JP2010145354A - 長期連続運転用原子炉の炉心 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の原子炉炉心によれば、単一の核分裂性物質濃縮度の燃料を使用し、長期間連続運転される場合、炉心滞在第一サイクルと第二サイクルの燃料のみを使用するため、炉心中心部で熱的余裕が少なくなり、これを解消するため炉心滞在第三サイクルの燃料を炉心中心部に装荷すると、燃焼度の制限値を超える可能性があった。
【解決手段】平均核分裂性物質濃度の異なる２種類の燃料集合体を有し、高濃縮度燃料集合体の平均炉心滞在サイクル数より大きい平均炉心滞在サイクル数を有する低濃縮度燃料集合体を有し、炉心の最外周部には、炉心滞在最終サイクルの低濃縮度燃料集合体が混在して装荷され、炉心外周部には、炉心滞在サイクル数の異なる高濃縮度燃料集合体が混在して装荷され、炉心中心部には、炉心滞在最終サイクル前の高濃縮度燃料集合体と炉心滞在最終サイクル前の低濃縮度燃料集合体と炉心滞在最終サイクルの低濃縮度燃料集合体が混在して装荷される。
【選択図】図１

Description

本発明は、高燃焼度で長期間連続運転する原子炉の炉心に関する。

特に、炉心の熱的余裕の確保をすると共に、炉内に滞在の全燃料集合体の燃焼度が制限値を超えるない原子炉の炉心に関する。

沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）の燃料集合体および燃料棒の設計は、一般的に該原子炉の目標とする運転期間の長さによって決められる。

原子炉の運転期間の長さにより、燃料の核分裂性物質濃度（以下「濃縮度」と略称する）および可燃性毒物の濃度が適切に決められ、燃料集合体および燃料棒が設計される。

最近では、原子炉の運転期間は長期サイクル化が求められる傾向にあり、かつ、高出力化が求められる傾向にある。

原子炉が長期サイクルで運転を行った場合にも、燃料の経済性を損なわないように、燃料の濃縮度は高められる傾向にある。

一方、燃料の高燃焼度も求められている。

従来から燃料の濃縮度は順次高くなってきているが、濃縮度の高い燃料を使用する方が経済的にも有利であることから、従来は、移行期間を除き炉心内は１種類の濃縮度の燃料が装荷されていた。

一般に、燃料の濃縮度を高くすると、出力が大きくなる一方、燃焼が速くなる。

原子炉の運転では、燃料棒の健全性を確保する観点から、燃料の熱的特性の制限値、たとえば燃料の最大線出力密度、限界出力などからの余裕（熱的余裕）を十分に確保することが必要である。

経験的にある値以下の線出力密度であれば燃料棒が破損しない閾値があり、原子炉の運転はこの限界出力を超えないようにしなければならない。前記限界出力は、燃料棒温度が上昇するいわゆる沸騰遷移現象によって把握することができる。

運転中はこの限界出力に対する熱的余裕を十分に確保する必要があるため、原子炉の燃料の濃縮度の上限が定められている。

原子炉の運転期間が２４ヶ月程度の長期サイクル運転に長期化され、かつ、高い出力が要求されると、燃料の濃縮度を高めたとしても、燃料の濃縮度の上限が定められているため、燃料のバッチサイズは２サイクルと３サイクルの間になってしまうケースが多くなる。

なお、燃料のバッチサイズとは、燃料の使用可能期間を原子炉の運転期間で割った値である。

この場合、燃料は炉心滞在の第三サイクルを全期間燃焼することができないため、ほとんどの燃料は炉心滞在第二サイクル後に取り出されてしまう。なお、炉心滞在第一サイクルとは、燃料が最初に使用される原子炉の運転期間である。以下、炉心滞在第二サイクル、炉心滞在第三サイクルとは、順次燃料が二回目、三回目に使用される原子炉の運転期間である。炉心滞在最終サイクルとは、燃料が使用される最後の原子炉の運転期間である。

燃料の濃縮度を高め、燃料のバッチサイズが２サイクルと３サイクルの間になってしまってほとんどの燃料が炉心滞在第二サイクル後に取り出されてしまうような場合、炉内に滞在する燃料は炉心滞在第一サイクルの燃料、および、まだ出力が高い炉心滞在第二サイクルの燃料になってしまい、出力が高く、燃料の熱的特性の制限値に対して厳しい部分が炉心の中心部に発生する可能性がある。

これを抑えるため、少量の燃料を炉心滞在第三サイクルまで使用するようにし、これらの炉心滞在第三サイクルの燃料を炉心の中心部に装荷すると、これらの炉心滞在第三サイクルの燃料は燃焼度が制限値を超えてしまう可能性がある。

なお、燃焼度は、核燃料の消費の度合いを示す数値であり、単位重量あたりの熱出力（ＭＷｄ／ｔ）で表され、上限が定められている。バッチサイズが２サイクルと３サイクルの間の燃料を炉心中心部において炉心滞在第三サイクルまで使用すると、燃料の消費の度合いすなわち燃焼度が制限値を超えることが生じる。

このように、従来の原子炉炉心によれば、単一の核分裂性物質濃縮度の燃料を使用し、長期間連続運転される場合、炉心滞在第一サイクルおよび炉心滞在第二サイクルの燃料のみを使用するため、炉心中心部で熱的余裕が少なくなり、これを解消しようとして炉心滞在第三サイクルの燃料を炉心中心部に装荷すると、燃焼度の制限値を超える可能性があった。

そこで、本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、高燃焼度、長期連続運転の原子炉の炉心において、炉心の熱的余裕の確保をすると共に、炉内滞在中の全燃料集合体の燃焼度が制限値を超えることのない原子炉の炉心を提供することにある。

本発明による炉心は、
平均核分裂性物質濃度の異なる２種類の燃料集合体を有し、
平均核分裂性物質濃度が高い高濃縮度燃料集合体の平均炉心滞在サイクル数より大きい平均炉心滞在サイクル数を有する平均核分裂性物質濃度が低い低濃縮度燃料集合体を有し、
炉心の最外周部には、炉心滞在最終サイクルの低濃縮度燃料集合体が混在して装荷され、
前記炉心最外周部の内側の炉心外周部には、炉心滞在サイクル数の異なる高濃縮度燃料集合体が混在して装荷され、
前記炉心外周部の内側の炉心中心部には、炉心滞在最終サイクル前の高濃縮度燃料集合体と炉心滞在最終サイクル前の低濃縮度燃料集合体と炉心滞在最終サイクルの低濃縮度燃料集合体が混在して装荷されている、ことを特徴とする。

また、本発明による他の炉心は、
平均核分裂性物質濃度の異なる２種類の燃料集合体を有し、
炉心の最外周部には、炉心滞在最終サイクルの平均核分裂性物質濃度が高い高濃縮度燃料集合体と炉心滞在最終サイクルの平均核分裂性物質濃度が低い低濃縮度燃料集合体が混在して装荷され、
前記炉心最外周部の内側の炉心外周部には、炉心滞在最終サイクル前の高濃縮度燃料集合体が混在して装荷され、
前記炉心外周部の内側の炉心中心部には、炉心滞在最終サイクル前の高濃縮度燃料集合体と炉心滞在第一サイクルの低濃縮度燃料集合体が混在して装荷されている、ことを特徴とする。

前記高濃縮度燃料集合体と前記低濃縮度燃料集合体の間の平均核分裂性物質濃度を有する１種類以上の中間濃度燃料集合体を有し、前記中間濃度燃料集合体は、炉心滞在サイクルが低いときは炉心中心部に装荷され、炉心滞在サイクルが高くなるにつれて炉心外周部に装荷されるようにすることができる。

前記炉心中心部に装荷される炉心滞在最終サイクルの低濃縮度燃料集合体は、コントロールセルに装荷されているようにすることができる。

前記高濃縮度燃料集合体と前記低濃縮度燃料集合体の核分裂性物質濃度差は、０．２ｗｔ％以上あるようにすることができる。

前記高濃縮度燃料集合体と前記低濃縮度燃料集合体の外周部には、核分裂性物質濃度が低い燃料棒が配置され、前記外周部の燃料棒の核分裂性物質濃度のその燃料集合体の集合体平均核分裂性物質濃度に対する比を、燃料集合体の核分裂性物質濃度差比とすると、前記低濃縮度燃料集合体の核分裂性物質濃度差比は、前記高濃縮度燃料集合体の核分裂性物質濃度差比より大きいようにすることができる。

前記低濃度集合体の制御棒側に最も近い（１，１）、（１，２）、（２，１）位置の燃料棒の核分裂性物質濃度が、前記高濃縮度燃料集合体の同一位置の燃料棒の核分裂性物質濃度より低いようにすることができる。

核分裂性物質はウランおよびプルトニウム、トリウムを含むようにすることができる。

本発明の炉心によれば、炉心滞在最終サイクル前の低濃縮度燃料集合体（Ｌ１，Ｌ２）を炉心最外周部に装荷し、炉心滞在最終サイクルの低濃縮度燃料集合体（Ｌ３）を炉心中心部に装荷するようにしている。

一般に、燃料の濃縮度を高くすると、出力が大きくなる一方、燃焼が速くなる。反対に、燃料の濃縮度を低くすると、出力が小さくなる一方、燃焼が遅くなり燃焼度の進行が遅くなる。

本発明においては、低濃縮度燃料集合体の炉心滞在最終サイクルを炉心中心部に装荷するため、炉心中心部の出力の過度の上昇を抑え、これによって炉心中心部の熱的余裕を大きくし、かつ、低濃縮度燃料集合体の燃焼度の進行が遅いため、炉心滞在最終サイクルまで炉心に滞在させても、燃焼度が制限値５５ＧＷｄ／ｔを超えることがない。

すなわち、本発明によれば、高濃度燃料集合体と低濃度燃料集合体とを用いることにより、炉心の熱的余裕を十分確保することができるとともに、燃料の燃焼度が制限値５５ＧＷｄ／ｔを超えることを防止することができるのである。

次に、本発明を実施するための最良の形態について以下に説明する。

図１に、本発明の第1の実施形態による原子炉の炉心の構成を示す。

図１は、本実施形態による沸騰水型原子力発電所（ＢＷＲ）のＢＷＲ／５型取替炉心を1／４サイズで示している。

本実施形態では、運転サイクル長さとして２４ヶ月（１サイクル）を想定している。本実施形態の取替燃料集合体の多数は、燃料集合体の集合体平均核分裂性物質濃度が3.9重量％程度に設計されている。一方、相対的に少数の燃料集合体は、燃料集合体の集合体平均核分裂性物質濃度が3.9重量％よりも0.2重量％以上低く設計している。

ここでは、前者の平均核分裂性物質濃度が高い燃料集合体を「高濃縮度燃料集合体」と呼び、後者の平均核分裂性物質濃度が低い燃料集合体を「低濃縮度燃料集合体」と呼ぶ。

この高濃縮度燃料集合体を使用したとき、ＢＷＲ／５炉心（総燃料体数７６４体）の場合、取替燃料体数は３００体強となり、燃料の平均炉心滞在サイクル数は約２．５サイクルとなる。ほとんどの高濃縮度燃料集合体は２サイクル炉心に滞在した後に取り出される（図１の右側の表参照）。

なお、「平均炉心滞在サイクル数」とは、燃料集合体の炉心滞在サイクル数の総和を燃料集合体の総数で割ったものである。

これに対して、低濃縮度燃料集合体の多数は３サイクルまで炉心に滞在した後に取り出される（同じく図１の右側の表参照）。すなわち、低濃縮度燃料集合体の平均炉心滞在サイクル数は高濃縮度燃料集合体のそれより大きくなっている。

炉内に装荷される燃料集合体（高濃縮度燃料集合体と低濃縮度燃料集合体の双方の燃料集合体）の燃料には、核分裂性物質であるウラン２３５と共に可燃性毒物であるガドリニアが含まれており、このガドリニアによって中性子が吸収され、中性子の増倍率を制御している。

核分裂性物質にはウランの他、プルトニウム、トリウムが含まれる。

図１に示すように、本実施形態による炉心は、炉心の最外周部に、炉心滞在最終サイクルの低濃縮度燃料集合体が混在して装荷されている。

すなわち、図１に示すように、炉心の最外周部には、特に炉心最外周には、炉心滞在第三サイクルの低濃縮度燃料集合体（Ｌ３）が、混在比率が高い状態で装荷されている。炉心の最外周部には、この他に、炉心滞在第三サイクルの高濃縮度燃料集合体（３）と、炉心滞在第一サイクルの低濃縮度燃料集合体（Ｌ１）と、炉心滞在第二サイクルの低濃縮度燃料集合体（Ｌ２）が装荷されている。炉心滞在第三サイクルの高濃縮度燃料集合体（３）と、炉心滞在第一サイクルの低濃縮度燃料集合体（Ｌ１）と、炉心滞在第二サイクルの低濃縮度燃料集合体（Ｌ２）の装荷数は、原子炉の要求により適宜調整することができる。

なお、「炉心の最外周部」は、炉心の最外周とその内側の数列の燃料集合体をいい、炉心の最外周からどの程度内側までを炉心の最外周部というかは、原子炉の要求により適宜決定される。

炉心滞在第三サイクルの低濃縮度燃料集合体（Ｌ３）は、後述する炉心中心部とこの炉心最外周部にのみ装荷される。この意味で、炉心滞在第三サイクルの低濃縮度燃料集合体（Ｌ３）の炉心における混在比率は、炉心中心部と炉心最外周部において高い。

前記炉心最外周部の内側の炉心外周部について見れば、この炉心外周部には、炉心滞在サイクル数の異なる高濃縮度燃料集合体が混在して装荷されている。

すなわち、図１の例では、炉心外周部には、ガドリニアが含まれる炉心滞在第一サイクルの高濃縮度燃料集合体（１）と、既にガドリニアが燃え尽きて燃焼しやすい状態になっている炉心滞在第二サイクルの高濃縮度燃料集合体（２）が、交互にチェッカーボード状に配置され、炉内の出力のバランスを保っている。

最後に、前記炉心外周部の内側の炉心中心部について見れば、炉心中心部には、炉心滞在最終サイクル前の高濃縮度燃料集合体（１，２）と炉心滞在最終サイクル前の低濃縮度燃料集合体（Ｌ２）と炉心滞在最終サイクルの低濃縮度燃料集合体（Ｌ３）が混在して装荷されている。

本発明の第一実施形態は、図１に示された具体的な燃料集合体の配置に限られず、要するに炉心滞在最終サイクル前の低濃縮度燃料集合体（Ｌ１，Ｌ２）を炉心最外周部に装荷し、炉心滞在最終サイクルの低濃縮度燃料集合体（Ｌ３）を炉心中心部に装荷するようにすればよい。炉心滞在最終サイクルの低濃縮度燃料集合体（Ｌ３）は、必要に応じて炉心最外周部にも装荷してよい。

つまり、低濃縮度燃料集合体は、平均核分裂性物質濃度が低い分燃焼度の上昇が遅くなるため、最初は炉心最外周部に装荷することにより、炉心中心部や炉心外周部では高濃縮度燃料集合体によって高出力を実現し、一方、炉心滞在最終サイクルの低濃縮度燃料集合体（Ｌ３）を炉心中心部に装荷することにより、炉心中心部での高濃縮度燃料集合体による過度の出力上昇を抑えて熱的余裕を確保するとともに、該低濃縮度燃料集合体（Ｌ３）は燃焼が遅いため、燃焼度を制限値以内に抑えられるのである。

なお、図１において、太線で囲われた部分は制御棒が主に挿入される位置で、コントロールセルと呼ばれる。

コントロールセルは制御棒が挿入されるため、他の位置の燃料に比べ比較的燃焼は進みにくい。このため、コントロールセルに炉心滞在最終サイクルの低濃縮度燃料集合体（Ｌ３）を装荷することにより、燃焼度を制限値以内に抑えることを、確実に実現することができる。

なお、低濃縮度燃料集合体は燃焼度の上昇が遅くても、炉心滞在最終サイクルである第三サイクル目まで炉内に滞在し、かつ、第三サイクル目において炉心中心部に装荷されるため、最初から低濃縮度燃料集合体を炉心中心部に装荷すると、燃焼度が制限値を超えることがある。このため、低濃縮度燃料集合体の多くは炉心滞在第一サイクルと炉心滞在第二サイクルは燃焼が進みにくい炉心最外周部に装荷する。

上記構造によれば、各燃料集合体のうち、もっとも燃焼度が進む炉心滞在第三サイクルの低濃縮度燃料集合体の燃焼度において、燃焼度の制限値である５５ＧＷｄ／ｔを超えることがない。

図２は本実施形態の炉心に用いる燃料集合体の構造図である。

本燃料集合体は９×９の正方格子状に配列された核分裂性物質であるウラン２３５を含む多数の燃料棒から構成され、その一部は標準燃料棒より燃料有効長の短い短尺燃料棒または部分長燃料棒と呼ばれる燃料棒である。また一部の燃料棒には可燃性毒物であるガドリニアが含まれている。燃料中心部には水ロッドが２本配置され、燃料中心部の減速材面積を大きくしている。

一般的にコーナー部や濃度燃料集合体の外周部の燃料棒は、燃料棒出力が高くなりやすいため、濃縮度は他の燃料棒に比べ低く設計してある。

図２の例では、低濃縮度の燃料棒は燃料集合体のコーナー部にのみ装荷され、高濃縮度燃料集合体の低濃縮度燃料棒は、低濃縮度燃料集合体の低濃縮度燃料棒に比して、核分裂性物質濃度が高くなっている。

上記核分裂性物質濃度の関係をさらに一般化すると以下の通りである。

燃料集合体の外周部の燃料棒の核分裂性物質濃度の該燃料集合体の集合体平均核分裂性物質濃度に対する比を、燃料集合体の核分裂性物質濃度差比とすると、低濃縮度燃料集合体の核分裂性物質濃度差比は、高濃縮度燃料集合体の核分裂性物質濃度差比より大きいというものである。

低濃縮度燃料集合体の多くは、炉心滞在第三サイクル目において、コントロールセルに装荷される。前述したようにコントロールセルには制御棒を挿入するため、コントロールセルの制御棒を引き抜いた際に燃料集合体の制御棒側にある（１，１）、（１，２）、（２，１）の燃料棒の線出力が高くなる傾向がある。

このため、制御棒側である（１，１）、（１，２）、（２，１）の位置にある燃料棒は、低濃縮度の燃料集合体のコーナー部よりも更に濃縮度を低く設計している。

ここで、制御棒の中心に最も近い燃料棒を（１，１）とし、水平方向の燃料棒の配列を行とし垂直方向の燃料棒の配列を列とすると、ｎ行ｍ列の位置の燃料棒を（ｎ，ｍ）の燃料棒とする。

表１に、炉心滞在第三サイクル終了後において、コントロールセルに装荷する低濃縮度燃料集合体の平均燃焼度の変化を示す。この表から低濃縮度燃料集合体の燃焼度が制限値である５５ＧＷｄ／ｔを超えていないことがわかる。

次に、図３にこの低濃縮度燃料集合体の核分裂性物質の濃縮度を変化させた場合において、炉心滞在第三サイクル終了後のコントロールセルに装荷されていた低濃縮度燃料集合体の平均燃焼度変化のグラフを示す。

図３から、高濃縮度燃料集合体と低濃縮度燃料集合体の核分裂性物質の濃縮度差がないときは、炉内の最高バンドル燃焼度燃料集合体の燃焼度が９ｘ９燃料集合体の燃焼度の制限値である５５ＧＷｄ／ｔを超えているのに対し、濃縮度差を０．２重量％付けた場合は炉内の最高バンドル燃焼度燃料集合体の燃焼度が９ｘ９燃料集合体の燃焼度の制限値を超えないことがわかる。また、更に核分裂性物質の濃縮度差を付けていった場合、炉内の最高バンドル燃焼度燃料集合体の燃焼度は更に低くなる傾向にあることがわかる。

すなわち、高濃縮度燃料集合体の核分裂性物質の濃縮度に対して、低濃縮度燃料集合体の核分裂性物質の濃縮度が小さいほど、低濃縮度燃料集合体の最終の燃焼度が小さくなるということである。

次に、本発明の第二の実施形態について説明する。

図４は本発明の第二の実施形態による炉心を示している。

第一の実施形態と同じく沸騰水型原子力発電所（ＢＷＲ）のＢＷＲ／５型取替炉心を1／４サイズで示している。

本実施形態においても、原子炉の運転サイクル長さとして２４ヶ月を想定しており、燃料としては第一実施形態と同様の低濃縮度燃料集合体、高濃縮度燃料集合体を用いる。

炉心の最外周部には、炉心滞在最終サイクルの平均核分裂性物質濃度が高い高濃縮度燃料集合体（３）と炉心滞在最終サイクルの平均核分裂性物質濃度が低い低濃縮度燃料集合体（３）が混在して装荷され、前記炉心最外周部の内側の炉心外周部には、炉心滞在最終サイクル前の高濃縮度燃料集合体（１，２）が交互にチェッカーボード状に混在して装荷され、前記炉心外周部の内側の炉心中心部には、炉心滞在最終サイクル前の高濃縮度燃料集合体（１，２）と炉心滞在第一サイクルの低濃縮度燃料集合体（Ｌ１）が混在して装荷されている。

この第二実施形態の肝要な部分は、炉心中心部に炉心滞在第一サイクルの低濃縮度燃料集合体（Ｌ１）を装荷することにある。

第二実施形態は炉心中心部に炉心滞在第一サイクルの低濃縮度燃料集合体（Ｌ１）を装荷し、炉心滞在サイクル数が上がるにつれて、炉心最外周部に向かって移動配置させてもよい。

この第二実施形態によれば、低濃縮度燃料集合体は反応度が低いため、炉心中心部に装荷することにより、炉内の熱的に厳しい部分の反応度を下げ、炉心の熱的余裕の確保することができるのである。

本発明の第一実施形態による炉心の構成図。 本発明の一実施形態による燃料集合体内部の燃料棒の構成を示した図。 高濃縮度燃料集合体と低濃縮度燃料集合体の核分裂性物質の濃縮度の差による低濃縮度燃料集合体の燃焼度変化を比較して示したグラフ。 本発明の第二実施形態による炉心の構成図。

符号の説明

１ 炉心滞在第一サイクルの高濃度燃料集合体
２ 炉心滞在第二サイクルの高濃度燃料集合体
３ 炉心滞在第三サイクルの高濃度燃料集合体
Ｌ１ 炉心滞在第一サイクルの低濃度燃料集合体
Ｌ２ 炉心滞在第二サイクルの低濃度燃料集合体
Ｌ３ 炉心滞在第三サイクルの低濃度燃料集合体

Claims (8)

1. 平均核分裂性物質濃度の異なる２種類の燃料集合体を有し、
   平均核分裂性物質濃度が高い高濃縮度燃料集合体の平均炉心滞在サイクル数より大きい平均炉心滞在サイクル数を有する平均核分裂性物質濃度が低い低濃縮度燃料集合体を有し、
   炉心の最外周部には、炉心滞在最終サイクルの低濃縮度燃料集合体が混在して装荷され、
   前記炉心最外周部の内側の炉心外周部には、炉心滞在サイクル数の異なる高濃縮度燃料集合体が混在して装荷され、
   前記炉心外周部の内側の炉心中心部には、炉心滞在最終サイクル前の高濃縮度燃料集合体と炉心滞在最終サイクル前の低濃縮度燃料集合体と炉心滞在最終サイクルの低濃縮度燃料集合体が混在して装荷されている、ことを特徴とする炉心。
2. 平均核分裂性物質濃度の異なる２種類の燃料集合体を有し、
   炉心の最外周部には、炉心滞在最終サイクルの平均核分裂性物質濃度が高い高濃縮度燃料集合体と炉心滞在最終サイクルの平均核分裂性物質濃度が低い低濃縮度燃料集合体が混在して装荷され、
   前記炉心最外周部の内側の炉心外周部には、炉心滞在最終サイクル前の高濃縮度燃料集合体が混在して装荷され、
   前記炉心外周部の内側の炉心中心部には、炉心滞在最終サイクル前の高濃縮度燃料集合体と炉心滞在第一サイクルの低濃縮度燃料集合体が混在して装荷されている、ことを特徴とする炉心。
3. 前記高濃縮度燃料集合体と前記低濃縮度燃料集合体の間の平均核分裂性物質濃度を有する１種類以上の中間濃度燃料集合体を有し、
   前記中間濃度燃料集合体は、炉心滞在サイクルが低いときは炉心中心部に装荷され、炉心滞在サイクルが高くなるにつれて炉心外周部に装荷される、ことを特徴とする請求項１記載の炉心。
4. 前記炉心中心部に装荷される炉心滞在最終サイクルの低濃縮度燃料集合体は、コントロールセルに装荷されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の炉心。
5. 前記高濃縮度燃料集合体と前記低濃縮度燃料集合体の核分裂性物質濃度差は、０．２ｗｔ％以上ある、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の炉心。
6. 前記高濃縮度燃料集合体と前記低濃縮度燃料集合体の外周部には、核分裂性物質濃度が低い燃料棒が配置され、
   前記外周部の燃料棒の核分裂性物質濃度のその燃料集合体の集合体平均核分裂性物質濃度に対する比を、燃料集合体の核分裂性物質濃度差比とすると、
   前記低濃縮度燃料集合体の核分裂性物質濃度差比は、前記高濃縮度燃料集合体の核分裂性物質濃度差比より大きい、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の炉心。
7. 前記低濃度集合体の制御棒側に最も近い（１，１）、（１，２）、（２，１）位置の燃料棒の核分裂性物質濃度が、前記高濃縮度燃料集合体の同一位置の燃料棒の核分裂性物質濃度より低い、
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の炉心。
8. 核分裂性物質はウランおよびプルトニウム、トリウムを含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の炉心。

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