JP2016502115A5

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Publication number: JP2016502115A5
Application number: JP2015550725A
Authority: JP
Filing date: 2013-12-23
Publication date: 2019-01-17
Anticipated expiration: 2033-12-23

Description

別の処理方法をさらに用いてもよい。図６ｂに示されるように、処理方法は、ライナーの第一の層の一面に第二の層を配するステップ（ステップ６０４）をさらに含んでよい。図６ｃに示されるように、処理方法は、ライナーの第一の層と第二の層とを接合するステップ（ステップ６０５）をさらに含んでよい。一実施形態では、燃料要素の他の構成要素だけでなく、ライナーの第一および第二の層が、上述のように接合されてよい。この接合は、化学的または物理的な接合であってよい。物理的な接合の例として、機械的な接合をあげることができる。一実施形態では、機械的な接合は、スエージ加工を含んでよい。図６ｄに示されるように、スエージ加工は、環状の核燃料・ライナー・被覆層の少なくとも二つに行われてよい（ステップ６０６）。一実施形態では、スエージ加工は、燃料要素のこれらの構成要素のすべてに適用される。一実施形態では、例えば環状である燃料は、例えば蒸着（物理または化学蒸着）を用いてライナーにより覆われてよい。ライナーは、その一面にスエージ加工された被覆層を有する。図６ｅに示されるように、一実施形態では、本願の方法は、鋳造・押し出し加工・ピルガーリング（pilgering）・チューブ溶接（tube welding）・シームレス溶接（seamless-welding）から選ばれる少なくとも一つの加工を、核燃料に行うステップ（ステップ６０７）をさらに含んでよい。一実施形態では、ライナーの層は、共に、燃料の上に押し出し加工されてよい。他の実施形態では、ライナー（複数のライナー）および／または燃料は、接触させるためにかつ燃料を製造するために、被覆層の空洞内へスライドさせてよい。

Claims

複数の燃料要素を含む核燃料集合体であって、
各燃料要素は、
ウランを含む環状の核燃料と、
上記環状の核燃料の外側に配されたライナーと、
上記ライナーの外側に配された被覆層と、
を備え、
上記ライナーは、
上記核燃料のとなりに配され、かつ、第一の材料を含む第一の領域と、
上記被覆層のとなりに配された第二の領域であり、かつ、上記第一の材料とは異なる第二の材料を含む第二の領域と、
を含み、
上記第一の材料は、燃焼度が高いときには、上記第一の材料と上記環状の核燃料との間の、原子間の拡散を緩和するようになされ、
上記第一の材料と、上記第二の材料とは、燃焼度が高いときには、上記第一の材料と上記第二の材料との間の、原子間の拡散を緩和するようになされ、
上記第二の材料は、燃焼度が高いときには、上記第二の材料と上記被覆層との間の、原子間の拡散を緩和するようになされている
ことを特徴とする核燃料集合体。
上記核燃料は、Ｕ・Ｔｈ・Ａｍ・Ｎｐ・Ｐｕから選ばれる少なくとも一つの燃料を含むことを特徴とする請求項１に記載の核燃料集合体。
上記核燃料は、Ｎｂ・Ｍｏ・Ｔａ・Ｗ・Ｒｅ・Ｚｒ・Ｖ・Ｔｉ・Ｃｒ・Ｒｕ・Ｒｈ・Ｏｓ・Ｉｒ・Ｎｄ・Ｈｆから選ばれる少なくとも一つの耐火物を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の核燃料集合体。
上記被覆層は、金属・合金・セラミックから選ばれる少なくとも一つの材料を含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の核燃料集合体。
上記被覆層は、鋼鉄を含み、
上記鋼鉄の実質的にすべての部分は、マルテンサイト相・フェライト相・オーステナイト相から選ばれる少なくとも一つの相をもつ、
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の核燃料集合体。
上記被覆層は、マルテンサイト鋼・フェライト鋼・オーステナイト鋼・酸化物分散鋼・Ｔ９１鋼・Ｔ９２鋼・ＨＴ９鋼・３１６鋼・３０４鋼から選ばれる少なくとも一つの鋼鉄を含むことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の核燃料集合体。
上記核燃料と、上記ライナーと、上記被覆層とは、機械的に接合されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の核燃料集合体。
上記ライナーの上記第一の領域は、第一の層に配され、
応期ライナーの上記第二の領域は、第二の層に配される、
ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の核燃料集合体。
上記第一の層と、上記第二の層とは、機械的に接合されていることを特徴とする請求項８に記載の核燃料集合体。
上記第一の材料および上記第二の材料の少なくとも一方は、Ｎｂ・Ｍｏ・Ｔａ・Ｗ・Ｒｅ・Ｚｒ・Ｖ・Ｔｉ・Ｃｒ・Ｒｕ・Ｒｈ・Ｏｓ・Ｉｒ・Ｎｄ・Ｈｆから選ばれる少なくとも一つの材料を含むことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の核燃料集合体。
上記核燃料は、少なくとも９０重量パーセントのＵを含むことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の核燃料集合体。
請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の核燃料集合体を製造する方法であって、
複数の燃料要素を提供するステップを含み、このステップは、
環状の核燃料および上記核燃料の外側に配された被覆層を設けるステップと、
上記核燃料に接するように、上記核燃料の外側にライナーの第一の層を配するステップと、
上記被覆層に接するように、上記被覆層の内側に上記ライナーの第二の層を配するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
上記核燃料・上記ライナー・上記被覆層の少なくとも二つをスエージ加工するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
鋳造・押し出し加工・ピルガーリング（pilgering）・チューブ溶接（tube welding）・シームレス溶接（seamless-welding）から選ばれる少なくとも一つの加工を上記核燃料に行うステップをさらに含むことを特徴とする請求項１２または１３に記載の方法。
上記核燃料が少なくともβ転移する温度（beta-transition temperature）である第一の温度まで上記核燃料を加熱するステップと、
等軸晶の形成を促進する条件のもとで上記第一の温度よりも低い第二の温度まで上記核燃料を冷却するステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項１２ないし１４のいずれか１項に記載の方法。
上記第一の層を配するステップおよび上記第二の層を配するステップの少なくとも一方は、蒸着および電解被覆の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項１２ないし１５のいずれか１項に記載の方法。
上記第一の層と上記第二の層とを接合するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１２ないし１６のいずれか１項に記載の方法。
核燃料集合体を用いる方法であって、
請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の核燃料集合体を設けるステップを含み、
上記核燃料集合体を用いエネルギーを生成するステップと、
（i）第一の材料および第二の材料と（ii）上記第一の材料および上記核燃料と（iii）上記第二の材料および上記被覆層と、の少なくとも一つについて両者間の、原子間の拡散を緩和するステップと、
をさらに含むことを特徴とする方法。