JP2010249820A - 原子炉の可燃性毒物及び装置並びにそれを使用する方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】実施形態に係る可燃性毒物は燃焼し終わった時点で所望の娘核種を生成するので、従来は不経済であるとして使用が控えられていた場所における中性子特性の向上及び/又は中性子束遮蔽のための可燃性毒物の配置及び使用が可能である。実施形態に係る可燃性毒物は天然イリジウム及び濃縮イリジウム‐193を含んでもよい。可燃性毒物が従来使用されていた炉心内の場所及び経済的な理由により実現不可能であるとして従来は可燃性毒物が使用されていなかった場所において所望の可燃性毒物効果を得るために、実施形態に係る構成要素は製造、整形及び配置されてもよい。
【選択図】図7
Description
実施形態に係る可燃性毒物
実施形態に係る可燃性毒物は、動作中の原子炉において一般に見られる熱中性子束を含む中性子束を相当量吸収する。動作中の原子炉に十分に暴露された後、可燃性毒物は吸収断面積が相当に小さい物質に変換され、それ以上中性子束を吸収しなくなる。生成される物質は原子炉外で他の用途又は価値を有し、そのような用途に適用するため及び/又は価値を得るために回収されてもよい。
生成されるイリジウム‐192は不安定であり、約74日間の半減期により次のようにプラチナ‐192にβ崩壊する。
β崩壊の結果生成されるプラチナ‐192は安定し、本実施形態の可燃性毒物親イリジウム‐191の吸収断面積の10分の1より小さい約14バーンの吸収断面積を有する。
生成されるイリジウム‐194は不安定であり、約19時間の半減期により次のようにプラチナ‐194にβ崩壊する。
β崩壊の結果生成されるプラチナ‐194は安定し、本実施形態の可燃性毒物である親イリジウム‐193の吸収断面積の100分の1より小さい約1.1バーンの吸収断面積を有する。
実施形態に係る可燃性毒物構成要素
実施形態に係る可燃性毒物構成要素は、天然イリジウム及び/又は高濃縮イリジウム‐193を含む先に挙げた例の可燃性毒物のうち任意の可燃性毒物から製造されるか又は任意の可燃性毒物を含んでもよい。構成要素は、特定の原子炉の物理的特性及び中性子特性に関する当業者の知識に基づいて可燃性毒物が存在することにより有益な成果が得られるように構成され且つそのような場所に配置されてもよい。使用される可燃性毒物の材料特性並びに特定の原子炉の構成及び必要条件に基づいて、構成要素は従来の原子炉で使用されていた構成要素と交換可能であってもよく且つ/又は新たに又は特別に設計されてもよい。例えば、燃料束タイプレート、延長部、チャンネル、棒内容物、配管、給水棒などのすべてが実施形態に係る可燃性毒物から製造されるか又は可燃性毒物を含んでもよい。
実施形態に係る方法
実施形態に係る可燃性毒物及びそれを含む構成要素を説明したので、可燃性毒物を使用する方法を次に説明する。方法と共に先に説明された構成要素のうちどの構成要素が使用されてもよいが、以下に説明される方法がそれに限定されないことは理解される。同様に、以下に説明される方法によって、先に説明した可燃性毒物及び所望の娘核種のうちどれが使用され且つ生成されてもよいが、方法がそれに限定されないことも理解される。
115 スペーサ
118 全長燃料棒
119 部分長燃料棒
120 チャンネル
130 上部タイプレート
140 下部タイプレート
150 軸方向ブランケット
160 制御ブレード
170 燃料支持金具
300 炉心
310 シュラウド/原子炉壁
320 周囲ブランケット
Claims (10)
- 原子炉を動作させる方法において、
前記原子炉で可燃性毒物として少なくとも1モルのイリジウムを使用すること(S120/S130)から成る方法。 - 前記可燃性毒物は、燃料集合体(100)のチャンネル(120)に装着された軸方向ブランケット(150)及び前記原子炉の炉心(300)と前記原子炉の容器の壁(310)との間の周囲ブランケット(320)のうち少なくとも一方に含まれる請求項1記載の方法。
- 前記可燃性毒物は上部タイプレート(130)、下部タイプレート(140)、燃料棒被覆、燃料棒端部プラグ、給水棒、スペーサ(115)及び集合体チャンネル(120)のうち少なくとも1つに含まれる請求項1記載の方法。
- 原子炉を動作させる方法において、
少なくとも1つの構成要素がある量の可燃性毒物を含み且つ前記原子炉の1つの場所に配置されるように構成されるように、可燃性毒物を含む少なくとも1つの構成要素を製造すること(S110)と;
前記少なくとも1つの構成要素を前記場所に配置すること(S120)と;
前記少なくとも1つの構成要素を動作中の前記原子炉に暴露すること(S130)と;
前記少なくとも1つの構成要素を前記原子炉から除去すること(S140)と;
前記暴露するステップから生成された所望の生成物を前記少なくとも1つの構成要素から回収すること(S140)とから成る方法。 - 前記原子炉の中性子特性、前記原子炉の放射能遮蔽特性及び前記可燃性毒物の中性子特性のうち少なくとも1つに基づいて、前記可燃性毒物を配置する前記原子炉内の場所及び使用される可燃性毒物の量を判定すること(S100)を更に含み、前記判定するステップ(S100)は、前記原子炉の1回の動作サイクルの間に前記可燃性毒物のほぼすべてが前記所望の生成物に変換されるように使用される可燃性毒物の量を判定する請求項4記載の方法。
- 前記原子炉は商業用原子炉であり且つ前記暴露するステップ(S130)は前記原子炉において商業用発電を開始することを含む請求項4記載の方法。
- 前記可燃性毒物は天然イリジウム及び純粋イリジウム‐193のうち少なくとも一方であり且つ前記所望の生成物はプラチナを含む請求項4記載の方法。
- 原子炉で使用するための可燃性毒物構成要素において、
動作中の前記原子炉の中で中性子束に暴露された後にプラチナにのみほぼ変換される可燃性毒物を具備し、前記可燃性毒物はプラチナの少なくとも10倍の中性子吸収断面積を有する可燃性毒物構成要素。 - 前記可燃性毒物構成要素は、燃料集合体(118/119)のチャンネル(120)に装着された軸方向ブランケット(150)及び前記原子炉の炉心(300)と前記原子炉の容器の壁(310)との間の周囲ブランケット(320)のうち少なくとも一方である請求項8記載の可燃性毒物構成要素。
- 前記可燃性毒物のマスは、前記原子炉の1回の動作サイクルの間に前記可燃性毒物のほぼすべてがプラチナに変換されるような量である請求項8記載の可燃性毒物構成要素。
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