JPS6232385A - 原子炉用燃料集合体 - Google Patents
原子炉用燃料集合体Info
- Publication number
- JPS6232385A JPS6232385A JP60171903A JP17190385A JPS6232385A JP S6232385 A JPS6232385 A JP S6232385A JP 60171903 A JP60171903 A JP 60171903A JP 17190385 A JP17190385 A JP 17190385A JP S6232385 A JPS6232385 A JP S6232385A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- uranium
- recovered
- enrichment
- recovered uranium
- 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
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Liquid Carbonaceous Fuels (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〕
本発明は回収ウランを用いた原子炉用燃料集合体に関す
るものである。
るものである。
従来の軽水型原子炉１例えば沸騰水型原子炉では、平均
的３型景％の濃縮ウランを用い、取り出し燃焼度約３０
０Ｗｄ／ｍｔまで燃焼させている。その使用済み燃料は
まだ約０．８重量％の”’Ｕが含まれているので、ウラ
ン資源の有効利用のためこれを再処理してウランを回収
し、この回収したウランを再び濃縮プラントへ供給して
必要な濃度にまで濃縮し、再使用することが考えられて
いる。
的３型景％の濃縮ウランを用い、取り出し燃焼度約３０
０Ｗｄ／ｍｔまで燃焼させている。その使用済み燃料は
まだ約０．８重量％の”’Ｕが含まれているので、ウラ
ン資源の有効利用のためこれを再処理してウランを回収
し、この回収したウランを再び濃縮プラントへ供給して
必要な濃度にまで濃縮し、再使用することが考えられて
いる。
しかしながら１回収ウランを再濃縮してυ０２燃料とし
て再使用する場合には次のような問題点がある。
て再使用する場合には次のような問題点がある。
第１に、使用済燃料の中には原子炉内での燃焼によって
複雑なプロセスを経て生成されたｔ３″ｔＪが含まれて
いる。その瀦度は極めて微意であるが、その放射性崩壊
にともなって生成される娘核種（””Ｂｉ、 ””Ｔｌ
２） （７）放出すルＩＭａＶ以上の高エネルギーγ線
のために回収ウランは天然ウランよりも空間線量率を上
昇させることになる。このため回収ウラン燃料は燃料製
造の種々の工程で問題を生ずる０例えば燃料ペレットを
被覆管に装填した後に凛縮度を確認して誤装填を防止す
る工程があり、燃料棒に中性子を照射して生ずる核分裂
γ線強度を測定することによってこれを行なっているが
、このとき回収ウランが存在すると２３２Ｕの娘核種か
らのγ線のために測定精度が損なわれるという弊害があ
る。また燃料の製造組み立てや品質管理等の点でも空間
線量率が高いために天然ウラン濃縮燃料の場合とは異な
る取り扱いをしなければならなくなる。したがって回収
ウランが存在することによって各工程において種々の複
雑さを招くことになる。
複雑なプロセスを経て生成されたｔ３″ｔＪが含まれて
いる。その瀦度は極めて微意であるが、その放射性崩壊
にともなって生成される娘核種（””Ｂｉ、 ””Ｔｌ
２） （７）放出すルＩＭａＶ以上の高エネルギーγ線
のために回収ウランは天然ウランよりも空間線量率を上
昇させることになる。このため回収ウラン燃料は燃料製
造の種々の工程で問題を生ずる０例えば燃料ペレットを
被覆管に装填した後に凛縮度を確認して誤装填を防止す
る工程があり、燃料棒に中性子を照射して生ずる核分裂
γ線強度を測定することによってこれを行なっているが
、このとき回収ウランが存在すると２３２Ｕの娘核種か
らのγ線のために測定精度が損なわれるという弊害があ
る。また燃料の製造組み立てや品質管理等の点でも空間
線量率が高いために天然ウラン濃縮燃料の場合とは異な
る取り扱いをしなければならなくなる。したがって回収
ウランが存在することによって各工程において種々の複
雑さを招くことになる。
第２に、原子炉内における”’Ｕの中性子捕獲によって
”’Ｕが生成し、回収ウランにはこのｚ３“Ｕが約０．
４重量％含まれている ＠２＠Ｉ）は中性子吸収体であ
るので１回収ウランの再濃縮によって得た再濃縮ウラン
は、天然ウランを濃縮して得た同一濃縮度の濃縮ウラン
と比べて反応度が低下する。 したがってこの反応度低
下を補うために！３５Ｕの濃度を高めなければならない
ことになり、回収ウランを使用する利点が減じられる。
”’Ｕが生成し、回収ウランにはこのｚ３“Ｕが約０．
４重量％含まれている ＠２＠Ｉ）は中性子吸収体であ
るので１回収ウランの再濃縮によって得た再濃縮ウラン
は、天然ウランを濃縮して得た同一濃縮度の濃縮ウラン
と比べて反応度が低下する。 したがってこの反応度低
下を補うために！３５Ｕの濃度を高めなければならない
ことになり、回収ウランを使用する利点が減じられる。
本発明は上記情況に鑑みてなされたもので、使用済み燃
料から回収された回収ウランを使用する燃料集合体にお
いて、燃料製造工場における各工程および品質管理上の
複雑さを最小限にとどめ。
料から回収された回収ウランを使用する燃料集合体にお
いて、燃料製造工場における各工程および品質管理上の
複雑さを最小限にとどめ。
さらに３″Ｕによる反応度低下を最小限にとどめること
を目的とするものである。
を目的とするものである。
本発明は燃料濃縮度が一様でない多数の燃料棒を格子状
に配列してなる原子炉用燃料集合体において、使用済み
燃料の再処理によって得られる回収ウランが１種類の濃
縮度の燃料棒にのみ装荷されていることを特徴とするも
のである。
に配列してなる原子炉用燃料集合体において、使用済み
燃料の再処理によって得られる回収ウランが１種類の濃
縮度の燃料棒にのみ装荷されていることを特徴とするも
のである。
本発明においては回収ウラン燃料が装荷される燃料棒を
１種類の濃縮度のもののみとしたので。
１種類の濃縮度のもののみとしたので。
まず第１に回収ウラン燃料を含有する燃料棒の種類が減
少し、回収ウラン燃料製造にともなう各種の斌雑さが軽
減する。さらに回収ウランを含有する燃料棒は濃縮度が
１種類のみであるので、その濃縮度の燃料棒だけを一連
の製造系列からはずし。
少し、回収ウラン燃料製造にともなう各種の斌雑さが軽
減する。さらに回収ウランを含有する燃料棒は濃縮度が
１種類のみであるので、その濃縮度の燃料棒だけを一連
の製造系列からはずし。
それのみを回収ウランに適した方法によって製造するこ
とが可能となり、従来のように個々の濃縮度の燃料棒そ
れぞれについて回収ウランにともなう前述した煩雑さが
製造各工程に生ずるということがなくなる。
とが可能となり、従来のように個々の濃縮度の燃料棒そ
れぞれについて回収ウランにともなう前述した煩雑さが
製造各工程に生ずるということがなくなる。
また本発明においては回収ウラン燃料が装荷される燃料
棒は最高濃縮度の燃料棒であることが望ましい。その理
由を次に説明する。
棒は最高濃縮度の燃料棒であることが望ましい。その理
由を次に説明する。
いま回収ウラン中の”’Ｕおよび２３＠Ｕの重量率をそ
れぞれ工ＲおよびνＲとする。この回収ウランを再濃縮
した濃縮ウラン中の２３″Ｕおよび””ｕの重量率をそ
れぞれ工、およびｙＰとし、濃縮廃棄ウラン中の１ｓＵ
の重量率を工Ｖとする。このときＲ眩の回収ウランを供
給してＰｋｇの濃縮ウランを得たとすると、濃縮ウラン
中の全２３″Ｕ量ｙｐ’ Ｐと回収ウラン中の全２３″
Ｕｆシイ・Ｒとの比は次式で与えられる。
れぞれ工ＲおよびνＲとする。この回収ウランを再濃縮
した濃縮ウラン中の２３″Ｕおよび””ｕの重量率をそ
れぞれ工、およびｙＰとし、濃縮廃棄ウラン中の１ｓＵ
の重量率を工Ｖとする。このときＲ眩の回収ウランを供
給してＰｋｇの濃縮ウランを得たとすると、濃縮ウラン
中の全２３″Ｕ量ｙｐ’ Ｐと回収ウラン中の全２３″
Ｕｆシイ・Ｒとの比は次式で与えられる。
上式におイテｘ）２＝０．００８． ｘｙ＝０．００２
ノトキの工、と ｙｐ”Ｐ／ｙ）１−Ｒとの関係を示す
と第２図のようになる。同図かられがるように、回収ウ
ランを再濃縮したときに再濃縮度ウランにもち込まれる
全２３＠ｕｆは再濃縮ウランの２０Ｕ濃縮度が高くなる
につれて減少していく、シたがって本発明において回収
ウランを装荷する燃料棒では、その回収ウランの濃縮度
を高めて２３゛Ｕ濃縮度を最高濃縮度としたものを使用
すると ！３１ Ｕによる反応度低下の弊害を軽減する
ことができ、上述の回収ウランを装荷する燃料棒を同一
種類の濃縮度の燃料棒のみとしたことによる。効果と相
俟って一層有利に回収ウランを利用することができる。
ノトキの工、と ｙｐ”Ｐ／ｙ）１−Ｒとの関係を示す
と第２図のようになる。同図かられがるように、回収ウ
ランを再濃縮したときに再濃縮度ウランにもち込まれる
全２３＠ｕｆは再濃縮ウランの２０Ｕ濃縮度が高くなる
につれて減少していく、シたがって本発明において回収
ウランを装荷する燃料棒では、その回収ウランの濃縮度
を高めて２３゛Ｕ濃縮度を最高濃縮度としたものを使用
すると ！３１ Ｕによる反応度低下の弊害を軽減する
ことができ、上述の回収ウランを装荷する燃料棒を同一
種類の濃縮度の燃料棒のみとしたことによる。効果と相
俟って一層有利に回収ウランを利用することができる。
本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本発明の一実施例を説明するための燃料集合体
の燃料棒配置図である。第１図に示されるように、燃料
集合体１はチャンネルボックス２に囲まれた中に燃料棒
３および水ロッド４が規則正しく格子状に配列して構成
され、制御棒５の周囲に配置されている。燃料棒３は符
号１１〜１６で示すウラン濃縮度の異なる６種類の燃料
棒で構成されている。
の燃料棒配置図である。第１図に示されるように、燃料
集合体１はチャンネルボックス２に囲まれた中に燃料棒
３および水ロッド４が規則正しく格子状に配列して構成
され、制御棒５の周囲に配置されている。燃料棒３は符
号１１〜１６で示すウラン濃縮度の異なる６種類の燃料
棒で構成されている。
上記燃料集合体の各燃料棒が含有する２３５ Ｕ。
２３Ｇ ＵおよびＧｄ、０３の各濃度を下記の第１表に
示す。
示す。
第１表
上記表から明らかなように本実施例では２３９Ｕは符号
１１の燃料棒にのみ入っており、すなわち回収ウランは
符号１１の燃料棒のみに使用されている。
１１の燃料棒にのみ入っており、すなわち回収ウランは
符号１１の燃料棒のみに使用されている。
ここに用いられている回収ウランより得た燃料は、２３
５ Ｕおよび２３′Ｕの濃度がそれぞれ０．８重址％お
よび０．４重量％の回収ウランをそれのみで再濃縮して
＠３′ＩＪ濃度が３．９重量％の製品としたものであり
、 ２０８ｋｇの回収ウランより丁度燃料棒１２本分
の燃料ペレットが製造できる。１１以外の燃料棒５ｏ本
は７１０ｋｇの天然ウランを濃縮することによって得ら
れる。
５ Ｕおよび２３′Ｕの濃度がそれぞれ０．８重址％お
よび０．４重量％の回収ウランをそれのみで再濃縮して
＠３′ＩＪ濃度が３．９重量％の製品としたものであり
、 ２０８ｋｇの回収ウランより丁度燃料棒１２本分
の燃料ペレットが製造できる。１１以外の燃料棒５ｏ本
は７１０ｋｇの天然ウランを濃縮することによって得ら
れる。
本実施例と比較するために１回収ウランと天然ウランを
混合して用いた例を次に示す８本実施例と同じ２０８
ｋｇの回収ウランと７１０ｋｇの天然ウランとを用い、
これらを混合した後に濃縮して下記の第２表に示す本実
施例と同じ１３５ Ｕ濃度分布の燃料集合体とした。
混合して用いた例を次に示す８本実施例と同じ２０８
ｋｇの回収ウランと７１０ｋｇの天然ウランとを用い、
これらを混合した後に濃縮して下記の第２表に示す本実
施例と同じ１３５ Ｕ濃度分布の燃料集合体とした。
第２表
」二記表から明らかなように、比較例の場合は、本実施
例と同じ２０Ｕ濃度分布の燃料集合体を製すると、！”
Ｕ濃度分布は上記のようになり、燃料集合体当りの２０
Ｕの含有量が異なってくる。
例と同じ２０Ｕ濃度分布の燃料集合体を製すると、！”
Ｕ濃度分布は上記のようになり、燃料集合体当りの２０
Ｕの含有量が異なってくる。
上記例では本実施例の場合１１Ｕ量が比較例に較べて約
６％低減することになり、したがって必要天然ウラン量
を削減することができる。
６％低減することになり、したがって必要天然ウラン量
を削減することができる。
なお５本発明の燃料集合体に必要な燃料を製するには、
回収ウランのために特定の濃縮カスケードを選び、それ
により回収ウランだけを濃縮するようにすればよい、そ
れには遠心分離機が適している。遠心分離機は分離係数
が大きいため数十段のカスケードでよく、プラント規模
が比較的小さくてすむので本発明の回収ウラン燃料のよ
うに単 ・−濃縮度が必要な場合に適している。これに
対してガス拡散法は１段当りの分離係数が小さいため数
百段のカスケードを要し、プラント規模が大きくなる０
通常燃料のように濃縮度種類が多い場合には複数の濃縮
度のものをカスケードの途中から引き抜くのでこの方法
が適しているが、本発明の回収ウラン燃料の場合には適
していない。
回収ウランのために特定の濃縮カスケードを選び、それ
により回収ウランだけを濃縮するようにすればよい、そ
れには遠心分離機が適している。遠心分離機は分離係数
が大きいため数十段のカスケードでよく、プラント規模
が比較的小さくてすむので本発明の回収ウラン燃料のよ
うに単 ・−濃縮度が必要な場合に適している。これに
対してガス拡散法は１段当りの分離係数が小さいため数
百段のカスケードを要し、プラント規模が大きくなる０
通常燃料のように濃縮度種類が多い場合には複数の濃縮
度のものをカスケードの途中から引き抜くのでこの方法
が適しているが、本発明の回収ウラン燃料の場合には適
していない。
以上説明したように、本発明によれば、多種類の濃縮度
で構成される燃料棒のうちただ１種の濃縮度の燃料棒に
のみ回収ウランがら得た燃料を使用することにより、燃
料製造における回収ウランにともなう種々の煩雑さが軽
減し、燃料の製造の諸工程および管理が簡素化される。
で構成される燃料棒のうちただ１種の濃縮度の燃料棒に
のみ回収ウランがら得た燃料を使用することにより、燃
料製造における回収ウランにともなう種々の煩雑さが軽
減し、燃料の製造の諸工程および管理が簡素化される。
特にその１種が最高濃縮度の燃料である場合には（換言
すれば回収ウランをその燃料集合体の最高濃縮度に再濃
縮して装荷燃料とした場合には）、燃料に混入する２１
＠Ｕの含有量が減少し、それにともなって２３′Ｕによ
る反応度低下も低減するという効果がある。
すれば回収ウランをその燃料集合体の最高濃縮度に再濃
縮して装荷燃料とした場合には）、燃料に混入する２１
＠Ｕの含有量が減少し、それにともなって２３′Ｕによ
る反応度低下も低減するという効果がある。
第１図は本発明の一実施例を説明する燃料集合体の燃料
棒配置図、第２図は回収ウランを再濃縮したときの再濃
縮ウラン中の”’Ｕの濃度と、再濃縮ウラン中の全１３
１Ｕ重量と回収ウラン中の全２３＠Ｕ重量との比との関
係を表わすグラフである。
棒配置図、第２図は回収ウランを再濃縮したときの再濃
縮ウラン中の”’Ｕの濃度と、再濃縮ウラン中の全１３
１Ｕ重量と回収ウラン中の全２３＠Ｕ重量との比との関
係を表わすグラフである。
Claims (2)
- （１）燃料濃縮度が一様でない多数の燃料棒を格子状に
配列してなる原子炉用燃料集合体において、使用済み燃
料の再処理によって得られる回収ウラン燃料が１種類の
濃縮度の燃料棒にのみ装荷されていることを特徴とする
原子炉用燃料集合体。 - （２）回収ウラン燃料が最高濃縮度の燃料棒にのみ装荷
されている特許請求の範囲第１項記載の原子炉用燃料集
合体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60171903A JPS6232385A (ja) | 1985-08-06 | 1985-08-06 | 原子炉用燃料集合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60171903A JPS6232385A (ja) | 1985-08-06 | 1985-08-06 | 原子炉用燃料集合体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6232385A true JPS6232385A (ja) | 1987-02-12 |
Family
ID=15931953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60171903A Pending JPS6232385A (ja) | 1985-08-06 | 1985-08-06 | 原子炉用燃料集合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6232385A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63204193A (ja) * | 1987-02-19 | 1988-08-23 | 東京電力株式会社 | 原子炉用燃料集合体 |
| JPH0652860U (ja) * | 1992-06-11 | 1994-07-19 | 鐘 南 馬 | ゴルフパター用ヘッド |
| US9799414B2 (en) | 2010-09-03 | 2017-10-24 | Atomic Energy Of Canada Limited | Nuclear fuel bundle containing thorium and nuclear reactor comprising same |
| WO2018186039A1 (ja) * | 2017-04-05 | 2018-10-11 | 株式会社日立製作所 | 燃料集合体及び燃料集合体の製造方法 |
| US10176898B2 (en) | 2010-11-15 | 2019-01-08 | Atomic Energy Of Canada Limited | Nuclear fuel containing a neutron absorber |
| US10950356B2 (en) | 2010-11-15 | 2021-03-16 | Atomic Energy Of Canada Limited | Nuclear fuel containing recycled and depleted uranium, and nuclear fuel bundle and nuclear reactor comprising same |
-
1985
- 1985-08-06 JP JP60171903A patent/JPS6232385A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63204193A (ja) * | 1987-02-19 | 1988-08-23 | 東京電力株式会社 | 原子炉用燃料集合体 |
| JPH0652860U (ja) * | 1992-06-11 | 1994-07-19 | 鐘 南 馬 | ゴルフパター用ヘッド |
| US9799414B2 (en) | 2010-09-03 | 2017-10-24 | Atomic Energy Of Canada Limited | Nuclear fuel bundle containing thorium and nuclear reactor comprising same |
| US10176898B2 (en) | 2010-11-15 | 2019-01-08 | Atomic Energy Of Canada Limited | Nuclear fuel containing a neutron absorber |
| US10950356B2 (en) | 2010-11-15 | 2021-03-16 | Atomic Energy Of Canada Limited | Nuclear fuel containing recycled and depleted uranium, and nuclear fuel bundle and nuclear reactor comprising same |
| WO2018186039A1 (ja) * | 2017-04-05 | 2018-10-11 | 株式会社日立製作所 | 燃料集合体及び燃料集合体の製造方法 |
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