JP2008286529A - 原子燃料サイクル施設の臨界管理方法、二酸化ウラン粉末の製造方法、原子炉燃料棒および燃料集合体 - Google Patents
原子燃料サイクル施設の臨界管理方法、二酸化ウラン粉末の製造方法、原子炉燃料棒および燃料集合体 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】燃料成形加工施設で取り扱うウラン濃縮度5wt%超のUO2粉末に微量、例えば0.1wt%未満のガドリニアを均一に添加して、ウラン濃縮度5wt%のUO2粉末の臨界安全上の制限となる質量管理あるいは形状寸法管理の制限値における中性子実効増倍率の最大値と等しいか、これよりも小さくなるように原子燃料サイクル施設の臨界管理を行う。
【選択図】 図4
Description
本発明に係る原子燃料サイクル施設の臨界管理方法の第1実施形態について、図4から5を参照して説明する。
本発明に係るUO2粉末の製造方法の第2実施形態について、図6から図8を参照して説明する。
本発明に係る原子炉燃料棒の第3実施形態について、図9を参照して説明する。
本発明に係る軽水炉用燃料集合体の第4実施形態について、図10から図13を参照して説明する。
本発明に係る原子燃料サイクル施設の臨界管理方法の第5実施形態について、図14から図15を参照して説明する。
2 燃料被覆管
3 下部端栓
4 燃料ペレット
5 プレナムスプリング
6 上部端栓
Claims (10)
- ウラン濃縮度が5wt%を超える二酸化ウランに0.1wt%未満のガドリニアを添加して原子炉燃料を製造し、
この原子炉燃料を取り扱う工程の二酸化ウラン体系の中性子実効増倍率を、
ウラン濃縮度が5wt%の二酸化ウラン体系の中性子実効増倍率の最大値以下になるようにすること、
を特徴とする原子燃料サイクル施設の臨界管理法。 - 燃料成形加工施設について、ウラン濃縮度が5wt%の二酸化ウラン粉末の隙間に水が浸透し、かつ前記二酸化ウラン粉末の周囲が水で満たされた完全水没の条件下で、ウラン全濃度範囲における臨界安全設計に関わる一定の質量を超える燃料は扱わない質量管理あるいは一定の形状、寸法を超える燃料は扱わない形状寸法管理の未臨界性を確保する制限条件で規定される各々の中性子実効増倍率の最大値において、
ウラン濃縮度が5wt%を超える二酸化ウラン粉末の中性子実効増倍率の最大値が、前記5wt%濃縮度の二酸化ウラン粉末の中性子実効増倍率の最大値以下になるように、ウラン濃縮度が5wt%を超える二酸化ウラン粉末に添加するガドリニアの濃度を設定することを特徴とする請求項1に記載の原子燃料サイクル施設の臨界管理法。 - ウラン濃縮度が5wt%を超える二酸化ウラン粉末の最高ウラン濃縮度が10wt%であり、添加するガドリニアの濃度を305ppm以上、915ppm以下の範囲であることを特徴とする請求項1または2に記載の原子燃料サイクル施設の臨界管理法。
- ウラン濃縮度が5wt%を超える二酸化ウラン粉末に添加するガドリニアの濃度はウラン濃縮度5wt%から超過したウラン濃縮度に比例し、この比例定数はウラン濃縮度10wt%の二酸化ウラン粉末に添加するガドリニアの濃度を5で除した値とすることを特徴とする請求項3に記載の原子燃料サイクル施設の臨界管理法。
- 六フッ化ウランを再転換して二酸化ウラン粉末を製造する方法において、
再転換工程中のウラン溶液に硝酸ガドリニウム水溶液を添加し、
0.1wt%未満のガドリニアが均一に混合したウラン濃縮度が5wt%を超える二酸化ウラン粉末を製造することを特徴とする二酸化ウラン粉末の製造方法。 - ウラン濃縮度が5wt%を超える二酸化ウラン粉末に略1から10wt%のガドリニアを添加して第1の混合粉末を調整し、
前記第1の混合粉末にウラン濃縮度が5wt%を超える二酸化ウラン粉末を多段階に添加して混合粉末を調整し、
0.1wt%未満のガドリニアが均一に混合したウラン濃縮度が5wt%を超える二酸化ウラン粉末を製造することを特徴とする二酸化ウラン粉末の製造方法。 - 下端に下部端栓が溶接された円筒形状の燃料被覆管と、前記燃料被覆管に円柱形状に形成された燃料ペレットが装填され、前記燃料被覆管の上部中空部に前記燃料ペレットを弾性押圧支持するプレナムスプリングを入れて、前記燃料被覆管の上端に上部端栓が溶接されて構成される原子炉燃料棒において、
0.1wt%未満のガドリニアが均一に混合したウラン濃縮度が5wt%を超える二酸化ウラン粉末を成形加工した燃料ペレットが充填されたことを特徴とする原子炉燃料棒。 - 原子炉運転中の炉心反応度および出力分布を制御する0.1wt%以上のガドリニア濃度の高い第1の原子炉燃料棒と、
0.1wt%未満のガドリニアが均一に混合したウラン濃縮度が5wt%を超える二酸化ウラン粉末を成形加工した燃料ペレットが充填された請求項7に記載の第2の原子炉燃料棒と、
を組み合わせて構成されることを特徴とする軽水炉用燃料集合体。 - ウラン濃縮度5wt%以下の第3の原子炉燃料棒をさらに組み合わせて構成されることを特徴とする請求項8に記載の軽水炉用燃料集合体。
- 請求項8または9に記載の軽水炉用燃料集合体もしくは請求項9の軽水炉用燃料集合体における0.1wt%以上のガドリニア濃度の高い第1の原子炉燃料棒と濃縮度5wt%以下の第3の原子炉燃料棒のみの組み合わせで構成される軽水炉用燃料集合体を収納する燃料貯蔵プールおよび使用済燃料輸送・貯蔵キャスクの臨界管理法において、
燃料集合体の中性子実効増倍率を原子炉燃料の全燃焼期間にわたり最大の中性子実効増倍率を有する原子炉燃料と仮定して、当該燃料集合体を収納する燃料貯蔵プールおよび使用済燃料輸送・貯蔵キャスクの未臨界性を確保することを特徴とする原子燃料サイクル施設の臨界管理法。
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