JP2000292575A

JP2000292575A - 燃料集合体

Info

Publication number: JP2000292575A
Application number: JP11101123A
Authority: JP
Inventors: Sadayuki Izutsu; 定幸井筒; Masaru Sasagawa; 勝笹川; Tadao Aoyama; 肇男青山
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-04-08
Filing date: 1999-04-08
Publication date: 2000-10-20

Abstract

(57)【要約】【課題】ＭＯＸ燃料の高燃焼度化を図るのに回収ウラ
ンを利用して経済性の良い燃料集合体を提供する。【解決手段】９行ｘ９列以上の正方格子状に配列し、
水ロッド１４を中央領域に含むＢＷＲ用燃料集合体にお
いて、ＭＯＸ燃料棒１、２、２ｐのウラン母材を劣化ウ
ランまたは再処理による回収ウランで、ガドリニア入り
ウラン燃料棒6のウラン母材を再処理による回収ウラン
で、ウラン燃料棒４、５を再処理による回収ウランで構
成し、格子のコーナに低濃縮度のウラン燃料棒５を、そ
の両隣りに高濃縮度のウラン燃料棒４を配置し、また水
ロッド１４に隣接する位置及び格子最外周から２層目に
ガドリニア入りウラン燃料棒６を配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、沸騰水型原子炉
（以下、ＢＷＲと呼ぶ）用で燃料棒としてウラン・プル
トニウム混合酸化物燃料棒を一部含む燃料集合体に係
り、特に回収ウランを混入した燃料棒を有する燃料集合
体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】原子力発電所の核燃料リサイクルとし
て、再処理により取り出されたプルトニウムをウランと
混合したウラン・プルトニウム混合酸化物燃料（以下、
ＭＯＸ燃料と呼ぶ）の利用、再処理により取り出されて
未濃縮の回収ウラン燃料の利用、および再処理により取
り出された後に濃縮された濃縮回収ウラン燃料の利用が
ある。

【０００３】ＭＯＸ燃料の経済性の向上を図るため、Ｍ
ＯＸ燃料の高燃焼度化やＭＯＸ燃料の装荷率を高めるこ
とが有効である。燃料集合体にＭＯＸ燃料を装荷した際
の特徴として、核分裂物質であるプルトニウム２３９や
プルトニウム２４１の熱中性子吸収断面積がウラン２３
５より大きいこと、プルトニウム２４０による中性子吸
収がウラン２３８より大きいこと等により、中性子吸収
材の吸収効果が、ウラン燃料集合体よりも低下したり、
中性子のエネルギスペクトルが硬くなる。燃料の高燃焼
度化を図るためには、燃料の持つ反応度を高める必要が
あることから、ＭＯＸ燃料のプルトニウム富化度を増加
させることによって、中性子吸収効果の低下や中性子エ
ネルギスペクトルの硬化が増す。

【０００４】ＢＷＲにおける反応度制御は、制御棒によ
る反応度抑制効果に加えて、燃料棒にガドリニア等の可
燃性毒物を混入することによる反応度抑制効果が使用さ
れている。従って、高燃焼度化に伴い、燃料のウラン濃
縮度やプルトニウム富化度が増加すると燃料の反応度が
増大するため、反応度を抑制するために可燃性毒物を混
入する燃料棒の本数や可燃性毒物量が増加する傾向にな
るが、この傾向は、中性子スペクトルの硬化により可燃
性毒物の中性子吸収効果が低減する効果によっても助長
される。

【０００５】可燃性毒物の反応度抑制の様子を図５を用
いて示す。図５は可燃性毒物の一種であるガドリニアを
混入した燃料集合体の無限増倍率の燃焼変化例を示して
いる。図中、ある濃度のガドリニアを混入する燃料棒を
ある本数含む燃料集合体をベースの燃料集合体として、
その燃料集合体について燃焼度に対する無限倍増率を実
線で示す。一般に、可燃性毒物を混入する燃料棒の本数
を減少させれば、燃焼初期での無限増倍率が鎖線で示す
ようにベースの燃料集合体より増加し、逆に本数を増加
させれば、無限増倍率が低下する。また、混入する可燃
性毒物の濃度を増加させれば、一点鎖線で図示するよう
に、燃焼初期での無限増倍率が低下しガドリニアの燃え
尽きる時期を遅らせることが可能になり、その結果、無
限増倍率の最大値を抑えることが可能となる。これらの
効果を用いることで、可燃性毒物が混入した燃料棒の本
数とその混入濃度の組み合わせにより、炉心の余剰反応
度や軸方向出力分布を適切に制御することが可能とな
る。

【０００６】ＭＯＸ燃料集合体の場合、ＭＯＸ燃料棒に
ガドリニア等の可燃性毒物を混入すると、燃料の成型加
工が複雑になるため、ウラン燃料棒にのみガドリニア等
の可燃性毒物を混入することが行われる。また、ＭＯＸ
燃料棒においてプルトニウム富化度を軸方向に分布させ
ることによっても、燃料の成型加工が複雑になるため、
ＭＯＸ燃料棒のプルトニウム富化度は軸方向一様とする
ことが望ましいことから、ＭＯＸ燃料集合体の反応度や
軸方向出力分布の制御のためには、ウラン燃料棒にガド
リニアを含有させ、必要に応じウラン燃料棒において軸
方向にウラン濃縮度を分布させた設計やガドリニア濃度
を分布させた設計が用いられる。

【０００７】以上のようなＭＯＸ燃料集合体でガドリニ
アを含有したウラン燃料棒において軸方向のウラン濃縮
度分布やガドリニア濃度分布を使用した例としては、特
開昭６３−１０８２９４公報に記載された燃料集合体が
ある。燃料集合体の最外周に可燃性毒物を有する燃料棒
を配置した例としては、特開昭５８−２１６９８９公報
に記載された燃料集合体がある。また、Ｐｕ富化度の種
類数低減のためＭＯＸ燃料集合体のコーナ部にウラン燃
料棒を装荷した例が、特開平４−２４４９９４公報に記
載されている。一方、回収ウランについては、この回収
ウランを濃縮して、通常の天然ウラン濃縮によるウラン
燃料の代替としての利用が図られてきている。

【０００８】これらの燃料集合体について、ＭＯＸ燃料
の成型加工コストとしての経済性から最適化するニーズ
がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ＭＯ
Ｘ燃料の高燃焼度化を図るのに回収ウランを利用して経
済性の良いＭＯＸ燃料集合体を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の燃料集合体は、ウラン・プルトニウム混合
酸化物燃料棒（以下、ＭＯＸ燃料棒という）、可燃性毒
物入りウラン燃料棒及びウラン燃料棒をチャンネルボッ
クス内に正方格子状に配列し、この正方格子の中央領域
に水ロッドを有する燃料集合体において、ＭＯＸ燃料棒
内に充填された第１ウラン母材を劣化ウランまたは再処
理による回収ウランにより、可燃性毒物入りウラン燃料
棒内に充填された第２ウラン母材を再処理による回収ウ
ランにより、ウラン燃料棒内に充填された第３ウラン母
材を再処理による回収ウランにより、構成したことを特
徴とする。

【００１１】上記燃料集合体において、ウラン燃料棒を
正方格子の各コーナ位置、又は正方格子の各コーナ位置
及びこのコーナ位置に両隣りの位置に配置することが好
ましい。このような配置により燃料集合体のコーナ部に
おける局所出力ピーキングを抑制する。

【００１２】また、可燃性毒物入りウラン燃料棒は、一
部が正方格子の最外周内側の２層目に、他の一部が水ロ
ッドに隣接して配置することが好ましい。可燃性毒物入
りウラン燃料棒は中性子スペクトルが比較的柔らかい外
周部や水ロッドに隣接する領域に配置することにより、
中性子吸収効果が低減するのを緩和する。

【００１３】また、反応度の点から、上記燃料集合体に
おいて、第２ウラン母材を、再処理による回収ウランの
代わりに回収ウランを濃縮したウランにより構成し、ま
た第３ウラン母材を、再処理による回収ウランの代わり
に回収ウランを濃縮したウランにより構成することがあ
り得る。

【００１４】上記燃料集合体において、ＭＯＸ燃料棒の
種類はプルトニウム富化度から３種類ないし１種類を用
い、ウラン燃料棒の種類は濃縮度から２種類または１種
類を用いるとよい。

【００１５】上記目的を達成するために、本発明の別の
燃料集合体は、ＭＯＸ燃料棒及び可燃性毒物入りウラン
燃料棒をチャンネルボックス内に正方格子状に配列し、
この正方格子の中央領域に水ロッドを配置する燃料集合
体において、ＭＯＸ燃料棒内に充填されたウラン母材を
劣化ウランまたは再処理による回収ウランにより、可燃
性毒物入りウラン燃料棒内に充填されたウラン母材を再
処理による回収ウラン又は回収ウランを濃縮したウラン
により構成したことを特徴とする。この別の燃料集合体
においては、ＭＯＸ燃料棒の種類はプルトニウム富化度
から３種類ないし１種類を用いるとよい。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
により説明する。

【００１７】（実施の形態１）本発明の実施の形態1の
燃料集合体を図１に示す。また、燃料集合体の垂直方向
の外観図を図４に示す。本実施の形態の燃料集合体１１
は、図４に示すように、正方格子状に配列された燃料棒
１２、該燃料棒１２を収納するチャンネルボックス１
３、格子配列の中央部に配置された水ロッド１４、各燃
料棒１２の上端部を固定する上部タイプレート１５、各
燃料棒１２の下端部を固定する下部タイプレート１６及
び燃料棒１２の間隔を保持する燃料スペーサ１７等から
なっている。燃料棒１２及び水ロッド１４の上下端部
は、上部タイプレート１５及び下部タイプレート１６で
保持される。スペーサ１７は、燃料棒１２の軸方向に幾
つか配置され、燃料棒１２及び水ロッド１４の相互間の
間隙を適切な状態に保持している。チャンネルボックス
１３は、上部タイプレート１５に取り付けられ、スペー
サ１７で保持された燃料棒１２の束の外周を取り囲んで
いる。原子炉の炉心内では４体一組のチャンネルボック
ス１３の中心に十字型の制御棒１８（図１参照）が挿入
して設置される。燃料棒１２は、上部端栓及び下部端栓
により両端を密封された被覆管内に多数の燃料ペレット
を充填したものである。

【００１８】ＭＯＸ燃料ペレットは、燃料物質であるＰ
ｕＯ２及び燃料母材であるＵＯ２にて構成され、核分裂
物質である２３９Ｐｕ、２４１Ｐｕおよび２３５Ｕを含
んでいる。また、ガドリニア入りウラン燃料ペレット
は、燃料物質であるＵＯ２およびこれに含有した可燃性
毒物であるガドリニアにて構成され、核分裂物質である
２３５Ｕを含んでいる。ウラン燃料ペレットは燃料物質
であるＵＯ２により構成され、核分裂物質である２３５
Ｕを含んでいる。燃料棒１２の被覆管内のガスプレナム
領域にはスプリングが配置され、燃料ペレットを上下に
押圧している。水ロッド１４は、燃料物質を充填せず、
内部を沸騰しない冷却水が通過するようになっている。

【００１９】ここで、ＭＯＸ燃料の高燃焼度化のため
に、ＭＯＸ燃料棒の本数と、ＭＯＸ燃料棒の核分裂Ｐｕ
富化度（以下、Puf富化度と呼ぶ）について解析した結
果を述べる。図３に９ｘ９燃料集合体を例にとり、横軸
にＭＯＸ燃料棒本数をとった場合の核分裂Ｐｕ富化度
（以下、Puf富化度と呼ぶ）に関する特性を示す。曲線
ａは、燃料集合体の反応度を維持しつつＭＯＸ燃料棒本
数を低減すると、燃料棒１本当たりのPuf富化度が増加
する様子を示しているが、燃料棒の局所出力も増加す
る。この増加を避けて同程度の局所出力とするためには
ウラン燃料棒の濃縮度を高め、曲線ｂに示すようにＭＯ
Ｘ燃料棒のPuf富化度を制約する必要がある。一方、Ｍ
ＯＸ燃料棒本数の低減は、曲線ｃに示すように燃料集合
体平均のPuf富化度の低減を招く。

【００２０】図３の特性から、ＭＯＸ燃料加工に対する
負荷を低減するためには、ＭＯＸ燃料棒本数低減に対応
したＭＯＸ燃料棒当たりのPuf富化度増加、及びＭＯＸ
燃料集合体当たりのPuf装荷量増加のための平均Puf富化
度増加が有効であり、且つ、反応度を補うウラン濃縮度
をできるだけ少なくし回収ウランを有効に利用するため
に、曲線ｂ及び曲線ｃが共に比較的高い領域の設計が有
効と考えられる。この考え方に基づいて本発明の燃料集
合体は構成されている。

【００２１】本発明の実施の形態１の燃料集合体につい
て説明する。この燃料集合体１１を構成する燃料棒１２
は、図１（ａ）、(ｂ)に示すように、燃料棒番号１、
２、２ｐ、４〜６の６種類のものがある。これら各種の
燃料棒が図１(ａ)に示すように、チャンネルボックス１
３の内で、燃料集合体横断面に配置されている。正方格
子状の燃料棒配列は、９行ｘ９列である。燃料棒１、
２、２ｐがガドリニアを含有しないＭＯＸ燃料棒（単に
ＭＯＸ燃料棒という）であり、この内、燃料棒番号１、
２が長尺燃料棒、燃料棒番号２ｐが短尺燃料棒である。
短尺燃料棒（部分長燃料棒）２ｐの軸方向位置は、ガド
リニア入りウラン燃料棒の長さである燃料有効長の下端
から、燃料有効長の１／２４〜１５／２４の範囲に設け
られる。また、短尺燃料棒の水平方向位置は、燃料棒配
列における外層から２層目にコーナ部を含む８本が設け
られている。燃料棒番号４、５がガドリニアを含有しな
いウラン燃料棒（単にウラン燃料棒という）、燃料棒番
号６が可燃性毒物であるガドリニアを含有するウラン燃
料棒（ガドリニア入り燃料棒という）である。

【００２２】ここで、ＭＯＸ燃料１、２の富化度の大小
関係は、図１(ｂ)に示すように、Ｐｕ富化度の大きい方
から、Ａ、Ｂ重量％であり、軸方向に一様なＰｕ富化度
となっている。本実施の形態では、全体の富化度種類数
をＡ、Ｂ重量％の２種類とし、短尺ＭＯＸ燃料棒２ｐの
Ｐｕ富化度を長尺ＭＯＸ燃料棒の２番目に大きいＰｕ富
化度（Ｂ重量％）に一致させている。ＭＯＸ燃料１、
２、２ｐ内に充填されたウラン母材（第１ウラン母材）
はＵ２３５濃縮度の低い劣化ウラン(０．２wt%程度)で
ある。尤も劣化ウランの代わりに回収ウランを用いるこ
ともあり得る。

【００２３】正方格子のコーナ領域のウラン燃料棒は、
コーナにある燃料棒５とその両隣りにある各ウラン燃料
棒４の濃縮度の異なる２種類からなり、ウラン燃料棒に
充填されたウラン燃料（第２ウラン母材）の濃縮度の大
小関係は、ウラン濃縮度の大きいウラン燃料棒４がＤ重
量％で、ウラン濃縮度の小さいウラン燃料棒がＥ重量％
である。コーナにある低い濃縮度Ｅのウラン燃料棒５は
回収ウラン（濃縮度約１wt%）からなり、コーナ両隣り
にある高い濃縮度Ｄのウラン燃料棒４は回収ウランの濃
縮燃料からなる。このような配置は燃料集合体のコーナ
部における局所出力ピーキング抑制に有効である。もし
コーナ領域でPuf富化度を低下させたＭＯＸ燃料棒を用
いるとすれば、その分だけ、ＭＯＸ燃料棒の富化度種類
数を増やす要因となるが、コーナ部領域にＭＯＸ燃料で
なくウラン燃料棒を使用すれば、これを避けることがで
きる。

【００２４】ガドリニア入りウラン燃料棒６は全部で１
４本であり、１４本のうち８本を正方格子の最外層から
２層目の各角及び各辺の中央に配置された８本の短尺燃
料棒２ｐそれぞれの隣接位置に配置し、残りの６本を２
本の水ロッド１４の隣接位置に配置する。ガドリニア入
りウラン燃料棒６内に充填されたウラン（第３ウラン母
材）の濃縮度は回収ウラン濃縮度のＥ重量％（約１wt
%）であり、ガドリニア濃度はＧ重量％の組み合わせで
ある。可燃性毒物入りウラン燃料棒は、上記のように正
方格子の最外周内側の２層目や水ロッドに隣接して配置
するとよい。プルトニウム富化度が増加すると燃料の反
応度が増大し、この反応度を抑制するために可燃性毒物
を混入する燃料棒の本数や可燃性毒物量が増加する傾向
になるが、この傾向は、中性子スペクトルの硬化により
可燃性毒物の中性子吸収効果が低減する効果によっても
助長されるため、可燃性毒物入りウラン燃料棒を中性子
スペクトルが比較的柔らかい外周部や水ロッドに隣接す
る領域に配置するとよい。

【００２５】ガドリニア入りウラン燃料棒及びウラン燃
料棒は、ＭＯＸ燃料棒のPuf富化度増加及び局所出力の
抑制を考慮して、Ｕ２３５濃縮度が天然ウラン程度（１
wt%程度）の回収ウランを使用する。

【００２６】本発明により、ガドリニア入りウラン燃料
棒６の母材を回収ウランとし、正方格子のコーナ領域に
ウラン燃料棒５、４を使用し、Ｐｕ富化度種類数を２種
類としたＭＯＸ燃料棒を含む燃料集合体設計が可能であ
る。

【００２７】ＭＯＸ燃料の成型加工コストが、ＭＯＸ燃
料棒本数の少ない程有利な場合、上記のように、ＭＯＸ
燃料棒に充填するウラン母材としてウラン濃縮プロセス
で得られた劣化ウラン（又は回収ウラン）を用いるとと
もに、ガドリニア入りウラン燃料棒及びコーナ部を含む
領域に配置したウラン燃料棒のウラン燃料として、再処
理で得られた回収ウラン及び回収ウランを濃縮した濃縮
ウランを利用することにより、天然ウランの使用量を低
減化することできる。

【００２８】なお、図１に示す燃料集合体において、ウ
ラン燃料４、５をガドリニア入りウラン燃料棒６により
置き換えて、ＭＯＸ燃料棒とガドリニア入りウラン燃料
棒とから構成する燃料集合体の設計も可能である。また
図１に示す燃料集合体において、ウラン燃料棒との組み
合わせ方によってＰｕ富化度が１種類のＭＯＸ燃料棒を
用いる燃料集合体の設計も可能である。

【００２９】（実施の形態２）本発明による燃料集合体
の実施の形態２を図２により説明する。燃料集合体１１
を構成する燃料棒１２は、図２に示すように、燃料棒番
号１〜３、２ｐ、５、６の６種類のものがある。これら
各種の燃料棒が図２に示されるように、チャンネルボッ
クス１３の内で、燃料集合体横断面に配置されている。
正方格子状の燃料棒配列は、９行ｘ９列である。燃料棒
１〜３、２ｐがガドリニアを含有しないＭＯＸ燃料棒で
あり、この内、燃料棒番号１〜３が長尺燃料棒、燃料棒
番号２ｐが短尺燃料棒である。燃料棒番号５がガドリニ
アを含有しないウラン燃料棒、燃料棒番号６がガドリニ
ア入りウラン燃料棒である。

【００３０】ここで、ＭＯＸ燃料の富化度の大小関係
は、Ｐｕ富化度の大きい方から、ＭＯＸ燃料棒１がＡ重
量％、ＭＯＸ燃料棒２がＢ重量％、ＭＯＸ燃料棒３がＣ
重量％であり、軸方向に一様なＰｕ富化度となってい
る。本実施の形態では、全体のＰｕ富化度種類数を３種
類とし、短尺ＭＯＸ燃料棒２ｐのＰｕ富化度を長尺燃料
棒の２番目に大きいＰｕ富化度（Ｂ％）に一致させてい
る。ＭＯＸ燃料１〜３、２ｐ内に充填されたウラン母材
（第１ウラン母材）は濃縮度の低い劣化ウラン(０．２w
t%程度)である。尤も劣化ウランの代わりに回収ウラン
を用いることもあり得る。

【００３１】正方格子のコーナ領域のウラン燃料棒は、
濃縮度１種類で、コーナにのみ配置されている。このウ
ラン燃料棒５内に充填されたウラン（第２ウラン母材）
の濃縮度はＥ重量％であり、回収ウラン（濃縮度約１wt
%）からなる。

【００３２】ガドリニア入りウラン燃料棒６は、全部で
１４本であり、１４本のうち８本を正方格子の最外層か
ら２層目の各角及び各辺の中央に配置された８本の短尺
ＭＯＸ燃料棒２ｐの隣接位置に配置し、残りの６本を２
本の水ロッド１４の隣接位置に配置する。ガドリニア入
りウラン燃料棒６内に充填されたウラン（第３ウラン母
材）の濃縮度は回収ウラン濃縮度のＥ重量％であり、ガ
ドリニア濃度はＧ重量％の組み合わせである。

【００３３】本発明により、ガドリニア入りウラン燃料
棒６の燃料物質を回収ウランとし、正方格子配列のコー
ナにウラン燃料棒５を使用し、Ｐｕ富化度種類数を３種
類としたＭＯＸ燃料集合体設計が可能である。ガドリニ
ア入りウラン燃料棒は、ウラン燃料棒と同じく、ＭＯＸ
燃料棒のPuf富化度増加及び局所出力の抑制を考慮し
て、Ｕ２３５濃縮度が天然ウラン程度（１wt%程度）の
回収ウランを使用する。

【００３４】本発明により、ガドリニア入りウラン燃料
棒６の母材を回収ウランとし、正方格子のコーナ領域に
ウラン燃料棒５、４を使用し、Ｐｕ富化度種類数を２種
類としたＭＯＸ燃料棒を含む燃料集合体設計が可能であ
る。

【００３５】上記のように、ＭＯＸ燃料棒に充填するウ
ラン母材としてウラン濃縮プロセスで得られた劣化ウラ
ン（又は回収ウランを用いるとともに、ガドリニア入り
ウラン燃料棒及びウラン燃料棒に充填するウラン母材と
して回収ウラン及び回収ウランを濃縮した濃縮ウランを
利用することにより天然ウランの使用量を低減化でき
る。

【００３６】なお、図２に示す燃料集合体において、ウ
ラン燃料５をガドリニア入りウラン燃料棒６により置き
換えて、ＭＯＸ燃料棒とガドリニア入りウラン燃料棒と
から構成するＭＯＸ燃料集合体の設計も可能である。ま
た図２に示す燃料集合体において、ウラン燃料棒との組
み合わせ方によってＰｕ富化度が２種類または１種類の
ＭＯＸ燃料棒を用いる燃料集合体の設計も可能である。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、ＭＯＸ燃料棒を含む各
種燃料棒を正方格子状に配列した燃料集合体において、
ＭＯＸ燃料棒内に充填されたウラン母材を劣化ウランま
たは再処理による回収ウランで、可燃性毒物入りウラン
燃料棒内に充填されたウラン母材を再処理による回収ウ
ランで、ウラン燃料棒内に充填されたウラン母材を再処
理による回収ウランないし回収ウランを濃縮した濃縮ウ
ランで構成することにより、ＭＯＸ燃料の高燃焼度化を
図るのに回収ウランを利用して経済性の良い燃料集合体
が達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による燃料集合体の実施の形態１を示す
図である。

【図２】本発明による燃料集合体の実施の形態２を示す
図である。

【図３】ＭＯＸ燃料棒本数とPuf富化度の関係を示す図
である。

【図４】燃料集合体の外観図である。

【図５】可燃性毒物の増減と反応度の抑制との関係を示
す図である。

【符号の説明】１、２、２ｐＭＯＸ燃料棒４、５ウラン燃料棒６ガドリニア入り燃料棒１１燃料集合体１２燃料棒１３チャンネルボックス１４水ロッド１５上部タイプレート１６下部タイプレート１７スペーサ１８制御棒

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ウラン・プルトニウム混合酸化物燃料棒
（以下、ＭＯＸ燃料棒という）、可燃性毒物入りウラン
燃料棒及びウラン燃料棒をチャンネルボックス内に正方
格子状に配列し、該正方格子の中央領域に水ロッドを有
する燃料集合体において、ＭＯＸ燃料棒内に充填された
第１ウラン母材を劣化ウランまたは再処理による回収ウ
ランにより、可燃性毒物入りウラン燃料棒内に充填され
た第２ウラン母材を再処理による回収ウランにより、ウ
ラン燃料棒内に充填された第３ウラン母材を再処理によ
る回収ウランにより構成したことを特徴とする燃料集合
体。
【請求項２】請求項１に記載の燃料集合体において、
ウラン燃料棒を正方格子の各コーナ位置、または正方格
子の各コーナ位置及び該コーナ位置に両隣りの位置に配
置したことを特徴とする燃料集合体。
【請求項３】請求項１または２に記載の燃料集合体に
おいて、可燃性毒物入りウラン燃料棒は、一部が正方格
子の最外周内側の２層目に、他の一部が水ロッドに隣接
して配置されていることを特徴とする燃料集合体。
【請求項４】請求項１、２または３に記載の燃料集合
体において、第２ウラン母材を、再処理による回収ウラ
ンの代わりに回収ウランを濃縮したウランにより構成し
たことを特徴とする燃料集合体。
【請求項５】請求項１、２、３及び４のいずれかに記
載の燃料集合体において、第３ウラン母材を、再処理に
よる回収ウランの代わりに回収ウランを濃縮したウラン
により構成したことを特徴とする燃料集合体。
【請求項６】請求項１ないし５のいずれかに記載の燃
料集合体において、ＭＯＸ燃料棒の種類はプルトニウム
富化度から３種類ないし１種類であることを特徴とする
燃料集合体。
【請求項７】請求項１ないし６のいずれかに記載の燃
料集合体において、ウラン燃料棒の種類は濃縮度から２
種類または１種類であることを特徴とする燃料集合体。
【請求項８】ウラン・プルトニウム混合酸化物燃料棒
（以下、ＭＯＸ燃料棒という）及び可燃性毒物入りウラ
ン燃料棒をチャンネルボックス内に正方格子状に配列
し、該正方格子の中央領域に水ロッドを配置する燃料集
合体において、ＭＯＸ燃料棒内に充填されたウラン母材
を劣化ウランまたは再処理による回収ウランにより、可
燃性毒物入りウラン燃料棒内に充填されたウラン母材を
再処理による回収ウラン又は回収ウランを濃縮したウラ
ンにより構成したことを特徴とする燃料集合体。
【請求項９】請求項８に記載の燃料集合体において、
ＭＯＸ燃料棒の種類はプルトニウム富化度から３種類な
いし１種類であることを特徴とする燃料集合体。