JPH083539B2

JPH083539B2 - 圧力管型原子炉の炉心構造

Info

Publication number: JPH083539B2
Application number: JP62037996A
Authority: JP
Inventors: 国寿栗原; 和雄畦倉
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-02-23
Filing date: 1987-02-23
Publication date: 1996-01-17
Anticipated expiration: 2011-01-17
Also published as: JPS63206692A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、原子炉の燃料構成に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の圧力管型原子炉では、第２図に示すように、燃
料棒１を複数本束ねて燃料集合体を構成し、この燃料集
合体を圧力管２の中に装荷した構成であり、圧力管２の
外部には断熱材としてのガス（CO₂ガス等）を充填した
ギヤツプ領域３を介してカランドリア管４が取巻いてお
り、その外部に中性子減速材５（重水等）が充填されて
いる。燃料棒内の核分裂で発生した熱を除去するため
に、圧力管２の内部を冷却材（軽水等）６が流されてい
る。重水減速沸騰軽水冷却圧力管型原子炉では、カラン
ドリア管４の外部には減速材５として重水が使われてい
る。冷却材６である軽水は圧力管２内に炉心下部から流
入し、燃料棒からの熱を受けて沸騰しつつ上部から流出
してゆき、燃料集合体の軸方向平均ボイド率は約40％で
ある。このような圧力管型原子炉では、第３図に示すよ
うに、前記圧力管２を多数格子状に配列して炉心を構成
しており、減速材５である重水はカランドリアタンク７
の中に蓄えられている。

圧力管型原子炉では、上記の構造によつて、定格出力
で運転中でも各圧力管ごとに燃料交換を可能とし、プラ
ント稼動率の向上、燃料の有効活用などを実現してい
る。また、圧力管２内部の冷却材領域とカランドリア管
４外部の減速材（重水）領域とを分離する。そして、重
水中に混入する中性子吸収材（液水ポイズン）の量を調
節して出力を制御する方法が容易に適用できて炉心運用
が簡素化される。これと共に、燃料棒１が圧力管２内に
束ねられているため外部の重水領域で減速された中性子
に対する共鳴エネルギーでの自己しやへい効果が大きく
なり、熱中性子の割合が増えて中性子経済が向上し、燃
料の利用率が向上するなどの利点がある。

前記のように、圧力管２内の冷却材（軽水）が沸騰し
燃料集合体の軸方向にボイド分布を形成するが（下部で
ボイド率０％，上部で約70％）、ボイド反応度係数の絶
対値が非常に小さいため、ボイド分布によつて軸方向出
力分布が歪む割合が小さいから、沸騰水型軽水炉のよう
に、軸方向出力分布の平坦化のために燃料集合体を軸方
向に２領域に分割して上下で燃料の富化度や可燃性中性
子吸収材（ガドリニア）の充填割合を変える（上部を高
くする）などの対策は必要でなく、圧力管型原子炉に装
荷される燃料集合体では、燃料富化度やガドリニア充填
割合の軸方向分布を一様とするのが普通である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、炉心の上部あるいは下部に、炉心内
の減速材よりも中性子減速能の強い反射体が設置された
原子炉においては、燃料集合体の上部あるいは下部に大
きな出力ピークが生じ、燃料健全性の観点から炉心の出
力を下げて運転する必要が生じるなどの問題があつた。

本発明の目的は、前記のような反射体を設置された原
子炉において、燃料の利用率及び炉心の安全性を同時に
向上することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するための第１手段は、原子炉燃料が
装荷され反射体で囲われた炉心に中性子減速材として気
体減速材を有し、前記原子炉燃料は、燃料の上下方向領
域のうち最下端および最上端の核分裂性物質の低富化度
領域が上下方向に5cm〜10cm形成され、前記最下端より
２番目および前記最上端より２番目の核分裂性物質の中
富化度領域が5cm〜15cm形成され、前記中富化度領域の
上下間の領域には核分裂性物質の高富化度領域が形成さ
れ、前記低富化度領域の富化度は2w/o以下に、前記中富
化度領域の富化度は3w/o〜5w/oに、前記高富化度領域の
富化度は前記中富化度領域の富化度を越える富化度に設
定されている圧力管型原子炉の炉心構造であり、同じく
第２手段は、原子炉燃料が装荷され反射体で囲われた炉
心を内側領域と外側領域と前記内外側両領域の中間に位
置する中間領域とに各領域を仕切る手段を前記炉心に備
え、前記内側領域内には中性子減速材として気体減速材
を、前記中間領域内には中性子減速材としてポイズン含
有重水を、前記外側領域内には中性子減速材として重水
を、それぞれ備え、前記原子炉燃料は、燃料の上下方向
領域のうち最下端および最上端の核分裂性物質の低富化
度領域が上下方向に5cm〜10cm形成され、前記最下端よ
り２番目および前記最上端より２番目の核分裂性物質の
中富化度領域が5cm〜15cm形成され、前記中富化度領域
の上下間の領域には核分裂性物質の高富化度領域が形成
され、前記低富化度領域の富化度は2w/o以下に、前記中
富化度領域の富化度は3w/o〜5w/oに、前記高富化度領域
の富化度は前記中富化度領域の富化度を越える富化度に
設定されている圧力管型原子炉の炉心構造である。

〔作用〕

第１手段によれば、減速材が気体減速材であるから、
従来の重水減速材に比べて炉心内の中性子スペクトルが
ハードに成り、炉心内の燃料の転換比が向上する作用が
得られ、その作用により、燃料の利用率が高まって、省
ウラン資源の面で大きな効果が得られる。しかし、同時
に炉心内の中性子スペクトルがハードに成るので、反射
体近傍の炉心内では重水を減速材として用いる場合より
も急激に中性子スペクトルがハードに成り、出力ピーク
が大きく出る現象を併発する。そこで、反射体近傍の炉
心内の燃料の核分裂性物質の富化度の程度を段階的に変
えて出力ピークを低減する。即ち、反射体で反射される
た様に、反射体近傍では中性子スペクトルが強くなり、
そのスペクトルが強い部分から順に燃料の核分裂性物質
の富化度の程度が低中高と配備されることと成る。この
配備によれば、本願明細書に添付した図面の第４図中実
線グラフ右側に示すように、複数箇所で鋭角的に出力を
下げる特性が得られるという作用が得られます。これを
一箇所で下げるようにすると、下げたあとの上昇量が、
或は下げる前の上昇量が大きくなり、出力平坦化が十分
にならないところ、反射体に近づくに従い中性子スペク
トルが次第に強くなるのに応じて富化度を反射体に近づ
くに従い低くした燃料レイアウト、作用にして言い替え
れば出力曲線が鋸状に成るもののその平均は横ばいと成
る作用が得られ、燃料集合体の上下端部の相対出力を一
箇所で下げるものに比べて出力の平坦化度合いが向上
し、軸方向に沿った空間的なスペクトルシフトの影響を
最適な領域分割数と領域幅と領域ごとの燃料富化度で達
成でき、出力を上げても極端な出力ピークを併発せず、
燃料破損に至ることも無く燃料経済性も向上する効果が
得られる。これとともに、減速材がボイドを生じる液体
ではなく気体であるから、ボイド反応度係数が負にな
り、炉心の安全性を確保できる作用が得られる。

また、第２手段によれば、上記第１手段による作用を
発揮するばかりでなく、中性子減速効果の程度が異なる
複数種の中性子減速材を用いて内側領域にハードスペク
トルな領域を、外側領域にソフトスペクトルな領域を、
中間領域に内側と外側との各スペクトルの中間のスペク
トルとなる中間スペクトルな領域を一炉心内に作り出
し、内側領域から中間領域へ、中間領域から外側領域へ
と最初に装荷されていた燃料を順次移して行く原子炉燃
料の運用が可能と成り、このことにより、ハードスペク
トルな領域で核分裂性プルトニウムを多量に生成してお
き、次に中間スペクトルな領域へ、さらに次にソフトス
ペクトルな領域へと順次燃料を移すことで生成した核分
裂性プルトニウムをより一層効率良く燃焼させる作用が
得られ、炉心内の燃料滞在期間を長くして発生出力量を
増大でき、より一層燃料の利用率が高まる作用が得られ
る。

〔実施例〕

圧力管の外部の減速材領域に気体（重水ガス,Heガス
等）を充填し、炉心の上部及び下部には中性子の漏洩を
防ぐために重水の反射体を設置した原子炉において、炉
心上半分の軸方向出力分布の一例を示す第４図に基づい
て本発明の作用について説明する。この図には、燃料集
合体の上半分を３領域に分割し、上端に近い領域ほど燃
料の富化度（核分裂性核種の含有割合）を下げて無限増
倍率を調節した場合の結果を示している。図から分るよ
うに、軸方向に一様な富化度をもつ従来の燃料集合体で
は、上部反射体内の強い中性子減速材である重水により
減速された多量の熱中性子（低エネルギーの中性子）が
炉心内にあたかも反射する如く流入してくるため、燃料
集合体の出力は第４図中点線で示すように上部にゆくほ
ど大きくなり、上端部で最大で、炉心中央部の３倍程度
となる。これに反し、本発明では、燃料富化度を上部ほ
ど下げてあるので、出力ピークも低減され、炉心中央部
と同程度までになり、軸方向出力分布が平坦化される。

以下、本発明の具体的実施例を説明する。

第１図（ａ），（ｂ）は、圧力管２の中に、燃料棒１
を複数本束ねた燃料集合体を装荷した状態を示している
が、第１の本実施例では、各燃料棒１を軸方向に５領域
に分割し、軸方向中央部の領域には、燃料集合体径方向
平均で核分裂性プルトニウム（Pu）の富化度が11w/oの
高富化度燃料８を充填し、この領域に隣接する上部及び
下部の領域には、富化度4w/oの中富化度燃料９を充填
し、さらにこれらの領域に隣接する上部及び下部の領域
には、天然ウラン（富化度0w/o）の低富化度燃料10を充
填している。各領域の軸方向長さは、低富化燃料領域が
各々5cm,中富化度燃料領域が各々5cm,高富化度燃料領域
が350cmである。

次に、本発明の燃料集合体を適用した圧力管型原子炉
について、第５図から第７図を用いて説明する。

第５図は、前記原子炉の炉心垂直断面図、第６図は、
炉心水平断面図を示す。この炉心は径方向中心に減速材
である気体の重水蒸気が循環するガス領域11を、その外
側にボロン溶液を含んだ重水が循環するポイズン含有重
水領域12を、さらにその外側に重水領域13を有してい
る。重水領域13は、第５図から分るように、ガス領域11
およびポイズン含有重水領域12の上下部に広がり、中性
子反射体として作用する。以上にあげた各領域は、仕切
板14によつて分離され、減速材どうしが混じらないよう
になつている。この炉心を、複数本の圧力管２が上下に
貫通するが、これらの圧力管は減速材である重水に直接
触れないように、重水領域内ではカランドリア管４内に
置かれる。圧力管２とカランドリア管４との間を断熱材
である炭酸ガスが下から上へ循環する。ガス領域を貫通
する圧力管の場合、カランドリア管は中性子反射体とし
て作用する炉心上部及び下部の重水領域の部分だけに置
かれ、この隙間は重水蒸気の出入口となる。

次に、本炉心で減速材物質として用いている重水の循
環フローを第７図に示す。図に示すように、重水領域13
およびポイズン含有重水領域12から出てきた重水はそれ
ぞれポンプ15および冷却器16を通つて、制御棒案内管17
の上部から炉心内へ戻される。ポイズン含有重水領域内
のボロン濃度はボロン濃度調節器21により調節される。
ガス領域を循環する重水蒸気はカランドリア管と圧力管
との隙間から出入する。ガス領域11から出てきた重水蒸
気はポンプを通つた後、冷却器で冷却され、再びカラン
ドリア管の隙間からガス領域へ戻される。即ち、蒸気状
態の重水は、冷却器で冷却されて液化され、液体化の重
水は重水タンク19に一時貯えられ、適時に蒸気発生器20
によつて気化された後に炉心内へ戻される。これらの循
環系は、重水が不足した時には重水タンク21から必要な
だけ補給される。

前記本発明の一実施例である燃料集合体は、最初、上
記炉心の最内領域（ガス領域）に装荷され十分燃焼させ
たのち、順次、中間領域（ポイズン含有重水領域）およ
び最外領域（重水領域）に移されてゆく。この燃料交換
法を上記炉心に適用した場合の、本実施例（燃料集合
体）の中性子無限増倍率と燃焼度との関係を示す第８図
に基づいて、本発明の効果を説明する。重水ガスを減速
材とする最内領域に装荷された本燃料集合体は、中性子
エネルギースペクトルがハード（平均エネルギーが高
い）であるため、燃料転換比が高く（0.8程度）、この
領域に滞在中に多量の新燃料（核分裂性Pu）を蓄積する
ことができる。できるだけ長期間この領域に滞在させた
のち、燃料集合体の無限増倍率がこの領域で必要な値以
下に低下した段階で、ポイズン含有の重水を減速材とす
るよりソフトなスペクトルの領域（中間領域）に移し、
燃料集合体の無限増倍率を高めて運転する。同様にし
て、この領域で燃焼させて無限増倍率が必要な値以下に
低下した段階で、よりスペクトルのソフトな重水減速材
領域（最外領域）に移し、さらに燃料集合体の無限増倍
率を高めて運転し、炉心内の燃料滞在期間を長くして発
生出力量（取出燃焼度）を増大する。このように、本炉
心では、燃料転換比の高いハード・スペクトル領域で核
分裂性Puを多量に生成しておき、つぎに、ソフト・スペ
クトルの領域に順次移してゆき、生成した核分裂性Puを
効率よく燃焼させるものである。このスペクトル・シフ
ト法により、同一燃料富化度の燃料集合体を装荷した従
来の単一スペクトル炉心に比べ、取出燃焼度を20％以上
増大することができ、燃料利用率の向上による省ウラン
資源，燃料サイクルコストの低減などの面で効果が大き
い。

また、炉心中央部にボイド反応度係数が負である気体
減速材領域を設けてあるので、炉心全体のボイド反応度
係数も負側に移行し、過渡時あるいは事故時の炉心安全
性が向上する。

なお、上記炉心構成において、気体減速材としては上
記重水ガスのほか、Heガス,CO₂ガスなどの各種ガスが使
用でき、減速材及び反射体としては、上記の重水やポイ
ズン入り重水以外にも、軽水，重水と軽水との混合液な
どの各種中性子減速材が使用でき、液体の代りに、黒
鉛,LiやBeの化合物などの固体も使用できる。

次に、本発明の燃料集合体を適用した炉心の他の例
を、第９図から第11図までを使つて説明する。

第９図は、炉心の垂直断面図を、第10図は、水平断面
図を示す。この炉心は、本発明の燃料集合体を装荷した
圧力管２を複数本束ねた構成であり、圧力管外部に減速
材として気体（重水蒸気）を充填したガス領域11を設
け、炉心領域の軸方向上部及び下部、径方向周辺部に中
性子反射体として重水層22を設けている。径方向出力分
布の平坦化のため、外側１層の燃料集合体24だけ富化度
を低くしている。減速材である重水蒸気と反射体である
重水との循環フローを第11図に示した。前記のスペクト
ル・シフト炉心の場合の循環フロー（第７図）に比べ、
ポイズン含有重水を循環させるループが減り、系統が簡
素化されている。

この炉心では、減速材を気体にしてスペクトルをハー
ドにしているため、燃料の転換比が0.8以上になり、従
来の重水を減速材とする圧力管型原子炉に比べ30％以上
増大し、燃料の利用率が高まり、省ウラン資源の面で大
きな効果がある。また、この炉心は、高転換炉心である
と同時に、ポイド反応度係数が負であるため、過渡時あ
るいは事故時の安全性にも勝れた高安全炉心でもある。

上記のような大きな改善効果をもつスペクトル・シフ
ト炉心や高転換炉心は、本発明の燃料集合体と組合わせ
て、初めて実現できるものである。これらの炉心では、
炉心上部及び下部の反射体領域で減速された熱中性子が
多量に炉心内に流入してくるため、燃料集合体の上下端
部と中央部とは中性子エネルギースペクトルが大幅に異
なつており、中央部でハードであるが、上下端に近づく
につれ急激にソフト（中性子の平均エネルギーが低く）
になつてゆく。したがつて、従来の一様富化度燃料集合
体の例では上下端部の出力は中央部の３倍程度にもな
り、出力ピーキング係数が増大するため燃料健全性の面
から出力密度を下げて運転せざるを得なくなり、これら
の炉心の上記の改善効果は消失してしまう。燃料集合体
は、このような軸方向に沿つた空間的なスペクトル・シ
フトの影響を打消すのに最適な領域分割数，領域幅，燃
料富化度を炉物理的考察と解析結果により決定してい
る。その検討結果によれば、領域分割数は第１図のよう
に全体で５領域が最適であるが、燃料集合体の平均富化
度や燃料本数などの違いにより、その他のパラメータは
最適値の範囲に幅が生じ、次の表のようになる。

なお、以上の検討結果は、ウラン・プルトニウム混合
酸化物燃料に対し検討した結果であるが、ウラン酸化物
燃料を使用した場合も、同範囲内の値を選択すれば軸方
向出力分布を平坦化できる。

本発明の他の実施例について、第12図に基づいて説明
する。前記実施例と同様に、燃料棒の上・下端部のそれ
ぞれに２つの短尺な小領域を設け、各小領域に濃度の異
なる可燃性吸収材（ガドリニアなど）を添加したことが
特徴であり、上・下端に最も近い高濃度ガドリニア領域
25、それらの領域に隣接する低濃度ガドリニア領域26、
及び中央部のガドリニア不添加領域27で構成されるガド
リニア添加燃料棒を同図の水平断面に示すように外層か
ら数えて第２層目に、周方向にはガドリニナ無添加燃料
棒と交互に配置した燃料集合体である。ガドリニア等の
可燃性吸収材は、熱中性子に対し非常に大きい吸収断面
積をもつので、その濃度を上・下端部でそれぞれ２段階
に調節することにより、炉心上下の反射体から流入して
くる熱中性子を効果的に吸収して、軸方向に平坦な出力
分布を実現できる。また、この実施例では、ガドリニア
の濃度を適切に調節すれば、スペクトル・シフト炉心に
適用する場合、気体減速材領域からの取出時期にガドリ
ニアが燃えつきるようにでき、以後の領域に装荷した際
の軸方向出力分布の平坦化に関しては、前記の富化度差
を用いる実施例以上に勝れている。その他の場合は、前
記実施例と同様な改善効果が得られる。

本実施例に関しては、各種の変形が可能であり、例え
ば、第13図に示すようにガドリニア添加燃料棒28を最外
層に装備したり、２層以上にわたつて装備することも考
えられる。また、ガドリニア濃度は上・下端部の各二領
域で変えないで、ガドニリア添加領域長さを変えた２種
類のガドリニア添加燃料棒（それぞれ１領域分と２領域
分の長さ）を適切に組合わせて燃料集合体を構成するこ
とも考えられる。ガドリニア添加燃料棒の中央部の領域
にもガドリニアを添加して、炉心の余剰反応度の燃焼特
性を制御して運転性能を向上することも考えられる。

他の実施例について、第14図に基づいて説明する。こ
の実施例は、前記の二つの実施例に対してさらに軸方向
出力分布の平坦化機能を高めたものであり、気体減速材
領域に装荷した場合には、ボイド反応度係数が比較的大
きな負の値を持ち、冷却材ボイド率の低い下部はボイド
率の高い上部に比べ出力が高くなるので、この傾向を抑
えるため中央部の下部に低・高富化度燃料（あるいは高
濃度ガドリニア添加燃料）31を充填し、上部に高・高富
化度燃料（あるいは低濃度ガドリニア添加燃料）32を充
填した６領域燃料棒により平坦化し、それ以後の液体減
速材領域に装荷された場合には、ボイド反応度係数の絶
対値が小さく、軸方向分布は中央で出力ピークが増大す
るので、燃料棒の軸方向中央部に中・高富化度燃料（高
濃度ガドリニア添加燃料）30を充填した７領域燃料棒に
より軸方向出力分布を平坦化する。なお、スペクトル・
シフト炉心には、上記６領域及び７領域燃料棒が必要で
あるが高転換炉に対しては、６領域燃料棒のみで良い。

以上述べてきた実施例では、上部及び下部の領域の各
領域長さ、燃料富化度、可燃性吸収材濃度などを上部と
下部とで区別なく同じとしてきたが、炉心上部及び下部
の反射体厚さが異なる場合や、反射体物質が異なる場合
には、これらのパラメータを上部及び下部で変えて、そ
れぞれの領域で最適化して、軸方向出力分布の平坦化機
能を増すこともできる。

また、本発明の効果を得るために、上・下端領域の燃
料富化度や可燃性吸収材濃度を調節する方法以外に、燃
料の充填密度を変える方法、中空ペレツトの中空部の面
積を変える方法、燃流棒の本数を変える方法（燃料棒の
長さを変える）なども有効である。

なお、以上の実施例では、上部，下部を３領域に分割
する場合について説明したが、領域分割数が４以上でも
本発明の効果は得られる。

また、圧力管を水平方向に配置し、炉心の横方向に中
性子反射体を有する原子炉に対しても、本発明は適用で
き、前記と同様な効果を実現できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、反射体を周辺に有する炉心にあける
軸方向出力分布をできるだけ平坦化できるので、燃料の
利用効率が高くなる上、安全でもある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の第１実施例における燃料集合体
の断面図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）のＡ−Ａ′矢視
図、第２図は従来の燃料集合体の水平断面図、第３図は
従来の炉心の水平断面図である。第４図は本発明の原理
特性図、第５図は本発明の燃料集合体を用いた原子炉炉
心の垂直断面図、第６図は同じく水平断面図、第７図は
第５図の炉心の減速材循環フロー図、第８図は第５図の
炉心における、本発明の燃料集合体の無限増倍率の変化
のグラフ図、第９図は本発明の第２の実施例であつて、
燃料集合体を別の原子炉へ適用した時の炉心垂直断面
図、第10図は同じく水平断面図、第11図は第９図の炉心
の減速材循環フロー図、第12図，第13図および第14図は
本発明の第2,第３および第４の実施例である。第12図
（ａ）は本発明の第３実施例を示す燃料集合体の縦断面
図、第12図（ｂ）は第12図（ａ）のＡ−Ａ′矢視断面
図、第13図は本発明の第４実施例を示す燃料集合体の平
断面図、第14図は本発明の第５実施例を示す燃料集合体
の縦断面図である。１……燃料棒、２……圧力管、３……ギヤツプ領域、４
……カランドリア管、５……減速材、６……冷却材、７
……カランドリア・タンク、８……高富化度燃料、９…
…中富化度燃料、10……低富化度燃料、11……ガス領
域、12……ポイズン含有重水領域、13……重水領域、14
……仕切板、15……ポンプ、16……冷却器、17……制御
棒案内管、18……ボロン濃度調節器、19……重水タン
ク、20……蒸気発生器、21……重水タンク、22……重水
層、23……高富化度燃料集合体、24……低富化度燃料集
合体、25……高濃度ガドリニア領域、26……低濃度ガド
リニア領域、27……ガドリニア無添加領域、28……ガド
リニア添加燃料棒、29……ガドリニア無添加燃料棒、30
……中・高富化度燃料、31……低・高富化度燃料、32…
…高・高富化度燃料。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原子炉燃料が装荷され反射体で囲われた炉
心に中性子減速材として気体減速材を有し、前記原子炉
燃料は、燃料の上下方向領域のうち最下端および最上端
の核分裂性物質の低富化度領域が上下方向に5cm〜10cm
形成され、前記最下端より２番目および前記最上端より
２番目の核分裂性物質の中富化度領域が5cm〜15cm形成
され、前記中富化度領域の上下間の領域には核分裂性物
質の高富化度領域が形成され、前記低富化度領域の富化
度は2w/o以下に、前記中富化度領域の富化度は3w/o〜5w
/oに、前記高富化度領域の富化度は前記中富化度領域の
富化度を越える富化度に設定されている圧力管型原子炉
の炉心構造。
【請求項２】原子炉燃料が装荷され反射体で囲われた炉
心を内側領域と外側領域と前記内外側両領域の中間に位
置する中間領域とに各領域を仕切る手段を前記炉心に備
え、前記内側領域内には中性子減速材として気体減速材
を、前記中間領域内には中性子減速材としてポイズン含
有重水を、前記外側領域内には中性子減速材として重水
を、それぞれ備え、前記原子炉燃料は、燃料の上下方向
領域のうち最下端および最上端の核分裂性物質の低富化
度領域が上下方向に5cm〜10cm形成され、前記最下端よ
り２番目および前記最上端より２番目の核分裂性物質の
中富化度領域が5cm〜15cm形成され、前記中富化度領域
の上下間の領域には核分裂性物質の高富化度領域が形成
され、前記低富化度領域の富化度は2w/o以下に、前記中
富化度領域の富化度は3w/o〜5w/oに、前記高富化度領域
の富化度は前記中富化度領域の富化度を越える富化度に
設定されている圧力管型原子炉の炉心構造。