JP2018151361A - 熱中性子炉炉心および熱中性子炉炉心の設計方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】実施形態によれば、熱中性子炉炉心1は、中性子を減速する減速材を含む固体状の減速部材3と、核分裂性物質を含み減速部材3中に分散して収納された燃料部材2と、減速部材3に並列に延びた複数の冷却管6とを有する。燃料部材2の一部が可燃性毒物を含むことにより、運転温度領域において運転温度が増加すると、当該熱中性子炉炉心1の実効増倍率keffが単調に減少する。減速材は金属水素化物であることでもよい。また、可燃性毒物は、濃縮した同位体からなることであってもよい。
【選択図】図2
Description
一方、一般的に、原子炉の炉心は、負の温度反応度係数を有することが求められる。したがって、負の温度反応度係数を有しない炉心の場合には、炉心の温度に応じた制御棒操作などが必要となり、炉心の十分な安全性を確保できないことになる。
ρ=(keff−1)/keff ・・・(1)
以上、本発明の実施形態を説明したが、実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。
Claims (9)
- 中性子を減速する減速材を含み一方向に延びた固体状の減速部材と、
核分裂性物質を含み、前記減速部材に並列に延びて、前記減速部材中に分散して収納された燃料部材と、
前記減速部材に並列に延びた複数の冷却管と、
を有する熱中性子炉炉心であって、
前記燃料部材の一部が可燃性毒物を含むことにより、運転温度領域において運転温度が増加すると、当該熱中性子炉炉心の実効増倍率keffが単調に減少する、
ことを特徴とする熱中性子炉炉心。 - 前記減速部材と前記燃料部材のそれぞれは、互いに同軸の円筒層状であり、互いに径方向に交互に配列されていることを特徴とする請求項1に記載の熱中性子炉炉心。
- 前記減速材は金属水素化物であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の熱中性子炉炉心。
- 前記可燃性毒物は、少なくとも一つの濃縮した同位体からなることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の熱中性子炉炉心。
- 前記可燃性毒物は、複数の濃縮した同位体からなることを特徴とする請求項4に記載の熱中性子炉炉心。
- 前記複数の濃縮した同位体は、濃縮したカドミウム113および濃縮したユーロピウム151であることを特徴とする請求項5に記載の熱中性子炉炉心。
- 前記燃料部材と前記減速部材との間に配されて、中性子を増倍する中性子増倍部材をさらに備えることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載の熱中性子炉炉心。
- 可燃性毒物を含み、運転温度の上昇に従って実効増倍率が単調に減少する熱中性子炉炉心の設計方法であって、
熱中性子炉炉心の体系を設定する炉心体系設定ステップと、
前記炉心体系設定ステップで設定された熱中性子炉炉心の体系に基づいて、運転温度範囲にわたる熱中性子炉炉心の温度に応じた中性子エネルギースペクトルを確認するスペクトル確認ステップと、
熱中性子炉炉心の温度に応じた前記中性子エネルギースペクトルに基づいて可燃性毒物を選定する可燃性毒物選定ステップと、
前記可燃性毒物選定ステップで選定された可燃性毒物についてその割合を変化させて熱中性子炉炉心の実効増倍率の変化を得るサーベイステップと、
前記サーベイステップのそれぞれのケースについて運転温度領域に亘り温度反応度係数が負の合格ケースがあるか否かを判定する判定ステップと、
を有し、
前記判定ステップで、合格ケースが無いと判定された場合には、前記可燃性毒物選定ステップから前記判定ステップまでを繰り返すことを特徴とする熱中性子炉炉心の設計方法。 - 前記判定ステップで、合格ケースがあると判定された場合に、前記合格ケースに基づいて、臨界条件および燃焼条件により前記合格ケースの可燃性毒物の濃度を決定する決定ステップをさらに有することを特徴とする請求項8に記載の熱中性子炉炉心の設計方法。
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