JPH0517511B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0517511B2 JPH0517511B2 JP58060964A JP6096483A JPH0517511B2 JP H0517511 B2 JPH0517511 B2 JP H0517511B2 JP 58060964 A JP58060964 A JP 58060964A JP 6096483 A JP6096483 A JP 6096483A JP H0517511 B2 JPH0517511 B2 JP H0517511B2
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- Japan
- Prior art keywords
- pellets
- concentration
- enrichment
- interface
- nuclear fuel
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
Links
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- 239000003758 nuclear fuel Substances 0.000 claims description 15
- CMIHHWBVHJVIGI-UHFFFAOYSA-N gadolinium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Gd+3].[Gd+3] CMIHHWBVHJVIGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 8
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は原子炉における核燃料棒に係る。
核燃料棒は、被覆管内に二酸化ウランUO2、ま
たは二酸化ウランUO2と二酸化プルトニウム
PuO2の混合物を焼結して形成した円柱状のペレ
ツトを充填封入して構成されている。
たは二酸化ウランUO2と二酸化プルトニウム
PuO2の混合物を焼結して形成した円柱状のペレ
ツトを充填封入して構成されている。
上記構成の核燃料棒を多数装填して成る燃料集
合体を炉心に装荷して原子炉を運転するが、この
際燃料集合体、従つて核燃料棒軸方向に出力分布
を生じる。
合体を炉心に装荷して原子炉を運転するが、この
際燃料集合体、従つて核燃料棒軸方向に出力分布
を生じる。
而して、核燃料棒の健全性維持、原子炉運転の
安全性確保の点から、前記の軸方向出力分布は出
来るだけ平坦であることが望ましい。
安全性確保の点から、前記の軸方向出力分布は出
来るだけ平坦であることが望ましい。
軸方向出力分布を平坦化させるため、従来次の
ような手段がとられて来た。その一つは、出力分
布が高くなる部分に低濃縮度のペレツトを充填す
るものである。
ような手段がとられて来た。その一つは、出力分
布が高くなる部分に低濃縮度のペレツトを充填す
るものである。
この種の核燃料棒にあつては、巨視的に見れば
軸方向出力分布の平坦化は達成し得るものの、濃
縮度境界面において隣接するペレツトに発熱量に
不連続を生じる。すなわち、濃縮度境界面に隣接
する高濃縮度ペレツトの発熱量は、同じく低濃縮
度ペレツトのそれより大きい。そのため、高濃縮
度側ペレツトと低濃縮度側の熱膨張量に差を生じ
る。それらの熱膨張量が、各ペレツト外周と被覆
管内周との間隙を超えた時、被覆管はペレツトに
より押広げられるが、その径方向変形量は高濃縮
度側で大きく、低濃縮度側で小さい。そのため、
被覆管には軸方向の曲げ応力分布が生じ、濃縮度
境界面近傍には応力分布の鋭いピーを生じること
となる。
軸方向出力分布の平坦化は達成し得るものの、濃
縮度境界面において隣接するペレツトに発熱量に
不連続を生じる。すなわち、濃縮度境界面に隣接
する高濃縮度ペレツトの発熱量は、同じく低濃縮
度ペレツトのそれより大きい。そのため、高濃縮
度側ペレツトと低濃縮度側の熱膨張量に差を生じ
る。それらの熱膨張量が、各ペレツト外周と被覆
管内周との間隙を超えた時、被覆管はペレツトに
より押広げられるが、その径方向変形量は高濃縮
度側で大きく、低濃縮度側で小さい。そのため、
被覆管には軸方向の曲げ応力分布が生じ、濃縮度
境界面近傍には応力分布の鋭いピーを生じること
となる。
このような問題を解決するため、濃縮度境界面
近傍のペレツトを小径とし、これに金属リングを
係合させて他部のペレツトと外径と等しくするこ
とが提案されている。この種の核燃料棒にあつて
は、ペレツトを小径とした分だけ発熱量、熱膨張
量が小さくなり、応力分布の濃縮度境界面近傍に
おけるピークを抑制し得るが、境界面近傍のペレ
ツトを別製したり、特殊の加工を施したりするこ
とは不経済であり、好ましくない。さらに、金属
リングの材料として何が適切であるかは、今後の
研究、実験にまたねばならず、実用化はかなり遠
い将来のことと考えられる。
近傍のペレツトを小径とし、これに金属リングを
係合させて他部のペレツトと外径と等しくするこ
とが提案されている。この種の核燃料棒にあつて
は、ペレツトを小径とした分だけ発熱量、熱膨張
量が小さくなり、応力分布の濃縮度境界面近傍に
おけるピークを抑制し得るが、境界面近傍のペレ
ツトを別製したり、特殊の加工を施したりするこ
とは不経済であり、好ましくない。さらに、金属
リングの材料として何が適切であるかは、今後の
研究、実験にまたねばならず、実用化はかなり遠
い将来のことと考えられる。
本発明は上記の事情に基きなされたもので、軸
方向出力分布を平坦化させたものであつて、安価
に供給し得る核燃料棒を得ることを目的としてい
る。
方向出力分布を平坦化させたものであつて、安価
に供給し得る核燃料棒を得ることを目的としてい
る。
本発明においては、濃縮度境界近傍の数箇の高
濃縮ペレツトを中心に軸方向小孔を有する中空筒
状とし、それらの中濃縮度境界面に隣接するもの
には、前記の小孔にガドリニアGd2O3を含有する
小柱状のペレツトを充填して核燃料棒を構成して
前記目的を達成している。
濃縮ペレツトを中心に軸方向小孔を有する中空筒
状とし、それらの中濃縮度境界面に隣接するもの
には、前記の小孔にガドリニアGd2O3を含有する
小柱状のペレツトを充填して核燃料棒を構成して
前記目的を達成している。
第１図は本発明の一実施例を示し、第２図はそ
の単位長当り発熱量を第１図と対比して示すグラ
フである。第１図において、濃縮度境界面−
より左側に位置する高濃縮度側ペレツトHpの中、
境界面−近傍に位置するHp1〜Hp3の３箇を
中心に軸方向小孔Ｏを有する中空筒状とする。さ
らにその境界面−に隣接するペレツトHp3の
小孔には、ガドリニアを含有する小柱状のペレツ
トPsを充填する。なお、図中、Lpは低濃縮度ペ
レツト、Ｃは被覆管を示している。
の単位長当り発熱量を第１図と対比して示すグラ
フである。第１図において、濃縮度境界面−
より左側に位置する高濃縮度側ペレツトHpの中、
境界面−近傍に位置するHp1〜Hp3の３箇を
中心に軸方向小孔Ｏを有する中空筒状とする。さ
らにその境界面−に隣接するペレツトHp3の
小孔には、ガドリニアを含有する小柱状のペレツ
トPsを充填する。なお、図中、Lpは低濃縮度ペ
レツト、Ｃは被覆管を示している。
上記構成の本発明核燃料棒においては、境界面
近傍の高濃縮度側ペレツトが中空筒状とされてい
るため、発熱量が少く、その上境界面に隣接する
ペレツトの小孔にはガドリニアを含有する小柱状
のペレツトが充填されているので、第２図に曲線
C1，C2で示すように、境界面近傍における出力
の不連続は緩和される。なお、第２図中点線の曲
線C1′，C2′は従来の核燃料棒を示す。
近傍の高濃縮度側ペレツトが中空筒状とされてい
るため、発熱量が少く、その上境界面に隣接する
ペレツトの小孔にはガドリニアを含有する小柱状
のペレツトが充填されているので、第２図に曲線
C1，C2で示すように、境界面近傍における出力
の不連続は緩和される。なお、第２図中点線の曲
線C1′，C2′は従来の核燃料棒を示す。
本発明は上記実施例のみに限定されない。例え
ば、中空筒状とするペレツトの数は３箇でなくも
よい。前記の実施例で３箇としたのは、水を減速
材とする原子炉においては、熱中性子束が影響を
受けるのは、主として境界面から約３cmの範囲内
であり、ペレツトの軸長が約１cmであるからであ
つて、減速材、ペレツト軸長によつて任意に定め
てもよい。また、境界面に隣接する中空筒状のペ
レツトへのガドリニア含有ペレツトの充填も、場
合によつては省略してもよい。
ば、中空筒状とするペレツトの数は３箇でなくも
よい。前記の実施例で３箇としたのは、水を減速
材とする原子炉においては、熱中性子束が影響を
受けるのは、主として境界面から約３cmの範囲内
であり、ペレツトの軸長が約１cmであるからであ
つて、減速材、ペレツト軸長によつて任意に定め
てもよい。また、境界面に隣接する中空筒状のペ
レツトへのガドリニア含有ペレツトの充填も、場
合によつては省略してもよい。
上記から明らかなように、本発明によれば、濃
縮度境界近傍における発熱量の不連続を抑制し得
るので、被覆管の軸方向応力分布の前記部位にお
けるピークを抑制することができ、核燃料棒の健
全性維持上、原子炉運転の安全性確保上きわめて
有利である。さらに、中空筒状のペレツトは、す
でにプラントにおける照射実績を持つものである
から、本発明を不安なく実用化することができ
る。また、経済的にも有利である。さらに、境界
面を非破壊検査で容易に識別できるので、信頼性
の高い核燃料棒となし得る。
縮度境界近傍における発熱量の不連続を抑制し得
るので、被覆管の軸方向応力分布の前記部位にお
けるピークを抑制することができ、核燃料棒の健
全性維持上、原子炉運転の安全性確保上きわめて
有利である。さらに、中空筒状のペレツトは、す
でにプラントにおける照射実績を持つものである
から、本発明を不安なく実用化することができ
る。また、経済的にも有利である。さらに、境界
面を非破壊検査で容易に識別できるので、信頼性
の高い核燃料棒となし得る。
第１図は本発明一実施例の縦断面図、第２図は
その効果を説明するためのグラフである。 Ｃ……被覆管、Hp，Hp1〜Hp3……高濃縮度
ペレツト、Lp……低濃縮度ペレツト、Ps……ガ
ドリニア含有ペレツト、−……濃縮度境界
面。
その効果を説明するためのグラフである。 Ｃ……被覆管、Hp，Hp1〜Hp3……高濃縮度
ペレツト、Lp……低濃縮度ペレツト、Ps……ガ
ドリニア含有ペレツト、−……濃縮度境界
面。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 被覆管内に高濃縮度ペレツトと低濃縮度ペレ
ツトとを充填封入してなるものにおいて、高濃縮
ペレツトの中濃縮境界面近傍の数箇を中空筒状と
したことを特徴とする核燃料棒。 ２ 被覆管内に高濃縮度ペレツトと低濃縮度ペレ
ツトとを充填封入してなるものにおいて、高濃縮
ペレツトの中濃縮境界面近傍の数箇を中空筒状と
し、さらにその濃縮度境界面に隣接したペレツト
の中空部には、ガドリニア含有の小柱状のペレツ
トを充填したことを特徴とする核燃料棒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58060964A JPS59187289A (ja) | 1983-04-08 | 1983-04-08 | 核燃料棒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58060964A JPS59187289A (ja) | 1983-04-08 | 1983-04-08 | 核燃料棒 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59187289A JPS59187289A (ja) | 1984-10-24 |
| JPH0517511B2 true JPH0517511B2 (ja) | 1993-03-09 |
Family
ID=13157601
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58060964A Granted JPS59187289A (ja) | 1983-04-08 | 1983-04-08 | 核燃料棒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59187289A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4678629A (en) * | 1985-09-05 | 1987-07-07 | Westinghouse Electric Corp. | Nuclear fuel pellet containing gadolinia |
-
1983
- 1983-04-08 JP JP58060964A patent/JPS59187289A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59187289A (ja) | 1984-10-24 |
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