JPH05100065A - ゲツター含有核燃料要素 - Google Patents
ゲツター含有核燃料要素Info
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- JPH05100065A JPH05100065A JP4085811A JP8581192A JPH05100065A JP H05100065 A JPH05100065 A JP H05100065A JP 4085811 A JP4085811 A JP 4085811A JP 8581192 A JP8581192 A JP 8581192A JP H05100065 A JPH05100065 A JP H05100065A
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- metal
- container
- porous
- fuel element
- fuel
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-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
- G21C3/02—Fuel elements
- G21C3/04—Constructional details
- G21C3/16—Details of the construction within the casing
- G21C3/17—Means for storage or immobilisation of gases in fuel elements
-
- 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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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Gas Separation By Absorption (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】核分裂ガス状生成物を捕獲しかつ保持するため
のゲッター物質を含む核燃料要素を改良する。 【構成】粒子状のゲッター物質２４を、燃料容器のプレ
ナム域に流体の連通を達成し得る多孔質構成部材からな
る末端キャップ３０を備えた容器２６内に保持するか、
容器２６を構成する金属製管状スリーブ２８を多孔質金
属で形成する。 【効果】核分裂生成ガスの容易な流入を受け入れて、ゲ
ッター物質がガスを良く吸収しかつ保持する。
のゲッター物質を含む核燃料要素を改良する。 【構成】粒子状のゲッター物質２４を、燃料容器のプレ
ナム域に流体の連通を達成し得る多孔質構成部材からな
る末端キャップ３０を備えた容器２６内に保持するか、
容器２６を構成する金属製管状スリーブ２８を多孔質金
属で形成する。 【効果】核分裂生成ガスの容易な流入を受け入れて、ゲ
ッター物質がガスを良く吸収しかつ保持する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は核分裂型原子炉装置の燃
料炉心中に使用するための核分裂燃料要素に関する。本
発明は原子炉の運転中に燃料容器内部で分裂しつつある
燃料によって放出される分裂生成ガスを吸収しかつ保持
するためのゲッター物質を含むかゝる核燃料要素の改良
を意図するものである。
料炉心中に使用するための核分裂燃料要素に関する。本
発明は原子炉の運転中に燃料容器内部で分裂しつつある
燃料によって放出される分裂生成ガスを吸収しかつ保持
するためのゲッター物質を含むかゝる核燃料要素の改良
を意図するものである。
【０００２】
【従来の技術】典型的な商業的規模の発電用核分裂型原
子炉装置に使用するために設計された核燃料要素は長い
管状単位からなり、各末端で密封されている細長い容器
を含んでなる。分裂性核燃料は通常円筒状ペレットの形
態をもち、これらのペレットは管状容器内で相互に積重
ねられる。かくして分裂性核燃料は、それを冷却剤との
接触から隔離しかつそれによって冷却剤と核燃料又は存
在し得るすべての核燃料分裂生成物との間に生起し得る
反応を阻止し、しかも循環冷却剤が核燃料又はそれから
生ずる分裂生成物からの放射性物質で汚染されるおそれ
を最小限に抑制するように密閉容器内部に閉じ込められ
る。
子炉装置に使用するために設計された核燃料要素は長い
管状単位からなり、各末端で密封されている細長い容器
を含んでなる。分裂性核燃料は通常円筒状ペレットの形
態をもち、これらのペレットは管状容器内で相互に積重
ねられる。かくして分裂性核燃料は、それを冷却剤との
接触から隔離しかつそれによって冷却剤と核燃料又は存
在し得るすべての核燃料分裂生成物との間に生起し得る
反応を阻止し、しかも循環冷却剤が核燃料又はそれから
生ずる分裂生成物からの放射性物質で汚染されるおそれ
を最小限に抑制するように密閉容器内部に閉じ込められ
る。
【０００３】密閉管状容器内部で燃料体を形成する柱状
に順次積重ねられた核分裂性燃料のペレットは容器の全
長を占めることはなく、それによって容器内の上部にプ
レナム域を提供する。燃料ペレット柱の上部に延びるこ
の上部プレナム域は核分裂反応を受けた燃料から放出さ
れる核分裂生成ガスの補集及び保持用の帯域を提供す
る。燃料ペレットの柱をその位置に保持するために、通
常容器の上端閉鎖部から燃料柱の頂部までのプレナム全
域にわたってスプリング状手段が使用される。
に順次積重ねられた核分裂性燃料のペレットは容器の全
長を占めることはなく、それによって容器内の上部にプ
レナム域を提供する。燃料ペレット柱の上部に延びるこ
の上部プレナム域は核分裂反応を受けた燃料から放出さ
れる核分裂生成ガスの補集及び保持用の帯域を提供す
る。燃料ペレットの柱をその位置に保持するために、通
常容器の上端閉鎖部から燃料柱の頂部までのプレナム全
域にわたってスプリング状手段が使用される。
【０００４】商業的規模の発電用水冷式核分裂型原子炉
用の慣用の核分裂性燃料要素は核分裂性燃料物質として
ウランの酸化物を使用する。しかしながら、ある場合に
は、ウランの少部分をプルトニウム及び／又はトリウム
の酸化物で置換することができる。さらに、燃料物質は
少量の中性子吸収剤、すなわちいわゆる毒物質、たとえ
ばガドリニウムを含有することができ、それによって運
転効率及び寿命を高め得る。
用の慣用の核分裂性燃料要素は核分裂性燃料物質として
ウランの酸化物を使用する。しかしながら、ある場合に
は、ウランの少部分をプルトニウム及び／又はトリウム
の酸化物で置換することができる。さらに、燃料物質は
少量の中性子吸収剤、すなわちいわゆる毒物質、たとえ
ばガドリニウムを含有することができ、それによって運
転効率及び寿命を高め得る。
【０００５】商業的規模の発電用核分裂型原子炉用の管
状燃料容器、しばしばクラッドと呼ばれる、は米国特許
第２，７７２，９６４号明細書に開示されている商業的
合金ジルカロイ−２のようなジルコニウムの合金から通
常構築される。かゝる燃料容器はまたステンレス鋼合金
からも構築される。関連する従来技術において知られて
いるとおり、燃料物質の核分裂生成ガスは燃料容器に対
して悪影響をもつ若干の可能性があると考えられる。さ
らに、水蒸気でさえも比較的高温域においてはジルコニ
ウム合金に有害な影響をもち得る。たとえば、比較的高
温における水又は水蒸気はジルコニウム金属と又はその
合金中の成分と反応して水素を生成し、これがついでジ
ルコニウムと反応してその脆化を惹起す可能性がある。
状燃料容器、しばしばクラッドと呼ばれる、は米国特許
第２，７７２，９６４号明細書に開示されている商業的
合金ジルカロイ−２のようなジルコニウムの合金から通
常構築される。かゝる燃料容器はまたステンレス鋼合金
からも構築される。関連する従来技術において知られて
いるとおり、燃料物質の核分裂生成ガスは燃料容器に対
して悪影響をもつ若干の可能性があると考えられる。さ
らに、水蒸気でさえも比較的高温域においてはジルコニ
ウム合金に有害な影響をもち得る。たとえば、比較的高
温における水又は水蒸気はジルコニウム金属と又はその
合金中の成分と反応して水素を生成し、これがついでジ
ルコニウムと反応してその脆化を惹起す可能性がある。
【０００６】核分裂によって生成するガス及び／又は水
蒸気のかゝる悪影響は、ガス状薬剤からの化学的攻撃を
加速する燃料容器内の物理的応力をもたらす、密閉燃料
容器単位内部における燃料放出ガスの上昇圧力及び原子
炉反応器内の高温によって増大され得る。この現象に対
処するために、従来は密閉燃料容器内のプレナム域にゲ
ッター物質を含有させて燃料容器内に封入されている核
分裂生成ガスを吸収又は結合せしめるのが常套手段であ
った。種々の組成及び種々の物理的形態をもつゲッター
物質及び燃料要素のプレナム域内部にかゝるゲッターを
保有する手段が従来技術に例示されるごとく使用され又
は提案された。たとえば、１９７４年４月１６日発行、
米国特許第３，８０４，７０９号明細書；１９７５年８
月５日発行、米国特許第３，８９８，１２５号明細書；
１９７５年８月１２日発行、米国特許第３，８９９，３
９２号明細書；１９７６年６月１５日発行、米国特許第
３，９６３，５６６号明細書；１９７６年７月１３日発
行、米国特許第３，９６９，１８５号明細書；１９７６
年１０月２６日発行、米国特許第３，９８８，０７５号
明細書；１９７６年１１月２３日発行、米国特許第３，
９９３，４５３号明細書；及び１９８０年４月２９日発
行、米国特許第４，２００，４６０号明細書の記載を参
照されたい。本発明の関連技術の現状を例証する前記特
許文献の開示内容をこゝに参考事項とする。
蒸気のかゝる悪影響は、ガス状薬剤からの化学的攻撃を
加速する燃料容器内の物理的応力をもたらす、密閉燃料
容器単位内部における燃料放出ガスの上昇圧力及び原子
炉反応器内の高温によって増大され得る。この現象に対
処するために、従来は密閉燃料容器内のプレナム域にゲ
ッター物質を含有させて燃料容器内に封入されている核
分裂生成ガスを吸収又は結合せしめるのが常套手段であ
った。種々の組成及び種々の物理的形態をもつゲッター
物質及び燃料要素のプレナム域内部にかゝるゲッターを
保有する手段が従来技術に例示されるごとく使用され又
は提案された。たとえば、１９７４年４月１６日発行、
米国特許第３，８０４，７０９号明細書；１９７５年８
月５日発行、米国特許第３，８９８，１２５号明細書；
１９７５年８月１２日発行、米国特許第３，８９９，３
９２号明細書；１９７６年６月１５日発行、米国特許第
３，９６３，５６６号明細書；１９７６年７月１３日発
行、米国特許第３，９６９，１８５号明細書；１９７６
年１０月２６日発行、米国特許第３，９８８，０７５号
明細書；１９７６年１１月２３日発行、米国特許第３，
９９３，４５３号明細書；及び１９８０年４月２９日発
行、米国特許第４，２００，４６０号明細書の記載を参
照されたい。本発明の関連技術の現状を例証する前記特
許文献の開示内容をこゝに参考事項とする。
【０００７】ガス状の核分裂生成物に起因する特に重大
な潜在的な脆弱化は当初の核分裂性燃料の加熱中及びそ
れに続く核分裂動作中に放出されるガス状水素含有物質
の存在である。これらの水素含有物質は燃料容器及び関
連構成部分のジルコニウム合金を攻撃して水和反応を惹
起す傾向があり、その結果燃料容器の脆弱化及び場合に
よっては破壊をもたらし得る。
な潜在的な脆弱化は当初の核分裂性燃料の加熱中及びそ
れに続く核分裂動作中に放出されるガス状水素含有物質
の存在である。これらの水素含有物質は燃料容器及び関
連構成部分のジルコニウム合金を攻撃して水和反応を惹
起す傾向があり、その結果燃料容器の脆弱化及び場合に
よっては破壊をもたらし得る。
【０００８】
【発明の概要】本発明は核分裂性燃料物質、及び核分裂
ガス状生成物を捕獲しかつ保持するためのゲッター物質
を収容した燃料容器を含んでなる核分裂燃料要素の改良
に関する。本発明は燃料要素のプレナム域内部に置かれ
るゲッター物質を保持するための改善された手段からな
り、該手段は流体蒸気の容易な流入を受け入れてゲッタ
ー物質が核分裂生成ガスを吸収しかつ保持し得る。
ガス状生成物を捕獲しかつ保持するためのゲッター物質
を収容した燃料容器を含んでなる核分裂燃料要素の改良
に関する。本発明は燃料要素のプレナム域内部に置かれ
るゲッター物質を保持するための改善された手段からな
り、該手段は流体蒸気の容易な流入を受け入れてゲッタ
ー物質が核分裂生成ガスを吸収しかつ保持し得る。
【０００９】したがって本発明の主目的は核分裂型原子
炉に使用するための改良された核分裂燃料要素を提供す
るにある。本発明の別の目的はガス状核分裂生成物の吸
収用ゲッター物質を含有する核分裂燃料要素を提供する
にある。本発明のさらに別の目的は燃料要素内部にゲッ
ター物質を収容しかつ固定するための改善された手段を
もつゲッター物質含有核分裂燃料要素を提供するにあ
る。
炉に使用するための改良された核分裂燃料要素を提供す
るにある。本発明の別の目的はガス状核分裂生成物の吸
収用ゲッター物質を含有する核分裂燃料要素を提供する
にある。本発明のさらに別の目的は燃料要素内部にゲッ
ター物質を収容しかつ固定するための改善された手段を
もつゲッター物質含有核分裂燃料要素を提供するにあ
る。
【００１０】さらに本発明の別の目的は核燃料要素内部
にゲッター物質を収容するための保持容器としてガスが
保持容器中へ容易に流入しそしてゲッター物質と接触し
て吸収されるのに有効な通気性を持つ核燃料要素内にゲ
ッター物質を収容するための高性能の保持容器を提供す
るにある。本発明のさらに別の目的は原子炉用燃料要素
用のゲッター物質のための保持容器として通気性の多孔
質金属体の閉鎖手段を有する密閉式保持容器を提供する
にある。
にゲッター物質を収容するための保持容器としてガスが
保持容器中へ容易に流入しそしてゲッター物質と接触し
て吸収されるのに有効な通気性を持つ核燃料要素内にゲ
ッター物質を収容するための高性能の保持容器を提供す
るにある。本発明のさらに別の目的は原子炉用燃料要素
用のゲッター物質のための保持容器として通気性の多孔
質金属体の閉鎖手段を有する密閉式保持容器を提供する
にある。
【００１１】したがって、本発明によれば、長尺細長い
管状容器；該管状容器内部に配置されかつ該容器を部分
的に満たしそれによって該容器に内部プレナム域を提供
する核分裂性核燃料物質の本体；前記管状容器の各端を
一体的に固定密封する末端プラグ；前記核分裂性核燃料
物質の本体に当接しそれによって前記核分裂性核燃料物
質の本体を前記管状燃料容器中の所定の位置に保持する
作用を果すスプリング部材；及び前記プレナム域内部に
配置されキャップ付き金属容器ハウジング内部に収納保
持された反応性ガス補集用粒状ゲッター物質；を含んで
なり、前記キャップ付き金属容器の少なくとも一構成部
材は約０．５ミクロン未満から約１００ミクロンまでの
平均寸法の相互連通型開放孔によって全体にわたって通
気性である金属の連続体からなり、それによって流体は
ガス状核分裂生成物の導入を許容する前記キャップ付き
金属容器の前記多孔質構成部材を通って容易に前記キャ
ップ付き金属容器ハウジング中に入りその中に収納され
たゲッター物質によって吸収される、ことを特徴とする
核分裂燃料要素が提供される。
管状容器；該管状容器内部に配置されかつ該容器を部分
的に満たしそれによって該容器に内部プレナム域を提供
する核分裂性核燃料物質の本体；前記管状容器の各端を
一体的に固定密封する末端プラグ；前記核分裂性核燃料
物質の本体に当接しそれによって前記核分裂性核燃料物
質の本体を前記管状燃料容器中の所定の位置に保持する
作用を果すスプリング部材；及び前記プレナム域内部に
配置されキャップ付き金属容器ハウジング内部に収納保
持された反応性ガス補集用粒状ゲッター物質；を含んで
なり、前記キャップ付き金属容器の少なくとも一構成部
材は約０．５ミクロン未満から約１００ミクロンまでの
平均寸法の相互連通型開放孔によって全体にわたって通
気性である金属の連続体からなり、それによって流体は
ガス状核分裂生成物の導入を許容する前記キャップ付き
金属容器の前記多孔質構成部材を通って容易に前記キャ
ップ付き金属容器ハウジング中に入りその中に収納され
たゲッター物質によって吸収される、ことを特徴とする
核分裂燃料要素が提供される。
【００１２】
【発明の詳細な開示】添付図面、特に図１を参照して説
明すれば、図１は発電用の水冷式原子炉（図示せず）に
使用するための核分裂燃料要素１０の一部破断面を示す
断面図である。燃料要素１０は細長い容器１２からな
り、容器１２は典型的には細長い管状の本体１４とその
内部に閉入された核燃料を隔離して密閉容器を与えるよ
うに本体１４の両端に溶接設定されて本体を閉鎖する上
端及び下端プラグ１６及び１６′からなる。
明すれば、図１は発電用の水冷式原子炉（図示せず）に
使用するための核分裂燃料要素１０の一部破断面を示す
断面図である。燃料要素１０は細長い容器１２からな
り、容器１２は典型的には細長い管状の本体１４とその
内部に閉入された核燃料を隔離して密閉容器を与えるよ
うに本体１４の両端に溶接設定されて本体を閉鎖する上
端及び下端プラグ１６及び１６′からなる。
【００１３】燃料容器１２の管状本体１４は通常ジルコ
ニウム金属の合金の管からなりかつ該本体は合金管１４
基体の内部表面全体に冶金学的に結合された非合金型ジ
ルコニウム金属の保護ライニングを含み得る。密閉核燃
料容器１２の内部には、典型的には多数の小円柱状ペレ
ットを相互に端と端を接して積重ねた形の核分裂性燃料
物質１８の柱又は本体が収容される。燃料単位の柱の直
径は通常燃料容器１２の内側寸法よりも小さいものであ
り、それによって核分裂反応中に生起する燃料の膨張に
適応する間隙を与える。
ニウム金属の合金の管からなりかつ該本体は合金管１４
基体の内部表面全体に冶金学的に結合された非合金型ジ
ルコニウム金属の保護ライニングを含み得る。密閉核燃
料容器１２の内部には、典型的には多数の小円柱状ペレ
ットを相互に端と端を接して積重ねた形の核分裂性燃料
物質１８の柱又は本体が収容される。燃料単位の柱の直
径は通常燃料容器１２の内側寸法よりも小さいものであ
り、それによって核分裂反応中に生起する燃料の膨張に
適応する間隙を与える。
【００１４】通常、燃料物質１８の柱は、図示のごと
く、管状燃料容器１２の全長を占めるものではない。燃
料物質１８のペレットは容器１２の上端空間又はプレナ
ム域２０を与えるように燃料容器１２の全長を占めない
柱又は本体として容器１２中に含まれる。プレナム２０
は燃料柱の長手方向の膨張空間を与え得るとともに、核
分裂及び照射を受ける燃料物質から放出されるガス状生
成物の蓄積及び保持用の自由空間を与える。
く、管状燃料容器１２の全長を占めるものではない。燃
料物質１８のペレットは容器１２の上端空間又はプレナ
ム域２０を与えるように燃料容器１２の全長を占めない
柱又は本体として容器１２中に含まれる。プレナム２０
は燃料柱の長手方向の膨張空間を与え得るとともに、核
分裂及び照射を受ける燃料物質から放出されるガス状生
成物の蓄積及び保持用の自由空間を与える。
【００１５】特に燃料要素１０の取扱い及び輸送中に、
燃料ペレット１８の柱の拘束されない軸方向移動を防止
するために、スプリング２２のような保持手段をプレナ
ム２０の内部に配置することが好ましい。前記引用した
従来技術に開示されているゲッター組成物のようなゲッ
ター物質２４を使用して原子炉装置の運転中に燃料の加
熱及び核分裂によって放出される水素含有物質を包含す
るガス状核分裂生成物を吸収させる。前記従来技術に示
されるごとく、表面積を拡大するためにチップ、ストラ
ンド、顆粒等のような金属粒子を包含する種々の物理的
形態をもつゲッター物質２４は、典型的には密閉燃料容
器１２の核分裂性燃料１８の柱の上に位置するプレナム
域２０に配置される。通常個々の粒子の状態であるゲッ
ター物質は適当な一又はそれ以上の開口部を備えた保持
用容器内に収容され、それによってプレナム域の雰囲気
とゲッター物質との間の連通が達成され、その結果ガス
の保持用容器への自由な接近又は侵入が可能になり、か
くしてかゝるガスを容器内に収容されたゲッター物質に
暴露してガスを捕獲しかつ固着させることができる。た
とえば、粒子状ゲッター物質はカプセル状容器中に又は
金属スクリーンのような適当な保持用末端キャップを備
えた管状スリーブ中に収容される。かゝる保持用容器又
はその他の保持手段は通常、前記引用した従来技術を開
示する特許文献にしばしば示されるごとく、プレナム域
２０内で燃料保持用スプリング２２によって包囲され及
び／又はそれに固定される。
燃料ペレット１８の柱の拘束されない軸方向移動を防止
するために、スプリング２２のような保持手段をプレナ
ム２０の内部に配置することが好ましい。前記引用した
従来技術に開示されているゲッター組成物のようなゲッ
ター物質２４を使用して原子炉装置の運転中に燃料の加
熱及び核分裂によって放出される水素含有物質を包含す
るガス状核分裂生成物を吸収させる。前記従来技術に示
されるごとく、表面積を拡大するためにチップ、ストラ
ンド、顆粒等のような金属粒子を包含する種々の物理的
形態をもつゲッター物質２４は、典型的には密閉燃料容
器１２の核分裂性燃料１８の柱の上に位置するプレナム
域２０に配置される。通常個々の粒子の状態であるゲッ
ター物質は適当な一又はそれ以上の開口部を備えた保持
用容器内に収容され、それによってプレナム域の雰囲気
とゲッター物質との間の連通が達成され、その結果ガス
の保持用容器への自由な接近又は侵入が可能になり、か
くしてかゝるガスを容器内に収容されたゲッター物質に
暴露してガスを捕獲しかつ固着させることができる。た
とえば、粒子状ゲッター物質はカプセル状容器中に又は
金属スクリーンのような適当な保持用末端キャップを備
えた管状スリーブ中に収容される。かゝる保持用容器又
はその他の保持手段は通常、前記引用した従来技術を開
示する特許文献にしばしば示されるごとく、プレナム域
２０内で燃料保持用スプリング２２によって包囲され及
び／又はそれに固定される。
【００１６】本発明によれば、燃料容器１２のプレナム
２０内部に粒子状ゲッター物質２４を収容するための適
当な保持用容器２６、たとえばステンレス鋼又は他の適
当な金属製の管状スリーブ２８はプレナム域の雰囲気と
容器２６内に収容されたゲッター物質２４の粒子との間
に有効な流体の連通を達成せしめ得る金属製の多孔質連
続体からなる１個の閉鎖体又は粒子拘束末端キャップ３
０のような少なくとも１つのセクション又はその構成部
分を備える。たとえば、管状スリーブ又はカプセル型の
ゲッター保持容器２６の端部の一方又は両方を閉鎖する
ための本発明の末端キャップ３０は管状スリーブ又はカ
プセル型容器２６の開放端に又はその内部に固定される
ように適切に設計又は構成された蒸気透過性の一体型金
属体からなる。末端キャップ又は類似の構成部分のため
の多孔質金属体は容器２６の末端内にプレスばめによっ
て設置されるように成形又は機械加工でき、溶接又は追
加の固定用手段を利用する必要がない。しかしながら、
溶接ならびにスエージ加工、ねじ切り及び類似の慣用的
な固定用手段を利用することも本発明の範囲内である。
２０内部に粒子状ゲッター物質２４を収容するための適
当な保持用容器２６、たとえばステンレス鋼又は他の適
当な金属製の管状スリーブ２８はプレナム域の雰囲気と
容器２６内に収容されたゲッター物質２４の粒子との間
に有効な流体の連通を達成せしめ得る金属製の多孔質連
続体からなる１個の閉鎖体又は粒子拘束末端キャップ３
０のような少なくとも１つのセクション又はその構成部
分を備える。たとえば、管状スリーブ又はカプセル型の
ゲッター保持容器２６の端部の一方又は両方を閉鎖する
ための本発明の末端キャップ３０は管状スリーブ又はカ
プセル型容器２６の開放端に又はその内部に固定される
ように適切に設計又は構成された蒸気透過性の一体型金
属体からなる。末端キャップ又は類似の構成部分のため
の多孔質金属体は容器２６の末端内にプレスばめによっ
て設置されるように成形又は機械加工でき、溶接又は追
加の固定用手段を利用する必要がない。しかしながら、
溶接ならびにスエージ加工、ねじ切り及び類似の慣用的
な固定用手段を利用することも本発明の範囲内である。
【００１７】本発明のための末端キャップ３０は、たと
えばスリーブ容器２６の末端開口部内にテレスコープ式
にはめ込むように設計することができ、あるいは環状フ
ランジを用いてスリーブ容器の開口部の末端縁部分を超
えて延長するように設計することもできる。ゲッター保
持容器２６のための通気性粒子保持閉鎖体（クロージャ
ー）を提供する末端キャップ３０のような本発明の多孔
質セクション又は構成部分は連続的な又は一体型の金属
体からなり、しかも該金属体はそれを貫通して延びる微
小な曲りくねった通路を与える相互に連通する開放孔又
は溝の内部網状組織によって全体にわたって通気性であ
る。金属体全体にわたる相互連通型の孔は平均して約
０．５ミクロン未満から約１００ミクロンまでの寸法を
もち、それによって金属体を通じての容易なガスの連通
又は通過を助長する。平均孔径は約０．５ミクロンから
約７５ミクロンまでの範囲が好ましい。
えばスリーブ容器２６の末端開口部内にテレスコープ式
にはめ込むように設計することができ、あるいは環状フ
ランジを用いてスリーブ容器の開口部の末端縁部分を超
えて延長するように設計することもできる。ゲッター保
持容器２６のための通気性粒子保持閉鎖体（クロージャ
ー）を提供する末端キャップ３０のような本発明の多孔
質セクション又は構成部分は連続的な又は一体型の金属
体からなり、しかも該金属体はそれを貫通して延びる微
小な曲りくねった通路を与える相互に連通する開放孔又
は溝の内部網状組織によって全体にわたって通気性であ
る。金属体全体にわたる相互連通型の孔は平均して約
０．５ミクロン未満から約１００ミクロンまでの寸法を
もち、それによって金属体を通じての容易なガスの連通
又は通過を助長する。平均孔径は約０．５ミクロンから
約７５ミクロンまでの範囲が好ましい。
【００１８】金属の連続体−それを貫通して延びる微
小な曲りくねった通気性の通路を与える相互に連通する
開放孔の網状組織によって全体にわたって通気性である
−から形成された末端キャップ３０のような多孔質セ
クション又は構成部分をもつゲッター封入用手段はいく
つかの異なる金属加工技術によって製造し得る。たとえ
ば、かゝる金属の多孔質体は金属の個々の粒子又は顆粒
の圧密を加熱焼結融合させて本体を貫通して延びる細隙
孔通路の網状組織をもつ単一の一体型単位に合体させる
ことによって提供し得る。海綿金属形成用冶金技術を使
用して一体型の有孔金属単位を提供することもできる。
さらに、本発明の実施に用いられる金属多孔質体は、と
りわけ、溶融金属中に適当な非反応性ガスの小気泡を導
入、分散させそして金属とガス誘導孔との混合物を固化
することによっても提供し得る。
小な曲りくねった通気性の通路を与える相互に連通する
開放孔の網状組織によって全体にわたって通気性である
−から形成された末端キャップ３０のような多孔質セ
クション又は構成部分をもつゲッター封入用手段はいく
つかの異なる金属加工技術によって製造し得る。たとえ
ば、かゝる金属の多孔質体は金属の個々の粒子又は顆粒
の圧密を加熱焼結融合させて本体を貫通して延びる細隙
孔通路の網状組織をもつ単一の一体型単位に合体させる
ことによって提供し得る。海綿金属形成用冶金技術を使
用して一体型の有孔金属単位を提供することもできる。
さらに、本発明の実施に用いられる金属多孔質体は、と
りわけ、溶融金属中に適当な非反応性ガスの小気泡を導
入、分散させそして金属とガス誘導孔との混合物を固化
することによっても提供し得る。
【００１９】本発明に従って上述したごとき冶金的方法
によって製造された末端キャップ３０は燃料要素のプレ
ナム雰囲気とゲッター物質の容器との間の有効な流体の
連通を達成し、それによって核分裂により生成したガス
は容器内に収容されたゲッター物質に容易に接近してそ
れに吸収、保持される。管状スリーブ容器２８はそのい
ずれか一端又は両端に粒子状ゲッター物質２４を保持す
るための前記したごとき多孔質キャップ３０を備え得
る。たゞ１個のかゝる多孔質キャップ３０を使用する場
合には、スリーブ又はカプセル型容器２８の他端は該他
端を遮断する任意適当な手段で閉鎖することができる。
かゝる手段はたとえば非多孔質のプラグ又はキャップで
あり得る。
によって製造された末端キャップ３０は燃料要素のプレ
ナム雰囲気とゲッター物質の容器との間の有効な流体の
連通を達成し、それによって核分裂により生成したガス
は容器内に収容されたゲッター物質に容易に接近してそ
れに吸収、保持される。管状スリーブ容器２８はそのい
ずれか一端又は両端に粒子状ゲッター物質２４を保持す
るための前記したごとき多孔質キャップ３０を備え得
る。たゞ１個のかゝる多孔質キャップ３０を使用する場
合には、スリーブ又はカプセル型容器２８の他端は該他
端を遮断する任意適当な手段で閉鎖することができる。
かゝる手段はたとえば非多孔質のプラグ又はキャップで
あり得る。
【００２０】添付した図３に示す本発明の別の実施態様
はゲッター物質保持用容器２６を前述した性質をもつ多
孔質金属の管状スリーブ２８から形成してなるものであ
り、多孔質金属の管状スリーブ２８用の末端キャップ３
０は非多孔質でも又は多孔質でもよい。添付した図４に
示す本発明のさらに別の実施態様はゲッター物質保持用
容器２６として前述した性質をもつ多孔質金属から構成
されるカップ状容器３２を備えてなるものである。
はゲッター物質保持用容器２６を前述した性質をもつ多
孔質金属の管状スリーブ２８から形成してなるものであ
り、多孔質金属の管状スリーブ２８用の末端キャップ３
０は非多孔質でも又は多孔質でもよい。添付した図４に
示す本発明のさらに別の実施態様はゲッター物質保持用
容器２６として前述した性質をもつ多孔質金属から構成
されるカップ状容器３２を備えてなるものである。
【図１】核燃料物質のペレット柱を収容しかつ該燃料の
上部のプレナム域内部に配置されたゲッターをもつ核燃
料要素の一部断面を示す立面図である。
上部のプレナム域内部に配置されたゲッターをもつ核燃
料要素の一部断面を示す立面図である。
【図２】多孔質金属製の通気性閉鎖キャップをもつゲッ
ター物質用容器の縦断面図である。
ター物質用容器の縦断面図である。
【図３】キャップを有する通気性金属のスリーブ型ハウ
ジングをもつゲッター物質用容器の縦断面図である。
ジングをもつゲッター物質用容器の縦断面図である。
【図４】カップを形成するように一体化された一端を有
する通気性金属のスリーブ型ハウジングをもつゲッター
物質用容器の縦断面図である。
する通気性金属のスリーブ型ハウジングをもつゲッター
物質用容器の縦断面図である。
１０ 核分裂燃料要素 １２ 核燃料容器 １４ 管状本体 １６ 上端プラグ １６′ 下端プラグ １８ 核分裂性燃料物質 ２０ プレナム域 ２２ 燃料保持用スプリング ２４ 粒子状ゲッター物質 ２６ ゲッター物質保持容器 ２８ 金属製管状スリーブ ３０ 末端キャップ ３２ 多孔質金属製カップ状容器
Claims (10)
- 【請求項１】 細長い管状容器；該管状容器内部に配置
されかつ該容器を部分的に満たしそれによって該容器に
内部プレナム域を提供する核分裂性核燃料物質の本体；
前記管状容器の各端を一体的に固定密封する末端プラ
グ；前記核分裂性核燃料物質の本体に当接しそれによっ
て前記核分裂性核燃料物質の本体を前記管状燃料容器中
の所定の位置に保持する作用を果すスプリング部材；及
び前記プレナム域内部に配置されキャップ付き金属容器
ハウジング内部に収納保持された反応性ガス補集用粒状
ゲッター物質；を含んでなり、前記キャップ付き金属容
器の少なくとも一構成部材は約０．５ミクロン未満から
約１００ミクロンまでの平均寸法の相互連通型開放孔に
よって全体にわたって通気性である金属の連続体からな
り、それによって流体はガス状核分裂生成物の導入を許
容する前記キャップ付き金属容器の前記多孔質構成部材
を通って容易に前記キャップ付き金属容器ハウジング中
に入りその中に収納されたゲッター物質によって吸収さ
れる、ことを特徴とする核分裂燃料要素。 - 【請求項２】 キャップ付き金属容器の多孔質金属構成
部材が末端キャップからなる請求項１記載の核分裂燃料
要素。 - 【請求項３】 キャップ付き金属容器の多孔質金属構成
部材が管状スリーブハウジングからなる請求項１記載の
核分裂燃料要素。 - 【請求項４】 キャップ付き金属容器の多孔質金属構成
部材がカップを形成するように一つの一体化された端部
をもつ多孔質管状ハウジングからなる請求項１記載の核
分裂燃料要素。 - 【請求項５】 金属の連続体の多孔質末端キャップは金
属粒子の圧密体を焼結融合させることによって形成され
たものである請求項１記載の核分裂燃料要素。 - 【請求項６】 金属の連続体の多孔質末端キャップは海
綿金属の単位からなるものである請求項１記載の核分裂
燃料要素。 - 【請求項７】 ゲッター物質のハウジングはステンレス
鋼からなる請求項１記載の核分裂燃料要素。 - 【請求項８】 金属の連続体の多孔質末端キャップは金
属粒子の圧密体を焼結融合させることによって形成され
たものである請求項２記載の核分裂燃料要素。 - 【請求項９】 金属の連続体の多孔質末端キャップは海
綿金属の単位からなる請求項２記載の核分裂燃料要素。 - 【請求項１０】 多孔質末端キャップの相互連通型開放
孔は約０．５ミクロン未満から約７５ミクロンまでの平
均寸法をもつものである請求項２記載の核分裂燃料要
素。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US68228891A | 1991-04-09 | 1991-04-09 | |
| US682288 | 1991-04-09 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05100065A true JPH05100065A (ja) | 1993-04-23 |
Family
ID=24739042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4085811A Pending JPH05100065A (ja) | 1991-04-09 | 1992-04-08 | ゲツター含有核燃料要素 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0508715A1 (ja) |
| JP (1) | JPH05100065A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019511709A (ja) * | 2016-03-08 | 2019-04-25 | テラパワー， エルエルシー | 分裂生成物ゲッター |
| US11626213B2 (en) | 2019-08-23 | 2023-04-11 | Terrapower, Llc | Sodium vaporizer and methods |
| US11842819B2 (en) | 2017-03-29 | 2023-12-12 | Terrapower, Llc | Method for replacing a cesium trap and cesium trap assembly thereof |
| US12515171B2 (en) | 2022-07-13 | 2026-01-06 | Terrapower, Llc | Oxidation of cesium as method for removing cesium vapor from cover gas in nuclear reactors |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5329566A (en) * | 1993-05-17 | 1994-07-12 | General Electric Company | Plenum spring and getter assembly |
| KR102605340B1 (ko) * | 2015-08-27 | 2023-11-23 | 테라파워, 엘엘씨 | 다중 스미어 밀도 연료를 갖는 연료 요소 |
| WO2018044370A2 (en) | 2016-05-20 | 2018-03-08 | Terrapower, Llc | Sodium-cesium vapor trap system and method |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS537599A (en) * | 1976-07-09 | 1978-01-24 | Kanto Denka Kogyo Kk | Method of purifying caustic soda |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4362564A (en) * | 1967-09-12 | 1982-12-07 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Method for producing microporous metal bodies |
| US3625823A (en) * | 1968-07-09 | 1971-12-07 | Babcock & Wilcox Co | Nuclear fuel rod |
| BE792373A (fr) * | 1971-12-08 | 1973-03-30 | Gen Electric | Cartouche de combustible nucleaire |
| US3988075A (en) * | 1972-05-15 | 1976-10-26 | General Electric Company | Nuclear fuel element |
| DE2543462C3 (de) * | 1975-09-29 | 1979-02-22 | Kraftwerk Union Ag, 4330 Muelheim | Verfahren zur Herstellung einer Adsorbermaterial enthaltenden Stützhülse für Kernreaktor-Brennstäbe |
-
1992
- 1992-04-07 EP EP19920303057 patent/EP0508715A1/en not_active Withdrawn
- 1992-04-08 JP JP4085811A patent/JPH05100065A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS537599A (en) * | 1976-07-09 | 1978-01-24 | Kanto Denka Kogyo Kk | Method of purifying caustic soda |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019511709A (ja) * | 2016-03-08 | 2019-04-25 | テラパワー， エルエルシー | 分裂生成物ゲッター |
| RU2726648C1 (ru) * | 2016-03-08 | 2020-07-15 | ТерраПауэр, ЭлЭлСи | Геттер продуктов деления |
| US11501883B2 (en) | 2016-03-08 | 2022-11-15 | Terrapower, Llc | Fission product getter |
| US11776701B2 (en) | 2016-03-08 | 2023-10-03 | Terrapower, Llc | Fission product getter formed by additive manufacturing |
| US11842819B2 (en) | 2017-03-29 | 2023-12-12 | Terrapower, Llc | Method for replacing a cesium trap and cesium trap assembly thereof |
| US11626213B2 (en) | 2019-08-23 | 2023-04-11 | Terrapower, Llc | Sodium vaporizer and methods |
| US12073951B2 (en) | 2019-08-23 | 2024-08-27 | Terrapower, Llc | Sodium vaporizer and methods |
| US12515171B2 (en) | 2022-07-13 | 2026-01-06 | Terrapower, Llc | Oxidation of cesium as method for removing cesium vapor from cover gas in nuclear reactors |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0508715A1 (en) | 1992-10-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19950704 |