JP2013170863A

JP2013170863A - 制御棒

Info

Publication number: JP2013170863A
Application number: JP2012033751A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Ishii; 一弥石井
Original assignee: Hitachi GE Nuclear Energy Ltd
Current assignee: Hitachi GE Nuclear Energy Ltd
Priority date: 2012-02-20
Filing date: 2012-02-20
Publication date: 2013-09-02

Abstract

【課題】制御棒価値を低下させることなく、制御棒寿命を長くすることが可能な、沸騰水型原子炉用制御棒を提供する。
【解決手段】制御棒はタイロッドから四方に伸びる４枚のブレードを備える。各ブレードは、横断面がＵ字状をしているシースの両側端部をタイロッドに接合し、Ｂ_４Ｃ粉末を充填した複数の中性子吸収棒８が一列にシース内に配置して構成される。各中性子吸収棒８には、複数の仕切り球１２で仕切られた被覆管９内の各領域に、仕切り管１４で仕切られた内部領域１０及び内部領域１０を取り囲む外部領域１１が形成される。内部領域１０内のＢ_４Ｃ粉末に含まれるボロン１０の、内部領域１０の単位体積当たりの量が、外部領域１１内のＢ_４Ｃ粉末に含まれるボロン１０の、外部領域１１の単位体積当たりの量よりも多くなっている。
【選択図】図４

Description

本発明は、制御棒に係り、特に、沸騰水型原子炉に適用するのに好適な制御棒に関する。

沸騰水型原子炉に用いられる制御棒は、原子炉圧力容器の下部に設置された制御棒駆動機構によって操作される。この制御棒は、原子炉圧力容器内に配置された炉心から引き抜かれ、及びこの炉心に挿入されることによって原子炉出力を制御する。

沸騰水型原子炉に設けられる制御棒は、軸心に配置されたタイロッドから四方に伸びる４枚のブレードを有している。各ブレードには横断面がＵ字状をしたシースが設けられ、このシース内に複数の中性子吸収棒が配置される。中性子吸収棒は、両端部が密封され、内部に中性子吸収材であるＢ_４Ｃの粉末を充填している。Ｂ_４Ｃ粉末は、中性子吸収棒内でステンレス鋼製の仕切り球によって仕切られた複数の領域内に存在する。Ｕ字状のシースの両側端はタイロッドに溶接され、シースの上端はハンドルに溶接されている。シースの下端は下部支持部材に溶接される。

寿命が来た制御棒は、沸騰水型原子炉の定期検査の期間（原子炉の運転が停止）に原子炉から取り出され、新しい制御棒と交換される。制御棒の寿命には、核的寿命及び機械的寿命がある。核的寿命及び機械的寿命のいずれか早い方が制御棒の寿命を決定する。核的寿命は、制御棒の高さ方向の有効長を４等分したいずれかの区間で制御棒の相対価値が１０％減少した時点である。機械的寿命は、中性子吸収棒の内圧が許容限界圧力に達した時点である。Ｂ_４Ｃに含まれる核種であるボロン１０と中性子との反応によりＨｅが発生する。このため、Ｂ_４Ｃを収納している中性子吸収棒内の圧力は中性子照射に伴って上昇し、中性子吸収棒の内圧が許容限界圧力に達した時点で機械的寿命となる。一般に、Ｂ_４Ｃを用いた制御棒では、核的寿命が機械的寿命より短く、核的寿命が制御棒の寿命となる。

ところで、ボロン１０は熱中性子吸収断面積が非常に大きい強吸収核種であるため、炉心に挿入されている制御棒への中性子の照射初期では、ほとんどの中性子は、中性子吸収棒内に充填されているＢ_４Ｃ粉末のうち中性子吸収棒の被覆管の内面付近に存在するＢ_４Ｃ粉末に含まれるボロン１０に吸収される。このため、中性子吸収棒の中心付近に存在するボロン１０は、中性子の吸収にほとんど寄与していない。一方、炉心に挿入されている制御棒への中性子の照射が進むと、中性子吸収棒の被覆管内面付近に存在するボロン１０は中性子吸収による変換によって減少するため、より中性子吸収棒の軸心側に存在するボロン１０が中性子を吸収するようになる。しかしながら、中性子吸収棒内に充填されたＢ_４Ｃ粉末の充填領域における、中性子と主に反応するボロン１０が存在する領域の実効的な表面積が減少するために、制御棒の価値が照射初期よりも低下する。

制御棒寿命を長くできる制御棒が、例えば、特開昭５３−７４６９７号公報に記載されている。この制御棒は、中性子照射量の多い、制御棒のブレード先端部の上部に、Ｂ_４Ｃを充填した中性子吸収棒の替わりに、ハフニウム棒を配置している。

天然に存在しているハフニウムは、Ｈｆ１７６、Ｈｆ１７７、Ｈｆ１７８、Ｈｆ１７９及びＨｆ１８０を含んでいる。これらのハフニウム核種のうち、Ｈｆ１７６、Ｈｆ１７７、Ｈｆ１７８及びＨｆ１７９は、熱中性子吸収断面積が大きくて中性子を吸収し易い核種である。さらに、これらの核種は、中性子を吸収することにより、Ｈｆ１７６→Ｈｆ１７７→Ｈｆ１７８→Ｈｆ１７９→Ｈｆ１８０と変換する。つまり、Ｈｆ１７９を除く中性子を吸収し易いハフニウム核種が中性子を吸収した場合には、別の中性子を吸収し易いハフニウム核種が生成される。このため、吸収材としてハフニウムを用いると、制御棒寿命（核的寿命）が長くなる。

特開昭５３−７４６９７号公報

しかしながら、特開昭５３−７４６９７号公報に記載されたような、ハフニウムを有する制御棒は、Ｂ_４Ｃのみを有する制御棒よりも制御棒価値が小さくなる。Ｂ_４Ｃに含まれるボロン１０の熱中性子吸収断面積が３８３７ｂａｒｎであるのに対し、天然に存在するハフニウム核種のうちで最も熱中性子吸収断面積が大きいＨｆ１７７でも、その吸収断面積が３７３．５ｂａｒｎである。このため、ハフニウムを用いた制御棒の制御棒価値は、Ｂ_４Ｃを用いた制御棒の制御棒価値より小さくなる。

また、特開昭５３−７４６９７号公報に記載された制御棒は、ハフニウム金属の棒を吸収材として用いるため、Ｂ_４Ｃのみを用いた制御棒よりも重量が増大する。さらに、その制御棒は、ハフニウム棒とＢ_４Ｃ粉末を充填した中性子吸収棒を併用するため、制御棒の構造も複雑になる。

本発明の目的は、制御棒価値を低下させることなく、制御棒寿命を長くすることができる制御棒を提供することにある。

上記した目的を達成する本発明の特徴は、中性子吸収棒内を内部領域と前記内部領域を取り囲む外部領域に分けたとき、内部領域における単位体積当りのボロン１０の量が、外部領域におけるその量よりも多くなっていることにある。

内部領域における単位体積当りのボロン１０の量を外部領域におけるその量よりも多くしているので、制御棒において中性子吸収棒の外部領域に存在するボロン１０が中性子の照射により減少しても、外部領域よりも単位体積当たりのボロン１０の量が多い内部領域で中性子を吸収することができる。このため、中性子の照射に伴う制御棒の制御棒価値の低下を抑制することができ、制御棒寿命を延ばすことができる。

本発明によれば、制御棒価値を低下させることなく、制御棒寿命を長くすることができる。

本発明の好適な一実施例である実施例１の制御棒の中性子吸収棒の横断面図である。図１に示す中性吸収棒を有する実施例１の制御棒の斜視図である。図２のIII−III断面図である。図１に示す中性子吸収棒の縦断面図である。本発明の他の実施例である実施例２の制御棒の中性子吸収棒の横断面図である。本発明の他の実施例である実施例３の制御棒の中性子吸収棒の横断面図である。本発明の他の実施例である実施例４の制御棒の中性子吸収棒の横断面図である。

発明者らは、中性子吸収材としてボロンを有する複数の中性子吸収棒を有する制御棒を対象にして、制御棒価値を低下させることなく、寿命を長くすることができる制御棒を実現するために、種々の検討を行った。この検討の内容について説明する。

前述したように、制御棒への中性子の照射初期では、ほとんどの中性子は、中性子吸収棒内に充填されているＢ_４Ｃ粉末のうち中性子吸収棒の被覆管の内面付近に存在するＢ_４Ｃ粉末に含まれるボロン１０に吸収される。中性子吸収棒の中心付近に存在するボロン１０の量を多くしても、その被覆管の内面付近に存在するボロン１０の量が同じであれば、制御棒価値はほとんど同じである。一方、原子炉圧力容器内に配置されている制御棒に含まれる中性子吸収棒への照射が進むと、中性子吸収棒のより中心側に存在するボロン１０が中性子を吸収するようになる。

このため、中性子吸収棒の横断面における中心部（内部領域）におけるボロン１０の量をその横断面における被覆管の内面側の領域（外部領域）におけるボロン１０の量よりも多くすることにより、内部領域及び外部領域のそれぞれのボロン１０の量を同じくした場合に比べ、制御棒への中性子の照射が進んだ時点で、中性子吸収棒の内部領域でより多くの中性子が吸収されるようになる。したがって、制御棒への中性子の照射に伴う制御棒価値の低下を抑制することができ、制御棒価値が１０％減少するまでの時間、すなわち、制御棒寿命を長くすることができる。外部領域は内部領域を取り囲んでいる。

例えば、（１）中性子吸収棒の外部領域に天然Ｂ_４Ｃ、内部領域に濃縮Ｂ_４Ｃを充填する、（２）中性子吸収棒の内部領域のＢ_４Ｃ粉末の充填率を外部領域におけるその充填率よりも高くする、及び（３）中性子吸収棒の外部領域にＢ_４Ｃ粉末、内部領域にＢ_４Ｃ粉末より密度の大きいＢ_４Ｃペレットを充填する、のいずれかによって、中性子吸収棒の内部領域のＢ_４Ｃに含まれる単位体積当りのボロン１０の量を外部領域における単位体積当たりのボロン１０の量よりも多くすることができる。

ところで、特開平１０−２９３１８８号公報及び特開平３−２６２９９４号公報は、外部領域に濃縮Ｂ_４Ｃ、内部領域に天然Ｂ_４Ｃのペレットを充填した制御棒を記載している。特開平１０−２９３１８８号公報及び特開平３−２６２９９４号公報にそれぞれ記載された制御棒では、内部領域及び外部領域のそれぞれの単位体積当りのボロン１０の量が、本発明の制御棒とは逆になっている。特開平１０−２９３１８８号公報及び特開平３−２６２９９４号公報に記載された各制御棒は、照射初期に中性子を吸収する外部領域のみでボロン１０の量を増やすことにより、横断面全体に亘ってボロン１０の量を増やすよりも、効率的に照射初期での中性子の吸収量を増やす、すなわち制御棒価値を大きくしている。一般に、制御棒においてボロン１０の量を増やせばその核的寿命は長くなるが、照射初期の制御棒価値が大きくなったことで、寿命となる相対価値１０％減少時点の制御棒価値も大きくなる。このため、ボロン１０の増加量に比べ核的寿命が延びる割合は小さい。

また、特開平１０−２９３１８８号公報及び特開平３−２６２９９４号公報に記載された各制御棒では、内部領域のボロン１０の量が外部領域のその量よりも少ないため、中性子の照射が進むと急激に制御棒価値が低下し、核的寿命となる相対価値１０％減少時点の制御棒価値が大きくなったことと相まって、核的寿命を延ばす効果は小さくなる。さらに、制御棒価値が大きくなったことで、単位時間あたり中性子と反応するボロン１０の量が増え、Ｈｅの発生量が増加する。このため、Ｈｅによる中性子吸収棒の内圧が許容圧力に達する時点である機械的寿命が短くなる。

中性子吸収棒の内部領域のＢ_４Ｃに含まれる単位体積当りのボロン１０の量を外部領域における単位体積当たりのボロン１０の量よりも多くすることにより、照射初期における制御棒価値を変えずに、中性子の照射が進んだ時点の制御棒価値の低下を抑制することができる。このため、制御棒の機械的寿命を短くすることなく、制御棒の核的寿命を効率的に延ばすことができる。

本発明の実施例を以下に説明する。

本発明の好適な一実施例である実施例１の制御棒を、図１〜図４を用いて説明する。本実施例の制御棒は、沸騰水型原子炉に適用される。

本実施例の制御棒１は、４枚のブレード２を備えている。各ブレード２は、制御棒１の横断面において、タイロッド３から四方に伸びている。これらのブレード２は、横断面がＵ字状をしているシース６の両側端部がタイロッド３に溶接にて接合され、中性子吸収材であるＢ_４Ｃの粉末を充填した複数の中性子吸収棒８が一列にシース４内に配置されて構成される。ハンドル４がタイロッド３の上端部、すなわち、挿入端部に溶接にて取り付けられ、下部支持部材７がタイロッド３の下端部、すなわち、引き抜き端部に溶接にて取り付けられる。各中性子吸収棒８がハンドル５と下部支持部材７の間に配置される。速度リミッタ５が下部支持部材７に設けられる。

各中性子吸収棒８は、図４に示すように、両端部が端栓１３Ａ，１３Ｂにより密封されたステンレス鋼管製の細長い被覆管９を有し、被覆管９内に複数の仕切り球１２を配置し、これらの仕切り球１２によって被覆管９内を軸方向に分割して複数の仕切り領域を形成している。Ｂ_４Ｃ粉末が各仕切り領域内に充填されている。各仕切り球１２は、被覆管９を内側に絞って形成された一対の突出部１７の間に配置されてこれらの突出部１７によって保持される。仕切り球１２の軸方向への移動は、仕切り球１２の上下に位置する一対の突出部１７によって阻止される。各仕切り球１２は、隣り合う仕切り領域間におけるＢ_４Ｃ粉末の移動を防止する。中性子吸収棒８は、被覆管９の両端部で被覆管９内にスチールウール１６Ａ，１６Ｂを挿入している。スチールウール１６Ａは端栓１３ＢとＢ_４Ｃ粉末に接触している。スチールウール１６Ｂは端栓１２ＡとＢ_４Ｃ粉末に接触している。スチールウール１６Ａ，１６Ｂは、端栓１３Ａ，１３Ｂを被覆管９に溶接する際に、被覆管９内のＢ_４Ｃ粉末がそれらの溶接部に接触することを防止している。中性子吸収棒８は、Ｂ_４Ｃ粉末１３の間に気体収容空間を形成している。

各仕切り球１２の上面には、上方に向かって伸びる仕切り管１４が溶接にて取り付けられている。被覆管９内で最も下方に位置する仕切り管１４は、端栓１３Ｂの上面に取り付けられ、スチールウール１６Ｂを貫通して上方に向かって伸びている。各仕切り管１４によって、被覆管９の中心部に存在する内部領域１０及び内部領域１０を取り囲む外部領域１１が、被覆管９内に形成される。内部領域１０及び外部領域１１の各容積は同じであり、内部領域１０及び外部領域１１のそれぞれの横断面積は、仕切り管１４が配置される部分での被覆管９内の横断面積の１／２を占めている。

内部領域１０及び外部領域１１にはそれぞれＢ_４Ｃ粉末が充填されている。外部領域１１に充填されたＢ_４Ｃ粉末に含まれるボロン１０の割合は、このＢ_４Ｃ粉末に含まれる全ボロンのうちの２０％を占めている。内部領域１０に充填したＢ_４Ｃ粉末は、ボロン１０の割合が５０％になるように濃縮されたＢ_４Ｃ粉末である。なお、天然に存在しているボロンは約２０％のボロン１０を含んでいる。このため、外部領域１１に充填されたＢ_４Ｃ粉末は、天然のボロンを用いて作られる。内部領域１０と外部領域１１には、ボロン１０の濃度が異なるＢ_４Ｃ粉末が充填されているが、内部領域１０と外部領域１１が仕切り管１４によって仕切られているので、ボロン１０の濃度が異なるＢ_４Ｃ粉末が混ざり合うことが防止される。

ハンドル５は、寿命になった制御棒１を炉心から取り出して原子炉圧力容器外に搬出するときに、燃料交換機によって把持される。

本実施例では、外部領域１１内のＢ_４Ｃ粉末に含まれるボロン１０の割合がこのＢ_４Ｃ粉末に含まれる全ボロンのうちの２０％を占めているのに対して、内部領域１０内のＢ_４Ｃ粉末はボロン１０の割合が５０％になるように濃縮されたＢ_４Ｃ粉末であり、中性子吸収棒８内の内部領域１０に充填されたＢ_４Ｃ粉末に含まれる全ボロンに対するボロン１０の割合が、外部領域１１に充填されたＢ_４Ｃ粉末に含まれる全ボロンに対するボロン１０の割合よりも多くなっている。換言すれば、中性子吸収棒８内の内部領域１０に充填されたＢ_４Ｃ粉末に含まれるボロン１０の、内部領域１０の単位体積当たりの量が、外部領域１１に充填されたＢ_４Ｃ粉末に含まれるボロン１０の、外部領域１１の単位体積当たりの量よりも多くなっている。このため、制御棒１への中性子照射によって、外部領域１１に存在するボロン１０の中性子吸収能力が低下しても、外部領域１１よりも単位体積当たりのボロン１０の量が多い内部領域１０で中性子を吸収することができるので、中性子の照射に伴う制御棒１の制御棒価値の低下を抑制することができ、制御棒１の制御棒寿命を延ばすことができる。また、外部領域１１のＢ_４Ｃ粉末に含まれるボロン１０の量は、Ｂ_４Ｃ粉末を含む現行の制御棒と同じであるため、制御棒１の制御棒価値は現行制御棒のそれとほとんど同じである。なお、本実施例では中性子吸収棒８内に仕切り管１４を設けているが、この仕切り管１４は内部領域１０のＢ_４Ｃ粉末と外部領域１１のＢ_４Ｃ粉末が混ざらないようにするために設けられているので、仕切り管１４の厚みは薄くできる。このため、仕切り管１４による核的な影響はほとんどない。

本発明の他の実施例である実施例２の制御棒を、図５を用いて説明する。本実施例の制御棒は、沸騰水型原子炉に適用される。

本実施例の制御棒は、実施例１の制御棒１において中性子吸収棒８を中性子吸収棒８Ａに替えた構成を有する。本実施例の制御棒の他の構成は実施例１の制御棒１と同じである。中性子吸収棒８Ａも被覆管９内にＢ_４Ｃ粉末を充填している。中性子吸収棒８Ａは、中性子吸収棒８において外部領域１１を、Ｂ_４Ｃ粉末を充填率約７０％で充填している外部領域１１Ａとし、内部領域１０を、Ｂ_４Ｃ粉末を充填率約８０％で充填している内部領域１０Ａとした構成を有する。中性子吸収棒８Ａの他の構成は中性子吸収棒８と同じである。内部領域１０Ａ及び外部領域１１Ａのそれぞれに充填されたＢ_４Ｃ粉末に含まれる全ボロンに対するボロン１０の割合は同じである。

本実施例では、内部領域１０ＡにおけるＢ_４Ｃ粉末の充填率を約８０％として外部領域１１ＡにおけるＢ_４Ｃ粉末の充填率よりも大きくすることにより、中性子吸収棒８Ａ内の内部領域１０Ａに充填されたＢ_４Ｃ粉末に含まれるボロン１０の、内部領域１０Ａの単位体積当たりの量が、外部領域１１Ａに充填されたＢ_４Ｃ粉末に含まれるボロン１０の、外部領域１１Ａの単位体積当たりの量よりも多くしている。

本実施例は実施例１で生じる各効果を得ることができる。

本発明の他の実施例である実施例３の制御棒を、図６を用いて説明する。本実施例の制御棒は、沸騰水型原子炉に適用される。

本実施例の制御棒は、実施例１の制御棒１において中性子吸収棒８を中性子吸収棒８Ｂに替えた構成を有する。本実施例の制御棒の他の構成は実施例１の制御棒１と同じである。中性子吸収棒８Ｂも被覆管９内にＢ_４Ｃを充填している。しかしながら、中性子吸収棒８Ｂは、中性子吸収棒８において外部領域１１を、中性子吸収棒８Ａの外部領域１１Ａと同様に、Ｂ_４Ｃ粉末を充填率約７０％で充填している外部領域１１Ａとし、内部領域１０を、Ｂ_４Ｃペレットを充填している内部領域１０Ｂとした構成を有する。中性子吸収棒８Ｂの他の構成は中性子吸収棒８と同じである。内部領域１０Ｂに充填されたＢ_４Ｃペレットに含まれる全ボロンに対するボロン１０の割合と外部領域１１Ａに充填されたＢ_４Ｃ粉末に含まれる全ボロンに対するボロン１０の割合は同じである。

本実施例では、内部領域１０ＢにＢ_４Ｃペレットを充填し外部領域１１ＡにおけるＢ_４Ｃ粉末の充填率を約７０％とすることにより、中性子吸収棒８Ｂ内の内部領域１０Ｂに充填されたＢ_４Ｃペレットに含まれるボロン１０の、内部領域１０Ｂの単位体積当たりの量が、外部領域１１Ａに充填されたＢ_４Ｃ粉末に含まれるボロン１０の、外部領域１１Ａの単位体積当たりの量よりも多くしている。

本実施例は実施例１で生じる各効果を得ることができる。

本発明の他の実施例である実施例４の制御棒を、図７を用いて説明する。本実施例の制御棒は、沸騰水型原子炉に適用される。

本実施例の制御棒は、実施例１の制御棒１において中性子吸収棒８を中性子吸収棒８Ｃに替えた構成を有する。本実施例の制御棒の他の構成は実施例１の制御棒１と同じである。中性子吸収棒８Ｃも被覆管９内にＢ_４Ｃを充填している。しかしながら、中性子吸収棒８Ｃは、中性子吸収棒８において外部領域１１を、全ボロンに対するボロン１０の割合が現行の制御棒のボロン１０の割合と同じである２０％の中空のＢ_４Ｃペレットを充填した外部領域１１Ｂとし、内部領域１０を、全ボロンに対するボロン１０の割合が５０％であるＢ_４Ｃペレットを充填している内部領域１０Ｃとした構成を有する。中性子吸収棒８Ｃの他の構成は中性子吸収棒８と同じである。外部領域１１Ｂに充填された中空のＢ_４Ｃペレットは内部領域１０Ｃを取り囲んでおり、内部領域１０Ｃに充填されるＢ_４Ｃペレットは、外部領域１１Ｂに充填される中空のＢ_４Ｃペレットの内側に充填される。内部領域１０Ｃに充填されるＢ_４Ｃペレットの体積は外部領域１１Ｂに充填される中空のＢ_４Ｃペレットの体積と同じである。本実施例では、仕切り管１４が用いられていない。

本実施例では、内部領域１０Ｃに全ボロンに対するボロン１０の割合が５０％であるＢ_４Ｃペレットを充填し外部領域１１Ｂに全ボロンに対するボロン１０の割合が２０％のＢ_４Ｃペレットを充填することにより、中性子吸収棒８Ｃ内の内部領域１０Ｃに充填されたＢ_４Ｃ粉末に含まれる全ボロンに対するボロン１０の割合が、外部領域１１Ｂに充填されたＢ_４Ｃ粉末に含まれる全ボロンに対するボロン１０の割合よりも多くなっている。すなわち、中性子吸収棒８Ｃ内の内部領域１０Ｃに充填されたＢ_４Ｃペレットに含まれるボロン１０の、内部領域１０Ｃの単位体積当たりの量が、外部領域１１Ｂに充填されたＢ_４Ｃペレットに含まれるボロン１０の、外部領域１１Ｂの単位体積当たりの量よりも多くしている。

本実施例は実施例１で生じる各効果を得ることができる。

１…制御棒、２…ブレード、３…タイロッド、４…ハンドル、６…シース、８，８Ａ，８Ｂ，８Ｃ…中性子吸収棒、１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ…内部領域、１１，１１Ａ，１１Ｂ…外部領域、１４…仕切り管。

Claims

タイロッドと、前記タイロッドの、挿入端部側の第１端部に取り付けられたハンドルと、前記タイロッドの、引き抜き端部側の第２端部に取り付けられた支持部材と、前記ハンドル、前記支持部材及び前記タイロッドに取り付けられて横断面がＵ字状であるシース、及び前記シース内に配置されてＢ_４Ｃが充填された複数の中性子吸収棒を有し、かつ前記タイロッドから四方にそれぞれ伸びる４つのブレードとを備え、
前記中性子吸収棒内を内部領域と前記内部領域を取り囲む外部領域に分けたとき、前記内部領域における単位体積当りのボロン１０の量が、前記外部領域におけるその量よりも多くなっていることを特徴とする制御棒。
タイロッドと、前記タイロッドの、挿入端部側の第１端部に取り付けられたハンドルと、前記タイロッドの、引き抜き端部側の第２端部に取り付けられた支持部材と、前記ハンドル、前記支持部材及び前記タイロッドに取り付けられて横断面がＵ字状であるシース、及び前記シース内に配置されてＢ_４Ｃが充填された複数の中性子吸収棒を有し、かつ前記タイロッドから四方にそれぞれ伸びる４つのブレードとを備え、
前記中性子吸収棒内を内部領域と前記内部領域を取り囲む外部領域に分けたとき、前記内部領域に充填された前記Ｂ_４Ｃに含まれる全ボロンに対するボロン１０の割合が、前記外部領域に充填された前記Ｂ_４Ｃに含まれる全ボロンに対するボロン１０の割合より大きいことを特徴とする制御棒。
前記内部領域における単位体積当りのボロン１０の量を前記外部領域におけるその量よりも多くすることが、前記内部領域における前記Ｂ_４Ｃの粉末の充填率を、前記外部領域における前記Ｂ_４Ｃの粉末の充填率より大きくすることである請求項１に記載の制御棒。
前記内部領域における単位体積当りのボロン１０の量を前記外部領域におけるその量よりも多くすることが、前記内部領域に前記Ｂ_４Ｃのペレットを充填し、前記外部領域に前記Ｂ_４Ｃの粉末を充填することである請求項１に記載の制御棒。
前記内部領域における単位体積当りのボロン１０の量を前記外部領域におけるその量よりも多くすることが、前記外部領域に中空の前記Ｂ_４Ｃのペレットを充填して、前記内部領域である前記中空のＢ_４Ｃのペレットの内側に他のＢ_４Ｃペレットを充填したときにおいて、前記他のＢ_４Ｃペレットに含まれる全ボロンに対するボロン１０の割合が前記中空のＢ_４Ｃペレットのその割合よりもよりも大きくすることである請求項１に記載の制御棒。
前記内部領域に充填された前記Ｂ_４Ｃに含まれる全ボロンに対するボロン１０の割合を、前記外部領域に充填された前記Ｂ_４Ｃに含まれる全ボロンに対するボロン１０の割合より大きくすることが、前記外部領域に中空の前記Ｂ_４Ｃのペレットを充填して、前記内部領域である前記中空のＢ_４Ｃのペレットの内側に他のＢ_４Ｃペレットを充填したときにおいて、前記他のＢ_４Ｃペレットに含まれる全ボロンに対するボロン１０の割合が前記中空のＢ_４Ｃペレットのその割合よりもよりも大きくすることである請求項２に記載の制御棒。
前記内部領域と前記外部領域の間に仕切り管を配置した請求項１ないし６のいずれか１項に記載の制御棒。