JPS6078384A - 原子炉燃料棒 - Google Patents
原子炉燃料棒Info
- Publication number
- JPS6078384A JPS6078384A JP58185927A JP18592783A JPS6078384A JP S6078384 A JPS6078384 A JP S6078384A JP 58185927 A JP58185927 A JP 58185927A JP 18592783 A JP18592783 A JP 18592783A JP S6078384 A JPS6078384 A JP S6078384A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- fuel rod
- cladding tube
- burnable poison
- reactor fuel
- 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.)
- Pending
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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
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
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。
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〕
本発明は被覆管の内外面に気体状または固体状の可燃性
毒物を存在せしめた原子炉燃料棒に関する。
毒物を存在せしめた原子炉燃料棒に関する。
動力用原子炉においては、核分裂性物質の燃焼時間を長
くして燃料交換の頻度を少なくするために、過剰の燃料
を炉内に入れる。このとき炉は大きな初期余剰反応度を
もつから、これを引き下げるために、炉内に中性子吸収
体を入れる。この中性子吸収体の一種として、例えばホ
ウ素、カドミウム、カドリニウム、ヘリウム−３のよう
に中性子を吸収すると中性子吸収能が著るしく低下する
物質があり、これらを特に可燃性毒物という。これらは
燃料である酸化ウラン（ＵＯ３）と混合されて被覆管の
中に装荷され、特殊燃料棒を構成する。
くして燃料交換の頻度を少なくするために、過剰の燃料
を炉内に入れる。このとき炉は大きな初期余剰反応度を
もつから、これを引き下げるために、炉内に中性子吸収
体を入れる。この中性子吸収体の一種として、例えばホ
ウ素、カドミウム、カドリニウム、ヘリウム−３のよう
に中性子を吸収すると中性子吸収能が著るしく低下する
物質があり、これらを特に可燃性毒物という。これらは
燃料である酸化ウラン（ＵＯ３）と混合されて被覆管の
中に装荷され、特殊燃料棒を構成する。
第１図は燃料棒の一例を示す概観図である。燃料棒は被
覆管１内に燃料２を装荷して構成されており、被覆管１
内には燃料に含まれる微量の水素を吸収するゲッタ３お
よび燃料と被覆管との熱伝達を良好にするためのヘリウ
ムが封入されている。
覆管１内に燃料２を装荷して構成されており、被覆管１
内には燃料に含まれる微量の水素を吸収するゲッタ３お
よび燃料と被覆管との熱伝達を良好にするためのヘリウ
ムが封入されている。
上記の燃料２がＵＯ□と可燃性青物（例えばＧｄ。
０３）との混合物からなっているのが特殊燃料棒であり
、ＵＯ□からなっているのが通常燃料棒である。
、ＵＯ□からなっているのが通常燃料棒である。
特殊燃料棒においては、可燃性毒物の混合量が多いと０
０．の融点を低下させ、燃料棒の保全上好ましくない。
０．の融点を低下させ、燃料棒の保全上好ましくない。
また、特殊燃料棒は可燃性毒物の混合により出力が低下
するが、その出力低下の効果が犬きくなり過ぎ、このマ
イナス面は通常燃料棒の出力が犬であることによって相
殺されている。
するが、その出力低下の効果が犬きくなり過ぎ、このマ
イナス面は通常燃料棒の出力が犬であることによって相
殺されている。
そのため通常燃料棒では、それ自体は著るしく出力が上
昇することが考えられ、これも燃料棒の保全上好１しく
ない。
昇することが考えられ、これも燃料棒の保全上好１しく
ない。
本発明は上記の情況に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、中性子吸収剤を効果的に用いて上記の
問題点を解消し、燃料取替えの頻度を減少することであ
る。
とするところは、中性子吸収剤を効果的に用いて上記の
問題点を解消し、燃料取替えの頻度を減少することであ
る。
本発明は、酸化ウランからなる燃料または酸化ウランと
可燃性毒物との混合物からなる燃料を被覆管内ｌこ装荷
した原子炉燃料棒において、被覆管の内外面のいずれか
一方または両方に、気体状もしくは固体状の可燃性毒物
を存在せしめるようにした原子炉燃料棒に関する。
可燃性毒物との混合物からなる燃料を被覆管内ｌこ装荷
した原子炉燃料棒において、被覆管の内外面のいずれか
一方または両方に、気体状もしくは固体状の可燃性毒物
を存在せしめるようにした原子炉燃料棒に関する。
気体状の可燃性毒物としては三フッ化ホウ素（ＢＦ３）
または−・リウム−３（”Ｈｅ）が好ましく、１０〜３
０気圧程度で被覆管内に封入する方法がよい。
または−・リウム−３（”Ｈｅ）が好ましく、１０〜３
０気圧程度で被覆管内に封入する方法がよい。
固体状の可燃性毒物としてはホウ素（Ｂ）、カドミウム
（Ｃｄ ）まだはガドリニウム（Ｇｄ）が好ましく、こ
れらを被覆管の内面まだは外面または内外両面に塗布す
る方法がよい。
（Ｃｄ ）まだはガドリニウム（Ｇｄ）が好ましく、こ
れらを被覆管の内面まだは外面または内外両面に塗布す
る方法がよい。
また気体状可燃性毒物と固体状可燃性毒物とを併用する
ことも可能がある。
ことも可能がある。
これらの可燃性毒物は中性子を吸収する性質が強いが、
中性子を吸収すると、中性子吸収能の弱い物質になる。
中性子を吸収すると、中性子吸収能の弱い物質になる。
例えば、ＢＰ、のＩｏＢ は中性子を吸収する性質が強
いが、中性子を吸収すると中性子吸収能の弱い：Ｈｅと
７Ｌｉとになる。同様にして３１（ｅは中性子吸収能の
弱い：Ｈｅと３Ｈとに、Ｇｄ中のｌ １３ ｃ ｄ は
中性子吸収能の弱い Ｃｄに、Ｇｄ中の１１６Ｇｄ は
中性子吸収能の弱い６Ｇｄ にそれぞれ変化する。
いが、中性子を吸収すると中性子吸収能の弱い：Ｈｅと
７Ｌｉとになる。同様にして３１（ｅは中性子吸収能の
弱い：Ｈｅと３Ｈとに、Ｇｄ中のｌ １３ ｃ ｄ は
中性子吸収能の弱い Ｃｄに、Ｇｄ中の１１６Ｇｄ は
中性子吸収能の弱い６Ｇｄ にそれぞれ変化する。
燃料棒め外から入射してくる中性子は、被覆管内外面に
存在するこれらの可燃性毒物に吸収されるので、特殊燃
料棒における燃料中のＧｄ、Ｏ，等の可燃性粉物とは殆
ど反応しない。時間が経過して、被覆管内外面の可燃性
青物が中性子吸収力の弱い物質に変化すると、入射して
くる中性子はＵＯ，に混合している可燃性毒物に吸収さ
れるようになる。
存在するこれらの可燃性毒物に吸収されるので、特殊燃
料棒における燃料中のＧｄ、Ｏ，等の可燃性粉物とは殆
ど反応しない。時間が経過して、被覆管内外面の可燃性
青物が中性子吸収力の弱い物質に変化すると、入射して
くる中性子はＵＯ，に混合している可燃性毒物に吸収さ
れるようになる。
したがって００２に混合している可燃性毒物は従来より
も少量で所期の目的を達成することができるので、ＵＯ
２の融点を低下させることがない。
も少量で所期の目的を達成することができるので、ＵＯ
２の融点を低下させることがない。
また、通常燃料棒においても、このように被覆管内外に
封入まだは塗布された可燃性毒物は、その量が比較的少
ないので、過度の出力上昇を適度に緩和するととができ
る。
封入まだは塗布された可燃性毒物は、その量が比較的少
ないので、過度の出力上昇を適度に緩和するととができ
る。
本発明の実施例を図面により説明する。
第２図は本発明の燃料棒の一実施例を示す縦断面図であ
る。燃料棒４は被覆管５内に混合燃料（ＵＯ２とＧｄ２
Ｏ，混合物）６を装荷し、混合燃料６の上部にゲッタ７
を設けている。上、下部鳶それぞれ上部端栓８および下
部端栓９により密封溶接されている。被覆管５内ｌこは
ＢＦｓまたは３ＨｅｌＱが１０〜３０気圧で封入されて
いる。
る。燃料棒４は被覆管５内に混合燃料（ＵＯ２とＧｄ２
Ｏ，混合物）６を装荷し、混合燃料６の上部にゲッタ７
を設けている。上、下部鳶それぞれ上部端栓８および下
部端栓９により密封溶接されている。被覆管５内ｌこは
ＢＦｓまたは３ＨｅｌＱが１０〜３０気圧で封入されて
いる。
燃料棒の外から入射してくる中性子は、ＢＦ、または’
Ｈｅにより吸収され、ＢＦ、または” Ｈｅが中性子吸
収能の弱い物質に変化した後、燃料６中のＧ ｄ２０ｘ
に吸収される。
Ｈｅにより吸収され、ＢＦ、または” Ｈｅが中性子吸
収能の弱い物質に変化した後、燃料６中のＧ ｄ２０ｘ
に吸収される。
次に本発明の燃料棒を用いて構成した燃料集合体に一つ
いて説明する。
いて説明する。
動力用原子炉に用いられる燃料棒は、取替その他の取扱
いを容易にするため、燃料棒数中本〜数百本を集束した
燃料集合体として取り扱われている。燃料集合体同士の
間には隙間があり、冷却栃が流れている。冷却材には中
性子を吸収する性質の小さな物質を選んであるので、こ
の隙間部には比較的中性子が多い。したがって隙間に接
した、特に角にある燃料棒は中性子により多くの照射を
受けるので、他の燃料棒に比し大きな出力を発生して損
傷を受けやすい。
いを容易にするため、燃料棒数中本〜数百本を集束した
燃料集合体として取り扱われている。燃料集合体同士の
間には隙間があり、冷却栃が流れている。冷却材には中
性子を吸収する性質の小さな物質を選んであるので、こ
の隙間部には比較的中性子が多い。したがって隙間に接
した、特に角にある燃料棒は中性子により多くの照射を
受けるので、他の燃料棒に比し大きな出力を発生して損
傷を受けやすい。
そこで、本発明の通常燃料棒および特殊燃刺柿を用いて
第３図に示すように燃料棒を配列し、燃料集合体を構成
すれば、過度の出力を緩和することができる。第３図に
おいて、■は本発明の特殊燃料棒、■は本発明の通常燃
料棒、○は従来のｉＨｅを封入した通常燃料棒、■は水
棒である。
第３図に示すように燃料棒を配列し、燃料集合体を構成
すれば、過度の出力を緩和することができる。第３図に
おいて、■は本発明の特殊燃料棒、■は本発明の通常燃
料棒、○は従来のｉＨｅを封入した通常燃料棒、■は水
棒である。
本発明によれば、被覆管内外に存在する気体状または固
体状の可燃性青物により中性子を適度に吸収するので、
特殊燃料棒にあっては酸化ウランに混合する可燃性毒物
の量を少なくすることができ、それによって酸化ウラン
の融点低下を防止することができる。また通常燃料棒に
あっては過度の出力低下を緩和することができる。した
がって各燃料棒の保全が良好となる。
体状の可燃性青物により中性子を適度に吸収するので、
特殊燃料棒にあっては酸化ウランに混合する可燃性毒物
の量を少なくすることができ、それによって酸化ウラン
の融点低下を防止することができる。また通常燃料棒に
あっては過度の出力低下を緩和することができる。した
がって各燃料棒の保全が良好となる。
第１図は従来の燃料棒の概観図、第２図は本発明の一実
施例を示す燃料棒縦断面図、第３図は本発明の燃料棒を
使用した燃料集合体の燃料棒配置図の一例である６ １．５・・・被覆管 ２．６・・・燃料 ３．７・・・ゲッタ ８ ・・・土部端栓 ９ ・・・下部端栓 １ｏ−ｓＦｓ’ｔ；：たハ３Ｈｅ 代匪人弁理士 則 近 憲 佑 （ほか１名）第 １
図 第 ２ １Ｍ 第 ３ 図
施例を示す燃料棒縦断面図、第３図は本発明の燃料棒を
使用した燃料集合体の燃料棒配置図の一例である６ １．５・・・被覆管 ２．６・・・燃料 ３．７・・・ゲッタ ８ ・・・土部端栓 ９ ・・・下部端栓 １ｏ−ｓＦｓ’ｔ；：たハ３Ｈｅ 代匪人弁理士 則 近 憲 佑 （ほか１名）第 １
図 第 ２ １Ｍ 第 ３ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）酸化ウランまたは酸化ウランと可燃性毒物との混
合物からなる燃料を被覆管内に装荷した原子炉燃料棒に
おいて、被覆管の内外面の一方また（２）気体状の可燃
性毒物が三フッ化ホウ素寸たは３Ｈｅである特許請求の
範囲第１項記載の原子炉燃料棒。 （３）固体状の可燃性毒物がホウ素、カドミウムまたは
ガドリニウムのいずれかである特許請求の範囲第１項記
載の原子炉燃料棒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58185927A JPS6078384A (ja) | 1983-10-06 | 1983-10-06 | 原子炉燃料棒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58185927A JPS6078384A (ja) | 1983-10-06 | 1983-10-06 | 原子炉燃料棒 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6078384A true JPS6078384A (ja) | 1985-05-04 |
Family
ID=16179305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58185927A Pending JPS6078384A (ja) | 1983-10-06 | 1983-10-06 | 原子炉燃料棒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6078384A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04301593A (ja) * | 1991-03-29 | 1992-10-26 | Hitachi Ltd | 燃料集合体 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5287595A (en) * | 1976-01-13 | 1977-07-21 | Power Reactor & Nuclear Fuel Dev Corp | Fuel assembly of reactor |
| JPS5896280A (ja) * | 1981-12-03 | 1983-06-08 | 下田 善明 | 原子燃料要素 |
-
1983
- 1983-10-06 JP JP58185927A patent/JPS6078384A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5287595A (en) * | 1976-01-13 | 1977-07-21 | Power Reactor & Nuclear Fuel Dev Corp | Fuel assembly of reactor |
| JPS5896280A (ja) * | 1981-12-03 | 1983-06-08 | 下田 善明 | 原子燃料要素 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH04301593A (ja) * | 1991-03-29 | 1992-10-26 | Hitachi Ltd | 燃料集合体 |
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