字状空隙に挿入するに際し、制御棒と燃料
集合体とが接触すると、燃料集合体を突上げるお
それがある。そのため原子炉のスクラム時の制御
棒挿入速度を下げることが必要となり、原子炉の
緊急停止がし難くなる。
した制御棒の剛性がかなり高くなり、燃料集合体
間の十字状空隙に挿入するに際し、制御棒と燃料
集合体とが接触すると、燃料集合体を突上げるお
それがある。そのため原子炉のスクラム時の制御
棒挿入速度を下げることが必要となり、原子炉の
緊急停止がし難くなる。
さらにハフニウムは密度が大であるため、制御
棒が重くなり制御棒駆動機構を強化する必要があ
る。
棒が重くなり制御棒駆動機構を強化する必要があ
る。
また、ハフニウムは共鳴吸収物質であり、その
吸収能力は中性子吸収棒の表面積が大きい程大き
い。
吸収能力は中性子吸収棒の表面積が大きい程大き
い。
本発明は上記の事情に基きなされたもので、中
性子の共鳴吸収割合を増大させるとともに、減肉
軽量化を図り、さらに軸と直角方向の剛性を低減
させることができる原子炉用制御棒を得ることを
目的とする。
性子の共鳴吸収割合を増大させるとともに、減肉
軽量化を図り、さらに軸と直角方向の剛性を低減
させることができる原子炉用制御棒を得ることを
目的とする。
本発明においては、ハフニウムによる中性子吸
収が共鳴吸収として特徴づけられることに着目
し、棒状ハフニウムの外表面に高い密度で突條を
設けて表面積を増大させ、中性子の共鳴吸収割合
を増大させながら減肉軽量化し、ひいては軸と直
角方向の剛性を低減させている。
収が共鳴吸収として特徴づけられることに着目
し、棒状ハフニウムの外表面に高い密度で突條を
設けて表面積を増大させ、中性子の共鳴吸収割合
を増大させながら減肉軽量化し、ひいては軸と直
角方向の剛性を低減させている。
第１図、第２図は本発明の一実施例を示してい
る。細長いＵ字状シース１内には中性子吸収棒２
が収容され、各シースは十字状のタイロツド３に
それぞれ取付けられ十字状のブレードを形成して
いる。
る。細長いＵ字状シース１内には中性子吸収棒２
が収容され、各シースは十字状のタイロツド３に
それぞれ取付けられ十字状のブレードを形成して
いる。
而して、ハフニウムソリツドメタルから成る中
性子吸収棒２の周面には、第３図に示す如く半径
方向外方に突出する螺旋状の突條４が軸方向のほ
ぼ全長にわたつて設けてある。上記の如く突條を
設けては、その突条の径と同一の径の丸棒状の吸
収棒より軸に直角方向の剛性は小となる。また、
表面積も大きくなる。
性子吸収棒２の周面には、第３図に示す如く半径
方向外方に突出する螺旋状の突條４が軸方向のほ
ぼ全長にわたつて設けてある。上記の如く突條を
設けては、その突条の径と同一の径の丸棒状の吸
収棒より軸に直角方向の剛性は小となる。また、
表面積も大きくなる。
前記の如く剛性が小さくなるため、これを使用
して構成した制御棒の軸に直角方向の剛性も小さ
くなり、変形し易く燃料集合体と接触してもそれ
を突上げるおそれはない。また、そのため緊急挿
入時の挿入速度を上げることができ、原子炉の緊
急停止がやり易くなる。
して構成した制御棒の軸に直角方向の剛性も小さ
くなり、変形し易く燃料集合体と接触してもそれ
を突上げるおそれはない。また、そのため緊急挿
入時の挿入速度を上げることができ、原子炉の緊
急停止がやり易くなる。
さらにハフニウムによる中性子吸収は共鳴吸収
であり、その吸収能力は中性子吸収棒の表面積が
大きい程大きいので、前記の如く突條を設けるこ
とにより表面積を単なる丸棒より増大させ吸収能
力を向上させることができる。しかも、中性子吸
収棒の体積従つてその重量は小とされるので、制
御棒を軽量化することができ制御棒駆動機構を特
に強化する必要はない。
であり、その吸収能力は中性子吸収棒の表面積が
大きい程大きいので、前記の如く突條を設けるこ
とにより表面積を単なる丸棒より増大させ吸収能
力を向上させることができる。しかも、中性子吸
収棒の体積従つてその重量は小とされるので、制
御棒を軽量化することができ制御棒駆動機構を特
に強化する必要はない。
第４図Ａ，Ｂは本発明の他の実施例を示す。第
４図Ａに示したのは、中性子吸収棒２に軸方向に
分布して円周方向突条４′を設けたものであり、
第４図Ｂに示したのは前記突条４′に円周方向に
分布して軸方向切欠５を複数箇設けたものであ
る。これらの実施例によつても第３図のものと同
様の作用効果が得られる。
４図Ａに示したのは、中性子吸収棒２に軸方向に
分布して円周方向突条４′を設けたものであり、
第４図Ｂに示したのは前記突条４′に円周方向に
分布して軸方向切欠５を複数箇設けたものであ
る。これらの実施例によつても第３図のものと同
様の作用効果が得られる。
なお、本発明は前記実施例のみに限定されな
い。
い。
例えば、銀−インジウム−カドミウム（Ag−
In−Ca）合金を使用した中性子吸収棒を装填し
た制御棒にも適用し得る。Ag−In−Cd合金もハ
フニウムソリツドメタルと同様に中性子吸収にお
ける共鳴吸収の割合が高い。
In−Ca）合金を使用した中性子吸収棒を装填し
た制御棒にも適用し得る。Ag−In−Cd合金もハ
フニウムソリツドメタルと同様に中性子吸収にお
ける共鳴吸収の割合が高い。
また、第３図の螺旋状突條を有する吸収棒を使
用した場合において、隣接した吸収棒を互いに逆
ピツチのものを使用すれば、吸収棒配列を粗にす
ることができ、同ピツチのものとすれば密にする
ことができる。
用した場合において、隣接した吸収棒を互いに逆
ピツチのものを使用すれば、吸収棒配列を粗にす
ることができ、同ピツチのものとすれば密にする
ことができる。
第１図は本発明一実施例の斜視図、第２図はそ
の−線における断面図、第３図、第４図Ａ，
Ｂはそれぞれ中性子吸収棒の正面図である。 １……シース、２……中性子吸収棒、４，４′
……突條。
の−線における断面図、第３図、第４図Ａ，
Ｂはそれぞれ中性子吸収棒の正面図である。 １……シース、２……中性子吸収棒、４，４′
……突條。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 十字状タイロツドにＵ字状シースが取り付け
られ、各シース内に中性子吸収における共鳴吸収
割合が高いハフニウムソリツドメタルおよび銀−
インジウム−カドミウム合金のうち少なくとも一
方からなる中性子吸収棒が収容され、その棒材表
面積を増大させるように棒材周面に半径方向外方
に突出する突條が軸方向にほぼ全長にわたつて形
成されたことを特徴とする原子炉用制御棒。 ２ 前記突條を螺旋状とした特許請求の範囲第１
項記載の原子炉用制御棒。 ３ 前記突條を円周方向突條とした特許請求の範
囲第１項記載の原子炉用制御棒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55157038A JPS5780591A (en) | 1980-11-10 | 1980-11-10 | Nuclear reactor control rod |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55157038A JPS5780591A (en) | 1980-11-10 | 1980-11-10 | Nuclear reactor control rod |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5780591A JPS5780591A (en) | 1982-05-20 |
| JPH0115839B2 true JPH0115839B2 (ja) | 1989-03-20 |
Family
ID=15640828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55157038A Granted JPS5780591A (en) | 1980-11-10 | 1980-11-10 | Nuclear reactor control rod |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5780591A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6060585A (ja) * | 1983-09-13 | 1985-04-08 | 株式会社日立製作所 | 原子炉制御棒 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5780590A (en) * | 1980-11-10 | 1982-05-20 | Nippon Atomic Ind Group Co | Nuclear reactor control rod |
-
1980
- 1980-11-10 JP JP55157038A patent/JPS5780591A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5780591A (en) | 1982-05-20 |
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