JPS6239912B2 - - Google Patents
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- JPS6239912B2 JPS6239912B2 JP55104973A JP10497380A JPS6239912B2 JP S6239912 B2 JPS6239912 B2 JP S6239912B2 JP 55104973 A JP55104973 A JP 55104973A JP 10497380 A JP10497380 A JP 10497380A JP S6239912 B2 JPS6239912 B2 JP S6239912B2
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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
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はタグガスを封入した核燃料要素に係
る。
る。
原子炉内に多数本の核燃料集合体がハニカム状
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。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つて、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。本発明はこのタグガス法
に使用される核燃料要素を改良することにある。
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。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つて、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。本発明はこのタグガス法
に使用される核燃料要素を改良することにある。
前記タグガ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
ばアルゴン、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。
質、冷却材、減速材などに対して不活性のたとえ
ばアルゴン、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。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。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。
とくに被覆管にオーステナイト系ステンレス鋼を
使用した場合、Cd、Ga、Sn、Bi−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。
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。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。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。
とくに被覆管にオーステナイト系ステンレス鋼を
使用した場合、Cd、Ga、Sn、Bi−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。
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。
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。第１図におい
て、図中符号１はたとえばス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
レツト２が複数個装てんされている。燃料ペレツ
ト２は上部にプレナム部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。プレナム部３には燃料ペレツト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スプ
リング６及び７、タグキヤプセル８が挿着されて
いる。第２図は第１図におけるタグキヤプセル８
を拡大して示す断面図である。タグキヤプセル８
は、支持部９、開孔部１０、形状記憶合金で形成
された伸縮部１１、中空円筒形の突刺部１２、開
封部１３及びタグガスの導入部１４を具備してい
る。なお、突刺部１２には刃先１５が形成され、
開放部１３にはダイヤフラム１６が形成してい
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つているも
ので、銅・亜鉛・アルミニウム合金、ニツケル・
チタン合金、鉄・ニツケル合金、ニツケル・アル
ミニウム合金、鉄・白金合金などである。アルミ
ニウム約４〜10％、亜鉛約10〜30％、残りが銅の
銅・亜鉛・アルミニウム合金及びニツケル・チタ
ン合金が本発明の伸縮部１１に適しているが他の
合金でもよい。伸縮部１１の具体的製作法を例え
ばニツケル・チタン合金について示す。帯状のニ
ツケル・チタン合金を約650℃に加熱し安定化す
る。次に約50℃以下に急冷し、その温度で第３図
ａからｄに示す形状のようにＬ字状、Ｚ字状、コ
字状、Σ字状に曲げる。あるいは針金状のニツケ
ル・チタン合金を急冷し、コイル状に巻いてもよ
い。他の形状記憶合金についても温度条件を適当
に選ぶ他は全く同様に製作できる。このように製
作された伸縮部１２はタグキヤプセル８に挿入さ
れ、続いて突刺部１２が挿入される。次に開封部
１３が伸縮部が伸びきつた長さを突刺部の長さの
和より十分短かい位置に挿着される。タグガスの
充填後タグガス導入部１４を熔着し、タグキヤプ
セルを完成させる。
燃料要素の一実施例を説明する。第１図におい
て、図中符号１はたとえばス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
レツト２が複数個装てんされている。燃料ペレツ
ト２は上部にプレナム部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。プレナム部３には燃料ペレツト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スプ
リング６及び７、タグキヤプセル８が挿着されて
いる。第２図は第１図におけるタグキヤプセル８
を拡大して示す断面図である。タグキヤプセル８
は、支持部９、開孔部１０、形状記憶合金で形成
された伸縮部１１、中空円筒形の突刺部１２、開
封部１３及びタグガスの導入部１４を具備してい
る。なお、突刺部１２には刃先１５が形成され、
開放部１３にはダイヤフラム１６が形成してい
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つているも
ので、銅・亜鉛・アルミニウム合金、ニツケル・
チタン合金、鉄・ニツケル合金、ニツケル・アル
ミニウム合金、鉄・白金合金などである。アルミ
ニウム約４〜10％、亜鉛約10〜30％、残りが銅の
銅・亜鉛・アルミニウム合金及びニツケル・チタ
ン合金が本発明の伸縮部１１に適しているが他の
合金でもよい。伸縮部１１の具体的製作法を例え
ばニツケル・チタン合金について示す。帯状のニ
ツケル・チタン合金を約650℃に加熱し安定化す
る。次に約50℃以下に急冷し、その温度で第３図
ａからｄに示す形状のようにＬ字状、Ｚ字状、コ
字状、Σ字状に曲げる。あるいは針金状のニツケ
ル・チタン合金を急冷し、コイル状に巻いてもよ
い。他の形状記憶合金についても温度条件を適当
に選ぶ他は全く同様に製作できる。このように製
作された伸縮部１２はタグキヤプセル８に挿入さ
れ、続いて突刺部１２が挿入される。次に開封部
１３が伸縮部が伸びきつた長さを突刺部の長さの
和より十分短かい位置に挿着される。タグガスの
充填後タグガス導入部１４を熔着し、タグキヤプ
セルを完成させる。
次にタグキヤプセルの開封工程を示す。具体例
としてニツケル・チタン合金の伸張部を有するタ
グキヤプセルについて示す。第１図に示すように
タグキヤプセルを封入した核燃料要素は原子炉内
に自己反応熱で加熱されるか、前もつて外部加熱
により、昇温される。タグキヤプセル、特に伸縮
部の温度が約71℃になると形状記憶合金の逆変態
が始まり、伸縮部は真つすぐになろうとする。し
かし支持部９のため、伸縮部１１は突刺部１２を
開封部１３に押しつける。形状記憶合金の力は同
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、容易に開封部１３のダイヤフラム１６
は刃先１５で第４図に示すように破られ、タグガ
スは開孔部１０を通過し燃料要素内に充満する。
タグキヤプセルの開封は77℃以上ではほゞ確実に
達成される。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。
としてニツケル・チタン合金の伸張部を有するタ
グキヤプセルについて示す。第１図に示すように
タグキヤプセルを封入した核燃料要素は原子炉内
に自己反応熱で加熱されるか、前もつて外部加熱
により、昇温される。タグキヤプセル、特に伸縮
部の温度が約71℃になると形状記憶合金の逆変態
が始まり、伸縮部は真つすぐになろうとする。し
かし支持部９のため、伸縮部１１は突刺部１２を
開封部１３に押しつける。形状記憶合金の力は同
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、容易に開封部１３のダイヤフラム１６
は刃先１５で第４図に示すように破られ、タグガ
スは開孔部１０を通過し燃料要素内に充満する。
タグキヤプセルの開封は77℃以上ではほゞ確実に
達成される。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。
以上説明したように本発明によればタグガスを
充てんしたタグキヤプセルを形状記憶合金の力に
より、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、被覆管腐食の問題も生じな
い。
充てんしたタグキヤプセルを形状記憶合金の力に
より、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、被覆管腐食の問題も生じな
い。
第１図は本発明に係る核燃料要素の１実施例を
示す縦断面図、第２図は第１図におけるタグキヤ
プセルの拡大縦断面図、第３図は形状記憶合金に
よる伸縮部の各々の例を示す断面図、第４図は第
１図におけるタグキヤプセルの開封状態を示す縦
断面図である。 １……被覆管、２……核燃料ペレツト、４，５
……端栓、８……タグキヤプセル、９……支持
部、１０……開孔部、１１……形状記憶合金によ
る伸縮部、１２……突刺部、１３……開封部、１
４……タグガス導入部。
示す縦断面図、第２図は第１図におけるタグキヤ
プセルの拡大縦断面図、第３図は形状記憶合金に
よる伸縮部の各々の例を示す断面図、第４図は第
１図におけるタグキヤプセルの開封状態を示す縦
断面図である。 １……被覆管、２……核燃料ペレツト、４，５
……端栓、８……タグキヤプセル、９……支持
部、１０……開孔部、１１……形状記憶合金によ
る伸縮部、１２……突刺部、１３……開封部、１
４……タグガス導入部。
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キヤプセルを封入
してなる核燃料要素において、前記キヤプセルの
少なくとも１端面に形状記憶合金で形成された伸
縮部及び突刺部を配置した該キヤプセルを開封す
る手段を具備してなることを特徴とする核燃料要
素。 ２ キヤプセルの伸縮部は伸びきつた状態を記憶
している形状記憶合金を例えば曲げ、またはコイ
ル状に巻回して配置することを特徴とする特許請
求範囲第１項記載の核燃料要素。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10497380A JPS5730984A (en) | 1980-08-01 | 1980-08-01 | Nuclear fuel element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10497380A JPS5730984A (en) | 1980-08-01 | 1980-08-01 | Nuclear fuel element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5730984A JPS5730984A (en) | 1982-02-19 |
| JPS6239912B2 true JPS6239912B2 (ja) | 1987-08-25 |
Family
ID=14395034
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10497380A Granted JPS5730984A (en) | 1980-08-01 | 1980-08-01 | Nuclear fuel element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5730984A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57168036U (ja) * | 1981-04-17 | 1982-10-22 | ||
| JPH0633768B2 (ja) * | 1985-03-11 | 1994-05-02 | 日東工器株式会社 | 電磁往復動式ポンプ |
| JPS6279972U (ja) * | 1985-11-08 | 1987-05-22 | ||
| JP4272178B2 (ja) | 2005-03-28 | 2009-06-03 | 日東工器株式会社 | 電磁往復動流体装置 |
| JP4603433B2 (ja) | 2005-07-11 | 2010-12-22 | 日東工器株式会社 | 電磁往復動流体装置 |
-
1980
- 1980-08-01 JP JP10497380A patent/JPS5730984A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5730984A (en) | 1982-02-19 |
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