JPS60168079A - 核燃料棒 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、冷却材中の放射性核種を炉心部に捕獲滞留さ
せておくことができるようにした核燃料棒に関する。

〔従来技術とその問題点〕

高速増殖炉にお゛いては、冷却材として、一般に液体ナ
トリウムで代表されるアルカリ性の液体金属が用いられ
ている。そして、このような液体金ｘＩｖＢ材は、原子
炉容器内に設置された炉心で加熱された後、゛容器外に
設けられた中間熱交換器へと導かれ、再び原子炉容器内
へと戻され、循環する。

ところで、高速増殖炉にあっては、通常核燃料棒の被覆
管や炉心構造物を耐腐食性に富んだステンレス鋼で構成
するようにしている。しかし、ステンレス鋼も液体ナト
リウムで腐食されることには変りない。被覆管や炉心構
造物の構成材料は放射化されるので、上記のように腐食
されると放射性の腐食生成物が冷却材へ混入することに
なる。

冷却材へ混入した放射性腐食生成物は上記冷却材により
前記中間熱交換器系へと運ばれ、上記中間熱交換器系の
配管壁面等に沈着する。このようｌこ、中間熱交換器系
の壁面等に沈着した放射性核種の放射能はポンプ、熱交
換器、バルブ、流量計等の機器やこれ等の機器に接続さ
れた配′ａの保守。

補修作業に障害を与える。放射性核種のうち、特にマン
ガン−５４、コバルト−６０、コバルト−５８−Ｊ−は
主成縁も多く、半減期も長いためにその影響が大きい。

そこで、このよりな不具合を解消するために。

最近では、炉容器内に、ニッケル等の放射性核種捕獲材
を用いた放射性腐食生成物捕獲装置を設置することが考
えられている。この放射性腐食生成物捕獲装置は、炉心
の冷却材出口に対向させて、つまり炉心上方に、前記捕
獲材を収容した要素を複数配置し、炉心から流出した冷
却材に上記捕獲材をＩＫ接液接触せることによって、放
射性核種を捕獲するようにしている。

前記のような装置にあって効率よく放射性核種を捕獲す
るには、捕獲材と冷却材との接触面積をある程度以上に
する必要があり、装置自体が大型化する懸念がある。す
なわち実際に上記装置を設置するには炉心の上方に高さ
約３０ｃｍの空間が必要である。したがりて、上記装置
を設置するためには、炉心上部機構−？原子炉容器を大
型化しなければならず、原子炉プラントの建設費も増大
化する問題がある。

〔発明の目的〕

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは核燃料棒自身に、この核燃料棒の
大型化を招くことなしに放射性核種捕獲作用を行なわせ
ることができ、もって炉心上部機構および炉容器の小型
化３よび原子炉プラントの建設費の減少化に寄与できる
核燃料棒を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、核燃料棒本体の外周面で、かつ上記核燃料棒
本体に接触する冷却材の流れ方向を基準とした最下流端
部を円筒状の放射性核種捕獲器で覆うことを特徴として
いる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、冷却材中に混入した放射性核種は、冷
却材が核燃料棒本体に沿って流れる過程で上記核燃料棒
本体の最下流端部に設けられた放射性核種捕獲器に捕獲
されることになる。この場合、炉心に装荷される核燃料
棒本体は、周知のように１集合体当り数１０本から数百
本といった具合に多数であり、これら各核燃料棒本体ｌ
こ放射性核種捕獲器を設けた場合、捕獲器の総面積は非
′沸に大きなものとなる。また、捕獲器の表面を凹凸の
形状にすると、流れの乱された冷却材を捕獲器に接触さ
れることができるので、この冷却材に混入させている放
射性核種を確実に捕獲させることができる。したがって
、放射性核種が中間熱交換器系まで流れ出るのを防止で
きるので、この系の保守・補修等の作業の容易化に寄与
できる。

また、核燃料棒本体の前述した最下流端部内には、一般
的にガスプレナムが形成されている。このガスプレナム
部に溶接等により上記放射性核種捕獲器を接合させガス
プレナム部を覆えば、核燃料棒の被覆管は従来のまま使
えることになる。つまり、放射性核種捕獲器を設けるこ
とによって核燃料棒本体が格別に大型化するようなこと
もない。

したがって、炉心上部機構や炉容器の大型化を招くこと
なく放射性核種の捕獲作用を行なわせることかで給、結
局、原子炉プラントの高価格化防止に寄与できる。

〔発明の実施例〕

以下本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。第
１図は本発明の一実施例に係る核燃料棒の９部を取り出
して示す縦断面図であり、この核燃料棒古は、核燃料棒
自身７と、この核燃料棒本体号の外周面で、かつ上記核
燃料棒自身名に接触する冷却材Ｐの流れ方向を基準にし
た最下流部３（端面端部付近を含む）を、例えば浴接に
より接合して覆った円筒状の放射性核種捕獲器４とで構
成されている。

核燃料棒本体２は薄肉のステンレス鋼等で形成された被
覆管５と、この被覆管５の上部開口を閉塞する下部端栓
（図示せず）と、被覆管５内に収容された燃料ペレット
７と前記上部端栓６との間に板体８を介して挿着され、
上記端栓６と燃料べレフト７との間にガスプレナム９を
形成するスプリング１０とで構成されている。

しかして、前記放射性核種捕獲器４は、たとえば表面が
凹凸の形状をしたニッケル製で形成されたものとなって
いる。そして、上記のように構成された核燃料棒１は放
射性核種捕獲器の側が核燃料棒本体２に接触しながら流
れる冷却材Ｐの流れ方向を基串にして最下流側に位置す
るように集合されて炉心に装荷される。

このような構成であると、原子炉運転時には、冷却材Ｐ
が図中矢印で示すように、核燃料棒１に接触しながら流
れるのであるが、この冷却材Ｐは放射性核（１捕獲器４
の部分を通流するとき、捕獲器４の表面の凹凸によって
流れが乱される。したがって、この乱れによって冷却材
Ｐに混入している放射性核種が確実に捕獲器４の表面に
接触することになる。

捕獲器４は活性の強いニッケルで形成されているので、
接触した放射性核種は、この捕獲器に捕獲され、材料の
内部へと拡散に、よって侵透し・−結・局前述した効果
が得られることになる。

〔発明の他の実す缶例〕

本発明は上述した実施例に限定されるものではない。実
施例では、放射性核種を捕獲する捕獲材としてニッケル
を用いたが、ニッケル合金、表面にニッケルメッキが癲
されたステンレス鋼、表面にニッケルメッキが砲された
ニッケル合金又はそれらを組合せたものであってもより
１．さらに放射性核種を捕獲する機能を有する他の金属
材料であってもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る核燃料棒の要部を敗り
出して夾す縦断面図である。 １・・・核燃料棒、２・・・核燃料棒本体、４・・・放
射性核種捕獲器、５・・・被覆管、７・・・燃料ベレッ
ト、９・・・ガスプレナム、１０・・・スプリング、１
１・・・小径部、Ｐ・・・冷却材

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）核燃料棒本体と、この核燃料棒本体の外周面でか
   つこの核燃料棒本体に接触する冷却材の流れ方向を基準
   とした最下流部を円筒状に覆ってなる放射性核種捕獲器
   とを具備してなることを特徴とする核燃料棒。 （２１放射性核種捕獲器を、ニッケル、ニッケル合金１
   表面にニッケルメッキが施されたステンレス鋼、表面に
   ニッケルメッキが施されたニッケル合金の少くとも一種
   で形成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の核燃料棒。 （３）放射性核種捕獲器をその外表面で凸凹状に形成し
   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
   燃料棒。