JP2006162613A - 原子炉のための燃料棒集合体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】原子炉の燃料バンドル用の燃料棒集合体100は、燃料棒集合体の軸方向長さを形成するために、上端部片120、下端部片130、及び上端部片と下端部片との間に互いに連結された複数の燃料棒セグメント110を含む。燃料棒集合体は、隣接する燃料棒セグメントを連結するため、または所与の燃料棒セグメントを上端部片及び下端部片のうちの一方に連結するために所与の連結点に設けられたアダプタ部分組立体300を含む。燃料棒集合体の軸方向長さに沿った連結点は、その燃料棒集合体が燃料バンドル内のスペーサと接触する位置に配置される。1つ以上の燃料棒集合体を含む燃料バンドルが原子炉の炉心内で照射されるときに所望の同位元素を生成するために、燃料棒セグメントはその中に照射ターゲットを含む。
【選択図】図2A
Description
照射ターゲットを含む燃料棒集合体100の1つまたはそれ以上が原子炉の燃料バンドル(図1Aの燃料バンドル10のような)内で照射されて1つまたはそれ以上の所望の同位元素を発生させる特定の方法が、発明者らによる、「Methods of Producing Isotopes in Power Nuclear Reactors」と題された本発明の譲受人に譲渡された同時係属出願においてより詳細に記載されている(弁理士Docket No.158486−1)。従って、これらのプロセスの詳細な考察は、簡潔にするために本明細書では省略する。
100、100′ 燃料棒集合体
110、110a、110b 燃料棒セグメント
120 上端部片
130 下端部片
300、300′ アダプタ部分組立体
620 照射ターゲット
Claims (20)
- 原子炉用の燃料棒集合体(100、100′)であって、前記原子炉が該燃料棒集合体と他の燃料棒とを含む燃料バンドル(10)を含み、前記燃料棒集合体及び他の燃料棒が前記燃料バンドル内の様々な軸方向位置に設けられた複数のスペーサにより前記燃料バンドル内で互いに離間した関係で維持されて、前記燃料バンドル内の燃料棒間に炉心冷却材を流す通路を形成するようにし、前記燃料棒集合体が、
上端部片(120)と、
下端部片(130)と、
前記燃料棒集合体の軸方向長さを形成するために前記上端部片と前記下端部片との間に互いに取り付けられた複数の燃料棒セグメント(110)とを具備し、
隣接する燃料棒セグメント同士が、または所与の燃料棒セグメントと前記上端部片及び下端部片の一方とが、前記燃料バンドル内で前記燃料棒集合体がスペーサと接触する前記燃料棒集合体の軸方向長さに沿った連結点において、連結されることを特徴とする燃料棒集合体(100、100′)。 - 前記燃料棒集合体に接触する所与のスペーサの一部分が、隣接する燃料棒セグメント、または所与の燃料棒セグメントと前記上端部片及び前記下端部片のうちの一方との間の連結点を実質的に覆って、フレッティング磨耗に起因する接触点での前記燃料棒集合体に対する潜在的な損傷の影響を実質的に排除するようになることを特徴とする請求項1に記載の燃料棒集合体。
- 隣接する燃料棒セグメントを連結するために、または所与の燃料棒セグメントを前記上端部片及び前記下端部片のうちの一方と連結するために、各スペーサ・燃料棒間セグメント位置に設けられたアダプタ部分組立体(300)を更に備える請求項1に記載の燃料棒集合体。
- 前記アダプタ部分組立体300が、対応するメス側コネクタ(350″)と係合して、2つの燃料棒セグメントを連結する、または1つの燃料棒セグメントを前記上端部片及び前記下端部片のうちの一方と連結するオス側コネクタ(330″)を含むプッシュスナップロック機構として具現化される請求項3に記載の燃料棒集合体。
- 前記オス側コネクタが、その一方の端部に拡大可能な差し込み式スプリングプラグ(1205)を含み、
前記メス側コネクタが、2つの隣接する燃料棒セグメントを連結するため、または所与の燃料棒セグメントを前記上端部片及び前記下端部片のうちの一方に連結するために、前記差し込み式スプリングプラグをその中に受け入れるよう適合された継手取付部(1210)で終端する内部キャビティ(358′)を含み、
前記継手取付部に対する前記差し込み式スプリングプラグの係合が、プッシュスナップロック機構を形成する請求項4に記載の燃料棒集合体。 - 前記アダプタ部分組立体が、
前記燃料棒セグメント、前記上端部片、及び前記下端部片のうちの1つに連結された第1の端部(332)を有するオス側アダプタプラグと、
隣接する燃料棒セグメント、隣接する上端部片、及び隣接する下端部片のうちの1つに連結された第1の端部(352)を有するメス側アダプタプラグと、
2つの隣接する燃料棒セグメントを相互連結するため、または1つの燃料棒セグメントを前記上端部片及び前記下端部片のうちの隣接する一方に連結するために、第2の端部(354)において前記メス側アダプタプラグ内に受け入れることのできる前記オス側アダプタプラグの第2の端部(334)と、
を含み、
前記メス側アダプタプラグの第2の端部が、凹状傾斜部分(359)を有し且つ前記オス側アダプタプラグを前記メス側アダプタプラグ内に連結する時に自己整列補助部として構成可能なキャビティ(358、358′)を含むことを特徴とする請求項3に記載の燃料棒集合体。 - 前記メス側アダプタプラグが、
前記第1の端部と前記第2の端部との間に連結され、該第2の端部において開いて、前記オス側アダプタプラグ上の対応するネジ山(356)を受け入れるための、嵌合ネジ山をその表面上に含むキャビティを形成するほぼ円筒状の部分(353)と、
前記燃料棒セグメント、前記上端部片、及び前記下端部片のうちの1つの端部に前記メス側アダプタプラグを取り付けるために、前記第1の端部にある溶接整列部材(355)と、
所与の燃料棒セグメント、前記上端部片、または前記下端部片の取り外しまたは分解を容易にするために、前記第1の端部において前記円筒部分の表面の周りで円周方向に形成された複数の凹部(357)と、
所与の燃料棒セグメント、前記上端部片、または前記下端部片の取り外し、交換、または分解を容易にするために、前記アダプタ部分組立体を破断、折損、または切断する位置を識別する第2の端部において前記円筒部分の周りに円周方向に形成された凹み破断線(360)と、
を含む請求項6に記載の燃料棒集合体。 - 前記オス側アダプタプラグが、
燃料棒セグメント、前記上端部片、及び前記下端部片のうちの1つの端部に取り付けるため、前記オス側アダプタプラグの第1の端部に前記溶接整列部材(355)を含み、且つ所与の燃料棒セグメント、前記上端部片、または前記下端部片の取り外しまたは分解を容易にするために表面上に円周方向に形成された複数の凹部(357)を含むほぼ円筒状の部分(333)と、
前記円筒部分に連結され、該円筒部分の直径よりも小さい直径を有する中間部材(339)と、
前記オス側アダプタプラグの第2の端部において前記中間部材から延び、前記メス側アダプタプラグの対応する嵌合ネジ山と係合するためのネジ山をその上に含む延長部分(338)と、
を含み、
前記延長部分が、前記オス側アダプタプラグの第2の端部においてほぼ円錐形の端部(336)になるよう先細となっており、該円錐形端部が、単一のアダプタ部分組立体として前記メス側アダプタプラグを前記オス側アダプタプラグに連結するための自己整列補助部として構成されることを特徴とする請求項6に記載の燃料棒集合体。 - 前記複数の燃料棒セグメントの各々は、隣接する燃料棒セグメントが前記燃料バンドル内の各所与のスペーサ位置において連結されるように同一の長さであることを特徴とする請求項1に記載の燃料棒集合体。
- 前記燃料棒セグメントの1つまたはそれ以上は核燃料を含むが、隣接する燃料棒セグメントを連結し、または所与の燃料棒セグメントを隣接する上端部片または下端部片のうちの一方に連結する所与のアダプタ部分組立体には核燃料が配置されず、フレッティング磨耗に起因する接触点における前記燃料棒集合体に対する潜在的損傷の影響を実質的に排除するようになることを特徴とする請求項1に記載の燃料棒集合体。
- 原子炉の燃料バンドル用のマルチセグメント燃料棒(100、100′)であって、
上端部片(120)と、
下端部片(130)と、
前記マルチセグメント燃料棒の軸方向長さを形成するために、前記上端部片と前記下端部片との間に互いに取り付けられた複数の燃料棒セグメント(110)とを備え、
燃料棒セグメントの少なくとも1つが、少なくとも1つのマルチセグメント燃料棒を含む燃料バンドル(10)が炉心内で照射されるときに、所望の同位元素を生成するため少なくとも1つの照射ターゲット(620)を収容することを特徴とするマルチセグメント燃料棒(100、100′)。 - 前記少なくとも1つの照射ターゲットを収容する前記少なくとも1つの燃料棒セグメントが核燃料を含まず、マルチセグメント燃料棒の1つまたはそれ以上の他の燃料棒セグメントが核燃料を含むことを特徴とする請求項11に記載のマルチセグメント燃料棒。
- 前記複数の燃料棒セグメントのうちの少なくとも1つが、少なくとも1つの容器組立体をその中に含み、前記容器組立体が、
少なくとも1つの照射ターゲットをその中に含む第1及び第2の端部を有する容器と、
前記容器内に少なくとも1つの照射ターゲットを密閉するために、前記第1及び第2の端部のうちの少なくとも1つに取り付けられた末端キャップと、
を含むことを特徴とする請求項11に記載のマルチセグメント燃料棒。 - 容器組立体または該容器組立体の容器を収容する燃料棒セグメントの少なくとも1つが、その中の前記ターゲット材料を示す標識をその上に含むことを特徴とする請求項11に記載のマルチセグメント燃料棒。
- 原子炉の燃料バンドル(10)用の燃料棒集合体(100、100′)であって、
上端部片(120)と、
下端部片(130)と、
前記燃料棒集合体の軸方向長さを形成するために前記上端部片と前記下端部片との間に互いに連結された複数の燃料棒セグメント(110)と、
隣接する燃料棒セグメントを連結するために、または所与の燃料棒セグメントを前記上端部片及び前記下端部片のうちの一方に連結するために各連結点に設けられたアダプタ部分組立体(300、300a、300′)と、を備える燃料棒集合体(100、100′)。 - 前記複数の燃料棒セグメント、前記上端部片、前記下端部片、及び前記アダプタ部分組立体の長さが可変的であることを特徴とする請求項15に記載の燃料棒集合体。
- 前記複数の燃料棒セグメントの各々が同一の長さであり、且つ前記アダプタ部分組立体の各々が等しい長さであることを特徴とする請求項15に記載の燃料棒集合体。
- 前記燃料バンドル内の前記燃料棒集合体及び他の燃料棒が、前記燃料バンドル内の所与の軸方向位置に設けられた複数のスペーサにより互いに離間した関係で維持されて、前記燃料バンドル内の燃料棒間に炉冷却材を流す通路を形成するようにし、隣接する燃料棒セグメント間の追加的な相互連結部が、前記燃料バンドル内のスペーサ間にある前記燃料棒集合体の軸方向長さに沿った点に配置されていることを特徴とする請求項15に記載の燃料棒集合体。
- 燃料棒セグメントの1つまたはそれ以上は核燃料を含むが、隣接する燃料棒セグメント間、または所与の燃料棒セグメントと前記上端部片及び前記下端部片のうちの一方との間の所与の燃料棒セグメントには核燃料が配置されず、どのようなフレッティング磨耗も前記アダプタ部分組立体において生じるが核燃料をその中に含む前記燃料棒集合体の一部上では生じないことにより、前記燃料棒集合体に対する潜在的損傷の影響を実質的に排除するようになることを特徴とする請求項18に記載の燃料棒集合体。
- 少なくとも1つの燃料棒集合体を含む燃料バンドルが炉心内で照射されるときに、少なくとも1つの前記燃料棒セグメントが、所望の同位元素を生成するために固体、液体、及び気体のうちの1つとして具現化される少なくとも1つの照射ターゲットを収容し、前記複数の燃料棒セグメントのうちの少なくとも1つが、少なくとも1つの容器組立体(600)をその中に含み、該容器組立体が、
前記少なくとも1つの照射ターゲット(620)をその中に含む第1の端部(611)及び第2の端部(612)を有する少なくとも1つの容器(610)と、
前記容器をシールするために、前記第1及び第2の端部のうちの少なくとも1つに取り付けられる末端キャップ(630)と、
を含むことを特徴とする請求項15に記載の燃料棒集合体。
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