JP2000298187A - 原子炉用燃料要素 - Google Patents
原子炉用燃料要素Info
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- 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
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- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＵＯ2 −Ｇｄ2 Ｏ3 燃料ペレットを用いた場
合と同様に燃焼初期の余剰反応度を抑制することがで
き、且つ燃料製造が容易でコストを低減でき、ＭＯＸ燃
料集合体の場合でも、Ｐｕ装荷量を低減せずに済むよう
にする。 【解決手段】 被覆管本体１０の内面を、金属の可燃性
反応度制御物質１２（又はその合金）で内張りした燃料
被覆管１４内に、可燃性反応度制御物質を含有しない燃
料ペレット１６を充填した原子炉用燃料要素である。例
えば、被覆管本体はジルカロイからなり、金属の可燃性
反応度制御物質は金属ガドリニウム等である
合と同様に燃焼初期の余剰反応度を抑制することがで
き、且つ燃料製造が容易でコストを低減でき、ＭＯＸ燃
料集合体の場合でも、Ｐｕ装荷量を低減せずに済むよう
にする。 【解決手段】 被覆管本体１０の内面を、金属の可燃性
反応度制御物質１２（又はその合金）で内張りした燃料
被覆管１４内に、可燃性反応度制御物質を含有しない燃
料ペレット１６を充填した原子炉用燃料要素である。例
えば、被覆管本体はジルカロイからなり、金属の可燃性
反応度制御物質は金属ガドリニウム等である
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属の可燃性反応
度制御物質、又はそれを含む合金を内張りした燃料被覆
管を用いる原子炉用燃料要素に関するものである。
度制御物質、又はそれを含む合金を内張りした燃料被覆
管を用いる原子炉用燃料要素に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】原子力発電の経済性を向上させるために
は高燃焼度化が不可欠であり、燃料中の富化度を高める
必要がある。しかし、これにより燃料反応度が上昇する
ことから、燃焼初期において新旧燃料のミスマッチが生
じる。その対策としては、燃焼初期の燃料反応度を抑制
するために、可燃性反応度制御物質を含む燃料要素が有
効であるとされている。
は高燃焼度化が不可欠であり、燃料中の富化度を高める
必要がある。しかし、これにより燃料反応度が上昇する
ことから、燃焼初期において新旧燃料のミスマッチが生
じる。その対策としては、燃焼初期の燃料反応度を抑制
するために、可燃性反応度制御物質を含む燃料要素が有
効であるとされている。
【０００３】そこで従来のＵＯ2 燃料集合体において
は、酸化ガドリニウム（Ｇｄ2 Ｏ3 ）を二酸化ウラン
（ＵＯ2 ）に固溶させたＵＯ2 −Ｇｄ2 Ｏ3 燃料ペレッ
トが実用化されている。
は、酸化ガドリニウム（Ｇｄ2 Ｏ3 ）を二酸化ウラン
（ＵＯ2 ）に固溶させたＵＯ2 −Ｇｄ2 Ｏ3 燃料ペレッ
トが実用化されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ＵＯ2 −Ｇｄ
2 Ｏ3 燃料ペレットを製造するには、通常の（Ｇｄ入り
でない）燃料ペレット中にガドリニウムが混入すること
を避けるために、専用の燃料製造ラインが必要であり、
燃料製造コストの上昇を招いている。
2 Ｏ3 燃料ペレットを製造するには、通常の（Ｇｄ入り
でない）燃料ペレット中にガドリニウムが混入すること
を避けるために、専用の燃料製造ラインが必要であり、
燃料製造コストの上昇を招いている。
【０００５】他方、酸化ガドリニウム（Ｇｄ2 Ｏ3 ）を
ＭＯＸ（ウラン−プルトニウム混合酸化物）に固溶させ
たＭＯＸ−Ｇｄ2 Ｏ3 燃料ペレットは、その固溶性等の
課題により開発が遅れており、現在考えられているＭＯ
Ｘ燃料集合体においては、前述のＵＯ2 −Ｇｄ2 Ｏ3 燃
料ペレットが採用されている。そのため、その分、プル
トニウム（Ｐｕ）の装荷量が減少することになる。
ＭＯＸ（ウラン−プルトニウム混合酸化物）に固溶させ
たＭＯＸ−Ｇｄ2 Ｏ3 燃料ペレットは、その固溶性等の
課題により開発が遅れており、現在考えられているＭＯ
Ｘ燃料集合体においては、前述のＵＯ2 −Ｇｄ2 Ｏ3 燃
料ペレットが採用されている。そのため、その分、プル
トニウム（Ｐｕ）の装荷量が減少することになる。
【０００６】本発明の目的は、従来のＵＯ2 −Ｇｄ2 Ｏ
3 燃料ペレットを用いた場合と同様に燃焼初期の余剰反
応度を抑制することができ、且つ燃料製造が容易でコス
トを低減できる原子炉用燃料要素を提供することであ
る。本発明の他の目的は、ＭＯＸ燃料集合体の場合で
も、Ｐｕ装荷量を低減せずに済むような原子炉用燃料要
素を提供することである。
3 燃料ペレットを用いた場合と同様に燃焼初期の余剰反
応度を抑制することができ、且つ燃料製造が容易でコス
トを低減できる原子炉用燃料要素を提供することであ
る。本発明の他の目的は、ＭＯＸ燃料集合体の場合で
も、Ｐｕ装荷量を低減せずに済むような原子炉用燃料要
素を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、金属の可燃性
反応度制御物質、あるいは金属の可燃性反応度制御物質
を含む合金で内張りした燃料被覆管内に、可燃性反応度
制御物質を含有しない燃料ペレットを充填した原子炉用
燃料要素である。
反応度制御物質、あるいは金属の可燃性反応度制御物質
を含む合金で内張りした燃料被覆管内に、可燃性反応度
制御物質を含有しない燃料ペレットを充填した原子炉用
燃料要素である。
【０００８】本発明では、燃料被覆管の内張り材に用い
られている可燃性反応度制御物質によって、燃焼初期の
燃料反応度が抑制され、新旧燃料の出力のミスマッチを
防止できる。
られている可燃性反応度制御物質によって、燃焼初期の
燃料反応度が抑制され、新旧燃料の出力のミスマッチを
防止できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は本発明に係る原子炉用燃料
要素の概念図であり、Ａは水平断面を、Ｂは一部縦断面
をそれぞれ表している。ジルカロイ（ジルコニウム−錫
系の合金）等からなる円筒状の被覆管本体１０の内面
を、金属ガドリニウム等の可燃性反応度制御物質（もし
くは金属ガドリニウム等の可燃性反応度制御物質を含む
合金）１２で内張りして燃料被覆管１４とする。この燃
料被覆管１４の中に、円柱状又は粒子状のＭＯＸペレッ
トなどの多数の燃料ペレット１６を充填し、上下に端栓
（図示せず）を接続して密封構造とし、原子炉用燃料要
素とする。
要素の概念図であり、Ａは水平断面を、Ｂは一部縦断面
をそれぞれ表している。ジルカロイ（ジルコニウム−錫
系の合金）等からなる円筒状の被覆管本体１０の内面
を、金属ガドリニウム等の可燃性反応度制御物質（もし
くは金属ガドリニウム等の可燃性反応度制御物質を含む
合金）１２で内張りして燃料被覆管１４とする。この燃
料被覆管１４の中に、円柱状又は粒子状のＭＯＸペレッ
トなどの多数の燃料ペレット１６を充填し、上下に端栓
（図示せず）を接続して密封構造とし、原子炉用燃料要
素とする。
【００１０】内張りする金属の可燃性反応度制御物質あ
るいは金属の可燃性反応度制御物質を含む合金は、通
常、被覆管本体の全周、全長にわたって設ける。その場
合には従来公知のジルコニウムライナ管の製造技術が応
用できる。ジルコニウムライナ被覆管は、ジルカロイ−
２からなる被覆管本体の内側にジルコニウムを内張りし
た被覆管であり、ＰＣＩ（ペレット−被覆相互作用）対
策として開発されたものである。内張りは、このよう
に、管製造時に一体的に形成するのが好ましい。勿論、
任意の技術を利用して内張りしてよく、必ずしも全長に
設けなくてもよい。例えば、出力ピークが発生する燃料
軸方向中央部に部分的に設けることにより、燃料軸方向
出力分布を平坦化させることができる。
るいは金属の可燃性反応度制御物質を含む合金は、通
常、被覆管本体の全周、全長にわたって設ける。その場
合には従来公知のジルコニウムライナ管の製造技術が応
用できる。ジルコニウムライナ被覆管は、ジルカロイ−
２からなる被覆管本体の内側にジルコニウムを内張りし
た被覆管であり、ＰＣＩ（ペレット−被覆相互作用）対
策として開発されたものである。内張りは、このよう
に、管製造時に一体的に形成するのが好ましい。勿論、
任意の技術を利用して内張りしてよく、必ずしも全長に
設けなくてもよい。例えば、出力ピークが発生する燃料
軸方向中央部に部分的に設けることにより、燃料軸方向
出力分布を平坦化させることができる。
【００１１】内張りする材料は、上記のように、金属の
可燃性反応度制御物質でもよいし、金属の可燃性反応度
制御物質を含む合金でもよい。合金にすると、可燃性反
応度制御物質の含有量を変化させ、核燃料の性能に合わ
せて設計の最適化を図ることができる。また、例えば被
覆管本体を構成しているジルカロイ−２に内張りする場
合には、ジルコニウムとの合金の方が製造性がよいこと
が予想される。合金を形成する母材としてはジルコニウ
ムやアルミニウム等がある。
可燃性反応度制御物質でもよいし、金属の可燃性反応度
制御物質を含む合金でもよい。合金にすると、可燃性反
応度制御物質の含有量を変化させ、核燃料の性能に合わ
せて設計の最適化を図ることができる。また、例えば被
覆管本体を構成しているジルカロイ−２に内張りする場
合には、ジルコニウムとの合金の方が製造性がよいこと
が予想される。合金を形成する母材としてはジルコニウ
ムやアルミニウム等がある。
【００１２】上記のように、金属の可燃性反応度制御物
質の代表的な例としては、ガドリニウム（Ｇｄ）がある
が、その他、サマリウム（Ｓｍ）、ユーロピウム（Ｅ
ｕ）、エルビウム（Ｅｒ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）な
どがある。可燃性反応度制御物質の中性子吸収効果は中
性子スペクトルに依存しているため、これらの中性子ス
ペクトルに応じて、最適な中性子吸収断面積をもつ核種
を選定することが望ましい。
質の代表的な例としては、ガドリニウム（Ｇｄ）がある
が、その他、サマリウム（Ｓｍ）、ユーロピウム（Ｅ
ｕ）、エルビウム（Ｅｒ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）な
どがある。可燃性反応度制御物質の中性子吸収効果は中
性子スペクトルに依存しているため、これらの中性子ス
ペクトルに応じて、最適な中性子吸収断面積をもつ核種
を選定することが望ましい。
【００１３】内張り材の厚みは、例えば０．０５mm程度
とする。この厚みは、余剰反応度の抑制効果など、核燃
料の性能によって変化する。また、合金の場合には、金
属の可燃性反応度制御物質の含有量によっても厚さは変
化する。但し、管製造時に一体的に内張りを形成する場
合には、厚みが薄すぎると製造しにくくなるため、合金
中の金属の可燃性反応度制御物質の含有量を制御して適
当な厚さになるようにするのがよい。
とする。この厚みは、余剰反応度の抑制効果など、核燃
料の性能によって変化する。また、合金の場合には、金
属の可燃性反応度制御物質の含有量によっても厚さは変
化する。但し、管製造時に一体的に内張りを形成する場
合には、厚みが薄すぎると製造しにくくなるため、合金
中の金属の可燃性反応度制御物質の含有量を制御して適
当な厚さになるようにするのがよい。
【００１４】本発明の応用例としては、可燃性反応度制
御物質の熱中性子吸収断面積によっては、本発明の被覆
管を熱中性子束分布の高い場所（例えば、チャンネルボ
ックスやウォータ・ロッドに隣接する場所等）に採用す
ることができる。その場合、集合体内の径方向出力分布
がより平坦化することから、富化度種類数をより減少で
きる。また、局所出力ピーキング係数が発生する箇所の
一つである軸方向中央部に、本発明の被覆管を採用する
と、軸方向出力分布がより平坦化する。
御物質の熱中性子吸収断面積によっては、本発明の被覆
管を熱中性子束分布の高い場所（例えば、チャンネルボ
ックスやウォータ・ロッドに隣接する場所等）に採用す
ることができる。その場合、集合体内の径方向出力分布
がより平坦化することから、富化度種類数をより減少で
きる。また、局所出力ピーキング係数が発生する箇所の
一つである軸方向中央部に、本発明の被覆管を採用する
と、軸方向出力分布がより平坦化する。
【００１５】
【実施例】（実施例１）本発明に係る燃料要素を、新型
転換炉（ＡＴＲ）の高燃焼度ＭＯＸ燃料集合体に適用し
た例について説明する。金属の可燃性反応度制御物質と
して、ここでは１００％の金属ガドリニウム（融点：１
３１２℃）を用いた場合について、核特性評価を実施し
た。
転換炉（ＡＴＲ）の高燃焼度ＭＯＸ燃料集合体に適用し
た例について説明する。金属の可燃性反応度制御物質と
して、ここでは１００％の金属ガドリニウム（融点：１
３１２℃）を用いた場合について、核特性評価を実施し
た。
【００１６】解析ケースを図２に示す。新型転換炉で
は、規則的に配列されたカランドリア管２０を有するカ
ランドリアタンク（図示せず）に減速材（重水）２２が
満たされ、圧力管２４は各カランドリア管２０に挿入さ
れていて、燃料集合体は圧力管内にあり、該圧力管の一
端から流入する冷却材（軽水）２６によって冷却され、
該冷却材は沸騰して蒸気と水との２相流となって他端か
ら流出する構造である。燃料集合体は、多数の燃料要素
を束ねたクラスター型で、中心にスペーサ支持管２８が
位置し、その周囲を３層の同心円周上に燃料要素３０が
配列され、上下両端のタイプレートで固定すると共に水
平方向の構造的安定を図るためにスペーサを設ける。
は、規則的に配列されたカランドリア管２０を有するカ
ランドリアタンク（図示せず）に減速材（重水）２２が
満たされ、圧力管２４は各カランドリア管２０に挿入さ
れていて、燃料集合体は圧力管内にあり、該圧力管の一
端から流入する冷却材（軽水）２６によって冷却され、
該冷却材は沸騰して蒸気と水との２相流となって他端か
ら流出する構造である。燃料集合体は、多数の燃料要素
を束ねたクラスター型で、中心にスペーサ支持管２８が
位置し、その周囲を３層の同心円周上に燃料要素３０が
配列され、上下両端のタイプレートで固定すると共に水
平方向の構造的安定を図るためにスペーサを設ける。
【００１７】燃料要素は、被覆管内に燃料ペレットを充
填した構造である。被覆管の外径は１０．８mm、内径は
９．３mmであり、燃料ペレットの外径は９．１mmであ
る。従来型の被覆管はジルカロイ−２からなり、本発明
における被覆管は、ジルカロイ−２からなる被覆管本体
に金属ガドリニウムが内張りされているが、被覆管の寸
法は従来型と同じに設定されている。
填した構造である。被覆管の外径は１０．８mm、内径は
９．３mmであり、燃料ペレットの外径は９．１mmであ
る。従来型の被覆管はジルカロイ−２からなり、本発明
における被覆管は、ジルカロイ−２からなる被覆管本体
に金属ガドリニウムが内張りされているが、被覆管の寸
法は従来型と同じに設定されている。
【００１８】ケース１ａは、従来技術に基づく比較例で
ある（図２のＡ）。中間層に６本のＵＯ2 −Ｇｄ2 Ｏ3
燃料要素（符号３０ａで示す斜線を付したもの）を配置
し、また燃料集合体内の出力平坦化を図るために、ＭＯ
Ｘ燃料は２種類の富化度分布を設け、合計３種類の富化
度種類の燃料要素で燃料集合体を構成している。各燃料
要素の詳細を表１に示す。
ある（図２のＡ）。中間層に６本のＵＯ2 −Ｇｄ2 Ｏ3
燃料要素（符号３０ａで示す斜線を付したもの）を配置
し、また燃料集合体内の出力平坦化を図るために、ＭＯ
Ｘ燃料は２種類の富化度分布を設け、合計３種類の富化
度種類の燃料要素で燃料集合体を構成している。各燃料
要素の詳細を表１に示す。
【００１９】
【表１】
【００２０】ケース１ｂは、本発明の適用例である（図
２のＢ）。ケース１ａと同様にＭＯＸ燃料は２種類の富
化度分布を設けているが、その他は肉厚０．０５mmの金
属ガドリニウムを内張りした被覆管を用いているだけで
あり、合計２種類の富化度種類の燃料要素で燃料集合体
を構成している。金属ガドリニウムを内張りした被覆管
を用いた燃料要素は、符号３０ｂで示す格子模様を付し
たものである。各燃料要素の詳細を表２に示す。
２のＢ）。ケース１ａと同様にＭＯＸ燃料は２種類の富
化度分布を設けているが、その他は肉厚０．０５mmの金
属ガドリニウムを内張りした被覆管を用いているだけで
あり、合計２種類の富化度種類の燃料要素で燃料集合体
を構成している。金属ガドリニウムを内張りした被覆管
を用いた燃料要素は、符号３０ｂで示す格子模様を付し
たものである。各燃料要素の詳細を表２に示す。
【００２１】
【表２】
【００２２】解析結果を、実効増倍率については図３
に、局所出力ピーキング係数については図４に、それぞ
れ示す。図３及び図４から、実効増倍率及び局所出力ピ
ーキング係数について、本発明の適用例であるケース１
ｂの燃料集合体では、合計２種類の富化度種類の燃料要
素で構成されているにもかかわらず、合計３種類の富化
度種類の燃料要素で構成されている比較例と同程度とな
ることが分かった。
に、局所出力ピーキング係数については図４に、それぞ
れ示す。図３及び図４から、実効増倍率及び局所出力ピ
ーキング係数について、本発明の適用例であるケース１
ｂの燃料集合体では、合計２種類の富化度種類の燃料要
素で構成されているにもかかわらず、合計３種類の富化
度種類の燃料要素で構成されている比較例と同程度とな
ることが分かった。
【００２３】（実施例２）本発明に係る燃料要素を、現
在検討されている１１００ＭＷｅ級ＢＷＲ炉心用のＭＯ
Ｘ燃料集合体に適用した例について説明する。図５のＡ
は従来の燃料要素を用いた場合、図５のＢは本発明に係
る燃料要素を用いた場合である。炉心は正方格子状に燃
料集合体４０と制御棒４２を配置したもので、取出燃焼
度約３９ＧＷｄ／ｔである。燃料集合体４０は、角筒状
の燃料チャンネル４４内に燃料要素４６を９行９列で配
列し、中央部分にウォータロッド４８を配置している。
在検討されている１１００ＭＷｅ級ＢＷＲ炉心用のＭＯ
Ｘ燃料集合体に適用した例について説明する。図５のＡ
は従来の燃料要素を用いた場合、図５のＢは本発明に係
る燃料要素を用いた場合である。炉心は正方格子状に燃
料集合体４０と制御棒４２を配置したもので、取出燃焼
度約３９ＧＷｄ／ｔである。燃料集合体４０は、角筒状
の燃料チャンネル４４内に燃料要素４６を９行９列で配
列し、中央部分にウォータロッド４８を配置している。
【００２４】燃料要素は、被覆管内に燃料ペレットを充
填した構造である。被覆管の外径は１１．２０mm、内径
は９．７８mmであり、燃料ペレットの外径は９．６０mm
である。従来型の被覆管はジルカロイ−２からなり、本
発明における被覆管は、ジルカロイ−２からなる被覆管
本体に金属ガドリニウムが内張り（肉厚０．０７mm）さ
れているが、被覆管の寸法は従来型と同じに設定されて
いる。解析ケースを図５に示す。
填した構造である。被覆管の外径は１１．２０mm、内径
は９．７８mmであり、燃料ペレットの外径は９．６０mm
である。従来型の被覆管はジルカロイ−２からなり、本
発明における被覆管は、ジルカロイ−２からなる被覆管
本体に金属ガドリニウムが内張り（肉厚０．０７mm）さ
れているが、被覆管の寸法は従来型と同じに設定されて
いる。解析ケースを図５に示す。
【００２５】ケース２ａは、従来技術に基づく比較例で
ある（図５のＡ参照）。燃焼初期の余剰反応度を抑制す
るために、可燃性毒物であるガドリニア入りウラン燃料
要素を１６本配置し、また、残り５８本のＭＯＸ燃料要
素については、燃料集合体内の出力分布を平坦化するた
めに、富化度種類数を４種類としている。各燃料要素の
詳細を表３に示す。
ある（図５のＡ参照）。燃焼初期の余剰反応度を抑制す
るために、可燃性毒物であるガドリニア入りウラン燃料
要素を１６本配置し、また、残り５８本のＭＯＸ燃料要
素については、燃料集合体内の出力分布を平坦化するた
めに、富化度種類数を４種類としている。各燃料要素の
詳細を表３に示す。
【００２６】
【表３】
【００２７】ケース２ｂは、本発明の適用例である（図
５のＢ参照）。均一富化度のＵＯ2燃料要素を四隅に１
本ずつ配置し、残りの７０本は均一富化度のＭＯＸ燃料
要素で構成されている。ＭＯＸ燃料は１種類のみであ
り、その一部に肉厚０．０７mmの金属ガドリニウムを内
張りした被覆管を用いている。その金属ガドリニウムを
内張りした被覆管（２重円で示す）を、四隅のＵＯ2 燃
料要素に隣接する８本のＭＯＸ燃料要素に採用してい
る。これにより、プルトニウム装荷量は、ケース２ａの
約２割増となる。各燃料要素の詳細を表４に示す。
５のＢ参照）。均一富化度のＵＯ2燃料要素を四隅に１
本ずつ配置し、残りの７０本は均一富化度のＭＯＸ燃料
要素で構成されている。ＭＯＸ燃料は１種類のみであ
り、その一部に肉厚０．０７mmの金属ガドリニウムを内
張りした被覆管を用いている。その金属ガドリニウムを
内張りした被覆管（２重円で示す）を、四隅のＵＯ2 燃
料要素に隣接する８本のＭＯＸ燃料要素に採用してい
る。これにより、プルトニウム装荷量は、ケース２ａの
約２割増となる。各燃料要素の詳細を表４に示す。
【００２８】
【表４】
【００２９】解析結果を、無限増倍率については図６
に、局所出力ピーキング係数については図７に、それぞ
れ示す。図６に示すように、燃焼初期の余剰反応度の抑
制効果は、両ケース共に同程度である。また、図７に示
すように、局所出力ピーキング係数は、両ケース共に最
大約１．３となった。
に、局所出力ピーキング係数については図７に、それぞ
れ示す。図６に示すように、燃焼初期の余剰反応度の抑
制効果は、両ケース共に同程度である。また、図７に示
すように、局所出力ピーキング係数は、両ケース共に最
大約１．３となった。
【００３０】
【発明の効果】本発明は上記のように、金属の可燃性反
応度制御物質で内張りした燃料被覆管内に、可燃性反応
度制御物質を含有しない燃料ペレットを充填した原子炉
用燃料要素であるから、次のような効果が得られる。 従来のＵＯ2 −Ｇｄ2 Ｏ3 燃料ペレットを用いた場合
と同様に燃焼初期の余剰反応度を抑制することが可能で
あり、またＵＯ2 −Ｇｄ2 Ｏ3 燃料ペレットを使用しな
い分、富化度種類数を減少できるので、製造・製品管理
等が容易になり、燃料製造コストを低減できる。 本発明で用いる被覆管は、非核燃料製造施設で製造で
きることから、従来のようなＵＯ2 −Ｇｄ2 Ｏ3 燃料ペ
レット専用の製造ラインを設ける必要がなく、ガドリニ
ウム入りでない燃料ペレットの製造ラインに転用するこ
とができ、その点でも燃料製造コストを低減できる。 ＭＯＸ燃料集合体の場合、ＵＯ2 −Ｇｄ2 Ｏ3 燃料ペ
レットを使用しないことから、その分プルトニウム装荷
量を増やすことができる。
応度制御物質で内張りした燃料被覆管内に、可燃性反応
度制御物質を含有しない燃料ペレットを充填した原子炉
用燃料要素であるから、次のような効果が得られる。 従来のＵＯ2 −Ｇｄ2 Ｏ3 燃料ペレットを用いた場合
と同様に燃焼初期の余剰反応度を抑制することが可能で
あり、またＵＯ2 −Ｇｄ2 Ｏ3 燃料ペレットを使用しな
い分、富化度種類数を減少できるので、製造・製品管理
等が容易になり、燃料製造コストを低減できる。 本発明で用いる被覆管は、非核燃料製造施設で製造で
きることから、従来のようなＵＯ2 −Ｇｄ2 Ｏ3 燃料ペ
レット専用の製造ラインを設ける必要がなく、ガドリニ
ウム入りでない燃料ペレットの製造ラインに転用するこ
とができ、その点でも燃料製造コストを低減できる。 ＭＯＸ燃料集合体の場合、ＵＯ2 −Ｇｄ2 Ｏ3 燃料ペ
レットを使用しないことから、その分プルトニウム装荷
量を増やすことができる。
【図１】本発明に係る原子炉用燃料要素の一実施例を示
す説明図。
す説明図。
【図２】実施例１における燃料集合体の説明図。
【図３】実施例１における燃焼に伴う実効増倍率の変化
を示す比較図。
を示す比較図。
【図４】実施例１における燃焼に伴う局所出力ピーキン
グ係数の変化を示す比較図。
グ係数の変化を示す比較図。
【図５】実施例２における燃料集合体の説明図。
【図６】実施例２における燃焼に伴う無限増倍率の変化
を示す比較図。
を示す比較図。
【図７】実施例２における燃焼に伴う局所出力ピーキン
グ係数の変化を示す比較図。
グ係数の変化を示す比較図。
【符号の説明】 １０ 被覆管本体 １２ 可燃性反応度制御物質 １４ 燃料被覆管 １６ 燃料ペレット
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１２年２月８日（２０００．２．８）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小森 和也 茨城県那珂郡東海村大字村松４番地33 核 燃料サイクル開発機構東海事業所内・原子 力技術株式会社所属
Claims (3)
- 【請求項１】 金属の可燃性反応度制御物質で内張りし
た燃料被覆管内に、可燃性反応度制御物質を含有しない
燃料ペレットを充填したことを特徴とする原子炉用燃料
要素。 - 【請求項２】 金属の可燃性反応度制御物質を含む合金
で内張りした燃料被覆管内に、可燃性反応度制御物質を
含有しない燃料ペレットを充填したことを特徴とする原
子炉用燃料要素。 - 【請求項３】 燃料被覆管の本体部分がジルカロイから
なり、金属の可燃性反応度制御物質が金属ガドリニウム
である請求項１又は２記載の原子炉用燃料要素。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11108232A JP2000298187A (ja) | 1999-04-15 | 1999-04-15 | 原子炉用燃料要素 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11108232A JP2000298187A (ja) | 1999-04-15 | 1999-04-15 | 原子炉用燃料要素 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000298187A true JP2000298187A (ja) | 2000-10-24 |
Family
ID=14479424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11108232A Pending JP2000298187A (ja) | 1999-04-15 | 1999-04-15 | 原子炉用燃料要素 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000298187A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9165691B2 (en) | 2009-04-17 | 2015-10-20 | Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc | Burnable poison materials and apparatuses for nuclear reactors and methods of using the same |
-
1999
- 1999-04-15 JP JP11108232A patent/JP2000298187A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9165691B2 (en) | 2009-04-17 | 2015-10-20 | Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc | Burnable poison materials and apparatuses for nuclear reactors and methods of using the same |
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