JPS604438B2 - 高速増殖炉用核燃料要素 - Google Patents
高速増殖炉用核燃料要素Info
- Publication number
- JPS604438B2 JPS604438B2 JP49128075A JP12807574A JPS604438B2 JP S604438 B2 JPS604438 B2 JP S604438B2 JP 49128075 A JP49128075 A JP 49128075A JP 12807574 A JP12807574 A JP 12807574A JP S604438 B2 JPS604438 B2 JP S604438B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nuclear fuel
- cladding tube
- fast breeder
- stainless steel
- zirconium
- 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
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- 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】
本発明は被覆管の腐食を防止した高速増殖炉用核燃料要
素に関する。
素に関する。
高速増殖炉には、端栓で両端を封止したステンレス製被
覆管の内部には、プルトニウムとウラン酸化物を圧粉暁
結したべレツトが多数充積された核燃料要素が用いられ
る。
覆管の内部には、プルトニウムとウラン酸化物を圧粉暁
結したべレツトが多数充積された核燃料要素が用いられ
る。
しかし、この核燃料要素を６００ｏｏ以上の高温になる
原子炉炉心に配設して焼結させると、被覆管の内面が腐
食される。これに核分裂生成物たとえばセシウムなどが
比較的温度の高いステンレス製被覆管の結晶粒界に侵入
し、粒界腐食を起こす現象と考えられている。腐食が進
行する速度は１０００ＧＭＷＤ／Ｔの燃焼毎に０．０３
〜０．０２肌程度である。高速増殖炉の燃料棒の燃焼度
の目標値は１００００のＭＷＤ／Ｔであるので、燃料榛
の寿命末期には腐食の大きさは０．１〜０．２側になる
ことが予想される。被覆管の肉厚は０．４〜０．４５肌
であるので、この燃焼時の腐食現象は被覆管の強度にか
なり影響を与え、その結果、燃料棒の寿命を短縮せしめ
る。
原子炉炉心に配設して焼結させると、被覆管の内面が腐
食される。これに核分裂生成物たとえばセシウムなどが
比較的温度の高いステンレス製被覆管の結晶粒界に侵入
し、粒界腐食を起こす現象と考えられている。腐食が進
行する速度は１０００ＧＭＷＤ／Ｔの燃焼毎に０．０３
〜０．０２肌程度である。高速増殖炉の燃料棒の燃焼度
の目標値は１００００のＭＷＤ／Ｔであるので、燃料榛
の寿命末期には腐食の大きさは０．１〜０．２側になる
ことが予想される。被覆管の肉厚は０．４〜０．４５肌
であるので、この燃焼時の腐食現象は被覆管の強度にか
なり影響を与え、その結果、燃料棒の寿命を短縮せしめ
る。
そこで、この発明者らはこの腐食現象の進行速度はプル
トニウムとウランの酸化物に含まれる酸素量を少なくす
れば遅らせることができることを見出した。しかし、核
燃料暁結べレット中に含まれている酸素の構成比を工業
的に少なくすることはきわめて困難である。そこで、こ
の酸素を吸着するようなゲッタ材の使用が考えられるが
、そのゲッタ材を被覆管内に収納するには収納容積がか
さんだり、構造が複雑となることは辞めない。本発明は
上述した事情に鑑みなされたもので、高速増殖炉におけ
る核燃料要素のステンレス製被覆管の腐食の進行を少な
くし、できるだけ被覆管の内容積に対する核燃料焼結べ
レットの充填効率を良くし、しかも製造容易で大量生産
に適する高速増殖炉用核燃料要素を提供することを目的
とする。本発明は両端に端栓を有するステンレススチー
ル製中空筒状被覆管と、この被覆管内に充填されたプル
トニウム酸化物およびウラン酸化物を含む複数の核燃料
嘘結べレットとを具備し、前記核燃料焼結べレットの内
少なくともひとつをジルコニウムもしくはジルコニウム
及びチタンの合金からなる中空筒状に形成されたゲッタ
部材の中に充填し、一体化してなる高速増殖炉用核燃料
要素である。
トニウムとウランの酸化物に含まれる酸素量を少なくす
れば遅らせることができることを見出した。しかし、核
燃料暁結べレット中に含まれている酸素の構成比を工業
的に少なくすることはきわめて困難である。そこで、こ
の酸素を吸着するようなゲッタ材の使用が考えられるが
、そのゲッタ材を被覆管内に収納するには収納容積がか
さんだり、構造が複雑となることは辞めない。本発明は
上述した事情に鑑みなされたもので、高速増殖炉におけ
る核燃料要素のステンレス製被覆管の腐食の進行を少な
くし、できるだけ被覆管の内容積に対する核燃料焼結べ
レットの充填効率を良くし、しかも製造容易で大量生産
に適する高速増殖炉用核燃料要素を提供することを目的
とする。本発明は両端に端栓を有するステンレススチー
ル製中空筒状被覆管と、この被覆管内に充填されたプル
トニウム酸化物およびウラン酸化物を含む複数の核燃料
嘘結べレットとを具備し、前記核燃料焼結べレットの内
少なくともひとつをジルコニウムもしくはジルコニウム
及びチタンの合金からなる中空筒状に形成されたゲッタ
部材の中に充填し、一体化してなる高速増殖炉用核燃料
要素である。
本発明によれば、高速増殖炉用の核燃料焼絹べレットな
どから生じる酸素を吸着するゲッタ材を効果的にステン
レス製の被覆管内に充填しているため、ステンレス製の
被覆管の腐食の進行を少なくできると共に、他のべレッ
トを外観上同形状にして製造すれば、被覆管の寸法構成
を変更することなく他のべレットと同様に充填すること
ができることから、製造容易で大量生産に適するように
構成できる。
どから生じる酸素を吸着するゲッタ材を効果的にステン
レス製の被覆管内に充填しているため、ステンレス製の
被覆管の腐食の進行を少なくできると共に、他のべレッ
トを外観上同形状にして製造すれば、被覆管の寸法構成
を変更することなく他のべレットと同様に充填すること
ができることから、製造容易で大量生産に適するように
構成できる。
次に本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本発明の高速増殖炉用核燃料要素１を一部切欠
して示した図でステンレススチール製被覆管２の両端が
１対の端栓３，４で封止されている。
して示した図でステンレススチール製被覆管２の両端が
１対の端栓３，４で封止されている。
この被覆管２内にはプルトニウム及びウランの酸化物か
らなる核燃料焼縞べレット５が複数個充填される。
らなる核燃料焼縞べレット５が複数個充填される。
このべレット５の上部にはスプリング部材６が配設され
ている。このスプリング部村６の下には第２図に示すよ
うな中空円筒状のゲッタ部材７が、その中に核燃料凝結
体８を充填してべレット９を構成し、他のべレット５と
共に押圧するように設けられている。ゲッタ部材として
はジルコニウムまたはジルコニウムおよびチタンの合金
である。この核燃料要素を集合体にして高速増殖炉の炉
心に配設し、核反応をおこなわせると、核反応にともな
い核燃料べレツトから酸素ガスが分離され被覆管内に蓄
積される。
ている。このスプリング部村６の下には第２図に示すよ
うな中空円筒状のゲッタ部材７が、その中に核燃料凝結
体８を充填してべレット９を構成し、他のべレット５と
共に押圧するように設けられている。ゲッタ部材として
はジルコニウムまたはジルコニウムおよびチタンの合金
である。この核燃料要素を集合体にして高速増殖炉の炉
心に配設し、核反応をおこなわせると、核反応にともな
い核燃料べレツトから酸素ガスが分離され被覆管内に蓄
積される。
しかし核反応生成熱により核燃料集合体及びゲツタ部材
は６００ｏｏないし、７５０００になっており、前記酸
素ガスはこのジルコニウムに吸着される。この結果、被
覆管を腐食させる酸素ガスの量が著じるしく少なくなる
ため８０００のＭＷＤ／Ｔの燃焼後においても、被覆管
の腐食は少ないという効果が確かめられた。
は６００ｏｏないし、７５０００になっており、前記酸
素ガスはこのジルコニウムに吸着される。この結果、被
覆管を腐食させる酸素ガスの量が著じるしく少なくなる
ため８０００のＭＷＤ／Ｔの燃焼後においても、被覆管
の腐食は少ないという効果が確かめられた。
次に本発明の核燃料要素の第２実施例について説明する
。
。
第１図において、ゲッ夕部材７をジルコニウム８の重量
％およびチタン２の重量％の合金とした核燃料要素を高
速増殖炉の炉心に配談して、燃焼させると、燃料べレッ
トから酸素ガスが放出される。しかし、この酸素ガスも
６００ｑｏないし７５０℃という高温度にされたゲッタ
部村７に吸着される。このため、本実施例の核燃料要素
においても、ステンレス製被覆管の腐食の進行を減少さ
せることができる効果を有する。なお、このゲッタ部材
７は中空円筒状に成形しこの中空部にプルトニウムとウ
ランの酸化物からなる核燃料焼結体８を充填し、一体化
せしめたもので、他のべレットと同一形状とすれば良い
。
％およびチタン２の重量％の合金とした核燃料要素を高
速増殖炉の炉心に配談して、燃焼させると、燃料べレッ
トから酸素ガスが放出される。しかし、この酸素ガスも
６００ｑｏないし７５０℃という高温度にされたゲッタ
部村７に吸着される。このため、本実施例の核燃料要素
においても、ステンレス製被覆管の腐食の進行を減少さ
せることができる効果を有する。なお、このゲッタ部材
７は中空円筒状に成形しこの中空部にプルトニウムとウ
ランの酸化物からなる核燃料焼結体８を充填し、一体化
せしめたもので、他のべレットと同一形状とすれば良い
。
またゲッタ部材の形状は管状、金網状、スポンジ状等い
ずれであってもよい。以上説明したように、本発明の核
燃料要素においては高速増殖炉において、核燃料べレッ
トから放出される酸素ガスをゲツタ部村により吸着せし
めることができるため、核燃料要素のステンレス製の被
覆管の腐食を減少させることができ、核燃料要素の寿命
を延ばすことができ、このゲッタ材付きべレットも他の
べレットと同様に咳燃料として動作するので被覆管の内
容積に対するべレツトの充槍効率が良く、他のべレット
と同一形状とすることができるので製造容易で大量生産
に適している。
ずれであってもよい。以上説明したように、本発明の核
燃料要素においては高速増殖炉において、核燃料べレッ
トから放出される酸素ガスをゲツタ部村により吸着せし
めることができるため、核燃料要素のステンレス製の被
覆管の腐食を減少させることができ、核燃料要素の寿命
を延ばすことができ、このゲッタ材付きべレットも他の
べレットと同様に咳燃料として動作するので被覆管の内
容積に対するべレツトの充槍効率が良く、他のべレット
と同一形状とすることができるので製造容易で大量生産
に適している。
第１図は本発明に係る高速増殖炉用核燃料要素の実施例
を説明するための一部側面で示す断面図、第２図は本発
明の核燃料要素に用いるゲツタ部材を有する核燃料べレ
ットを示す斜視図である。 ２・・・・・・ステンレス製被覆管、３，４・…・・端
栓、５，９…・・・核燃料べレット、６・・・・・・ス
プリング部材、７・・・・・・ゲツタ部材。 第１図 第２図
を説明するための一部側面で示す断面図、第２図は本発
明の核燃料要素に用いるゲツタ部材を有する核燃料べレ
ットを示す斜視図である。 ２・・・・・・ステンレス製被覆管、３，４・…・・端
栓、５，９…・・・核燃料べレット、６・・・・・・ス
プリング部材、７・・・・・・ゲツタ部材。 第１図 第２図
Claims (1)
- １ 両端に端栓を有するステンレス製中空筒状被覆管と
、該被覆管内に充てんされたプルトニウム酸化物および
ウラン酸化物を含む複数の核燃料焼結ペレツトとを具備
し、前記核燃料焼結ペレツトの内の少なくともひとつを
ジルコニウムもしくはジルコニウム及びチタンの合金か
らなるゲツタ部材の中に充槇し一体化したことを特徴と
する高速増殖炉用核燃料要素。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP49128075A JPS604438B2 (ja) | 1974-11-08 | 1974-11-08 | 高速増殖炉用核燃料要素 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP49128075A JPS604438B2 (ja) | 1974-11-08 | 1974-11-08 | 高速増殖炉用核燃料要素 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5154185A JPS5154185A (ja) | 1976-05-13 |
| JPS604438B2 true JPS604438B2 (ja) | 1985-02-04 |
Family
ID=14975808
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP49128075A Expired JPS604438B2 (ja) | 1974-11-08 | 1974-11-08 | 高速増殖炉用核燃料要素 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS604438B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5371793A (en) * | 1976-12-08 | 1978-06-26 | Toshiba Corp | Nuclear fuel element |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1398057A (en) * | 1972-04-17 | 1975-06-18 | Gen Electric | Nuclear fuel element |
-
1974
- 1974-11-08 JP JP49128075A patent/JPS604438B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5154185A (ja) | 1976-05-13 |
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