JPS5920117B2 - 核燃料要素 - Google Patents
核燃料要素Info
- Publication number
- JPS5920117B2 JPS5920117B2 JP55150619A JP15061980A JPS5920117B2 JP S5920117 B2 JPS5920117 B2 JP S5920117B2 JP 55150619 A JP55150619 A JP 55150619A JP 15061980 A JP15061980 A JP 15061980A JP S5920117 B2 JPS5920117 B2 JP S5920117B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nuclear fuel
- tag
- capsule
- cladding tube
- fuel element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
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
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はタグラスを封入した核燃料要素に係る。
原子炉内に多数本の核燃料集合体が・・ニカム状に配列
された炉心において、どの位置に配列された核燃料集合
体から核分裂生成物が放出しているかを早期に検知する
ことは炉の安全性、運転状態の監視および周辺が放射能
で汚染されることの防止などのために重要である。
された炉心において、どの位置に配列された核燃料集合
体から核分裂生成物が放出しているかを早期に検知する
ことは炉の安全性、運転状態の監視および周辺が放射能
で汚染されることの防止などのために重要である。
核分裂生成物の放出は主として核燃料集合体内の核燃料
要素の被覆管が破損するものであって、この破損検出を
早期に行う手段はサンプリング法や冷却材、カバーガス
などを検査する方法などが知られている。
要素の被覆管が破損するものであって、この破損検出を
早期に行う手段はサンプリング法や冷却材、カバーガス
などを検査する方法などが知られている。
なかでも核燃料集合体内に組込まれた核燃料要素内にタ
グガスを封入して被覆管が破損した際に放出するタグガ
スの組成ないしは成分を検出して、どの位置の核燃料集
合体から核分裂生成物が放出しているのかを検知するタ
グガス法による燃料破損検出手段が提唱されている。
グガスを封入して被覆管が破損した際に放出するタグガ
スの組成ないしは成分を検出して、どの位置の核燃料集
合体から核分裂生成物が放出しているのかを検知するタ
グガス法による燃料破損検出手段が提唱されている。
本発明はこのタグラフ法に使用される核燃料要素を改良
することにある。
することにある。
前記タグラスとしては原子炉構造材、核燃料物質、冷却
材、減速材などに対して不活性のたとえがアルゴン、キ
セノン、ネオンなどの希ガスが１種または混合されて使
用されている。
材、減速材などに対して不活性のたとえがアルゴン、キ
セノン、ネオンなどの希ガスが１種または混合されて使
用されている。
従来、タグガスを封入するカプセルの１部に窓を設け、
その窓を低融点金属のシール材でシールし、そのシール
材をその融点以上の温度に加熱して溶融し前記窓からタ
グガスを被覆管内に放出させ得るカプセルを内蔵した核
燃料要素が知られている。
その窓を低融点金属のシール材でシールし、そのシール
材をその融点以上の温度に加熱して溶融し前記窓からタ
グガスを被覆管内に放出させ得るカプセルを内蔵した核
燃料要素が知られている。
この核燃料要素はタグガスをカプセルから放出する構造
が簡単でしかも製造が容易で、与えられた温度条件で確
実にシール材を開放でき、そのうえプレナムの有効体積
の減少が少なく機械的強度上も有利である。
が簡単でしかも製造が容易で、与えられた温度条件で確
実にシール材を開放でき、そのうえプレナムの有効体積
の減少が少なく機械的強度上も有利である。
しかしながら、低融点金属をシール材に使用すると被覆
管に上記金属が付着して被覆管の腐食性を招き破損する
原因になる。
管に上記金属が付着して被覆管の腐食性を招き破損する
原因になる。
とくに被覆管にオーヌテナイト系ステンレス鋼を使用し
た場合、Ｃｄ、Ｇａ、Ｓｎ、Ｂ１−Ｐｂなどの低融点金
属は腐食性が大きいので、被覆管と直接接触することは
好ましくない。
た場合、Ｃｄ、Ｇａ、Ｓｎ、Ｂ１−Ｐｂなどの低融点金
属は腐食性が大きいので、被覆管と直接接触することは
好ましくない。
本発明は上記欠点を除去するためになされたもので、構
造が簡単で確実にタグガスを被覆管内に放出することが
できしかも被覆管の腐食性を考慮する必要がないタグガ
ス封入の核燃料要素を提供することにある。
造が簡単で確実にタグガスを被覆管内に放出することが
できしかも被覆管の腐食性を考慮する必要がないタグガ
ス封入の核燃料要素を提供することにある。
以下、第１図を参照しながら、本発明に係る核燃料要素
の一実施例を説明する。
の一実施例を説明する。
第１図において、図中符号１はたとえばヌテンレス鋼か
らなる長尺の被覆管で、この被覆管１内には二酸化ウラ
ン粉末が円柱状に圧粉成形され焼結された燃料ペレット
２が複数個装てんされている。
らなる長尺の被覆管で、この被覆管１内には二酸化ウラ
ン粉末が円柱状に圧粉成形され焼結された燃料ペレット
２が複数個装てんされている。
燃料ペレット２は上部にプレナブ部３を残して２／３〜
３／４装てんされ、被覆管１の両端は端栓４，５で封止
される。
３／４装てんされ、被覆管１の両端は端栓４，５で封止
される。
プレナブ部３には燃料ペレット２の位置ずれを防止する
とともに固定するためのプレナムヌプリング６，７およ
びタグカプセル８が挿入されている。
とともに固定するためのプレナムヌプリング６，７およ
びタグカプセル８が挿入されている。
第２図は、第１図中のタグカプセル８を示す断面図であ
る。
る。
タグカプセル８は、スリーブ９とこのスリーブ９の端部
に取付けられたダイヤフラム部１０で囲まれた筒内に中
空円筒形の突刺部１１、形状記憶合金で形成された伸縮
部１２、およびタグガスの導入封止部１３を収納して構
成されている。
に取付けられたダイヤフラム部１０で囲まれた筒内に中
空円筒形の突刺部１１、形状記憶合金で形成された伸縮
部１２、およびタグガスの導入封止部１３を収納して構
成されている。
形状記憶合金は、特定の温度あるいは応力の下でマルテ
ンサイトとして知られている原子配列に変態および逆変
態できる結晶構造を持っているもので、銅−亜鉛−アル
ミニウム合金、ニッケルーチタン合金、鉄−ニッケル合
金、ニッヶルーアルミニクム合金、鉄−白金合金などの
種類がある。
ンサイトとして知られている原子配列に変態および逆変
態できる結晶構造を持っているもので、銅−亜鉛−アル
ミニウム合金、ニッケルーチタン合金、鉄−ニッケル合
金、ニッヶルーアルミニクム合金、鉄−白金合金などの
種類がある。
アルミニウム約４〜１０係、亜鉛約１０〜３０係、残り
が銅の銅・亜鉛−アルミニウム合金及びニッケルーチタ
ン合金が本発明の伸縮部１２に適しているが他の合金を
用いてもよい。
が銅の銅・亜鉛−アルミニウム合金及びニッケルーチタ
ン合金が本発明の伸縮部１２に適しているが他の合金を
用いてもよい。
例としてニッケルーチタン合金製の伸縮部１２の具体的
製作法を説明する。
製作法を説明する。
針金状のニッケルーチタン合金を約６５０°Ｃに加熱し
安定化する。
安定化する。
次に約５０°Ｃ以下に急冷し、その湿度で針金をコイル
状に形成する。
状に形成する。
この伸縮部は帯状の素材を上記と同様な方法で第３図に
示したようにＬ型、Σ型、コの字型あるいはΣ型に形成
しても良い。
示したようにＬ型、Σ型、コの字型あるいはΣ型に形成
しても良い。
他の形状記憶合金についても湿度条件を適当に選ぶ他は
、まったく同様に製作できる。
、まったく同様に製作できる。
このように製作された伸縮部１２をスリーブ９に挿入し
続いて突刺部１１を挿入する。
続いて突刺部１１を挿入する。
次にダイヤフラム部１０を伸縮部１２が伸びきった長さ
と突刺部の長さの和より短い位置に挿着させる。
と突刺部の長さの和より短い位置に挿着させる。
次にタグガスをタグガス導入部１３から所定の量充填後
このタグガス導入部１３を溶着しタグカプセル８を完成
させる０次にタグキャプセルの開封工程を示す。
このタグガス導入部１３を溶着しタグカプセル８を完成
させる０次にタグキャプセルの開封工程を示す。
具体例としてニッケルーチタン合金の伸縮部を有するタ
グカプセルについて示す。
グカプセルについて示す。
第１図に示すようにタグカプセルを封入した核燃料要素
は原子炉内で自己反応熱で外淵させるかもしくは前もっ
て外部加熱により外淵される。
は原子炉内で自己反応熱で外淵させるかもしくは前もっ
て外部加熱により外淵される。
タグカプセル、特に伸縮部の温度が約７１°Ｃになると
形状記憶合金の逆変態が始まり、伸縮部は元の形状すな
わち真っすぐになろうとする。
形状記憶合金の逆変態が始まり、伸縮部は元の形状すな
わち真っすぐになろうとする。
伸縮部１２の下部はスリーブ９の。底部で支えられてい
るため、この伸縮部１２は突刺部１１をダイヤフラム部
１０に押しつける。
るため、この伸縮部１２は突刺部１１をダイヤフラム部
１０に押しつける。
形状記憶合金の復原力は同じ大きさのバイメタル素子の
力に比べて２００倍以上であり、容易にダイヤフラム部
１０は第４図に示すように破られてタグガスはこの破口
を通過し燃料要素内に充満する。
力に比べて２００倍以上であり、容易にダイヤフラム部
１０は第４図に示すように破られてタグガスはこの破口
を通過し燃料要素内に充満する。
タグカプセルの開封は７７℃以上でははソ確実に達成さ
れる。
れる。
銅−亜鉛−アルミニウム合金を用いた場合はさらに低い
温度での開封も可能である。
温度での開封も可能である。
更に、第５図に本発明の他の実施例を示す。
伸縮部１２は形状記憶合金の帯状の板をコ字形に曲げた
ものを用いている。
ものを用いている。
伸縮部１２は温度上昇にともない形状記憶合金の逆変態
が始まり伸縮部は真っすぐになろうとするが、支持台１
４で片方を支持されるため突刺部１１を押しダイヤフラ
ム部１０を突き破ることが可能となる。
が始まり伸縮部は真っすぐになろうとするが、支持台１
４で片方を支持されるため突刺部１１を押しダイヤフラ
ム部１０を突き破ることが可能となる。
以上説明したように本発明によればタグガスを充てんし
たタグカプセルを形状記憶合金の復原力によりカプセル
内側から比較的低い温度で確実に開封してタグガスを放
出することができる。
たタグカプセルを形状記憶合金の復原力によりカプセル
内側から比較的低い温度で確実に開封してタグガスを放
出することができる。
また、従来例に比較して構造が簡単であり、被覆管腐食
の心配もない。
の心配もない。
更に、カプセル内部に開封機構を収納した構成としたの
で取扱いが容易となり、核燃料要素の製作工程を減らす
ことができる。
で取扱いが容易となり、核燃料要素の製作工程を減らす
ことができる。
従って核燃料要素安価に製作できる利点がある。
第１図は本発明に係る核燃料要素の一実施例を示す縦断
面図、第２図は第１図に示したタグカプセルを拡大して
示す縦断面図、第３図は形状記憶合金で形成した伸縮部
の例を示す縦断面図、第４図は第２図に示したタグカプ
セルの開封状態を示す縦断面図、第５図は、本発明の他
の実施例のタグカプセル部を示す縦断面図である。 １・・・・・・被覆管、２・・・・・・核燃料ペレット
、４，５・・・・・・端栓、８・・・・・・タグカプセ
ル、１０・・・・・・ダイヤフラム部、１１・・・・・
・突刺部、１２・・・・・・伸縮部。
面図、第２図は第１図に示したタグカプセルを拡大して
示す縦断面図、第３図は形状記憶合金で形成した伸縮部
の例を示す縦断面図、第４図は第２図に示したタグカプ
セルの開封状態を示す縦断面図、第５図は、本発明の他
の実施例のタグカプセル部を示す縦断面図である。 １・・・・・・被覆管、２・・・・・・核燃料ペレット
、４，５・・・・・・端栓、８・・・・・・タグカプセ
ル、１０・・・・・・ダイヤフラム部、１１・・・・・
・突刺部、１２・・・・・・伸縮部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 核燃料物質を装てんした長尺被覆管内のプレナム部
にタグガスを充てんしたカプセルを封入してなる核燃料
要素において、前記カプセルは有底のスリーブ内に形状
記憶合金で形成された伸縮部と突刺部とを収納し、突刺
部に対向した前記有底スリーブの開口部にダイヤフラム
部を封着してなることを特徴とする核燃料要素。 ２ 伸縮部は針金状の形状記憶合金をコイル状に形成し
てなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の核
燃料要素。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55150619A JPS5920117B2 (ja) | 1980-10-29 | 1980-10-29 | 核燃料要素 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55150619A JPS5920117B2 (ja) | 1980-10-29 | 1980-10-29 | 核燃料要素 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5774688A JPS5774688A (en) | 1982-05-10 |
| JPS5920117B2 true JPS5920117B2 (ja) | 1984-05-10 |
Family
ID=15500820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55150619A Expired JPS5920117B2 (ja) | 1980-10-29 | 1980-10-29 | 核燃料要素 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5920117B2 (ja) |
-
1980
- 1980-10-29 JP JP55150619A patent/JPS5920117B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5774688A (en) | 1982-05-10 |
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