JP2022517000A - 原子炉用燃料棒のためのクラッド管 - Google Patents
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Abstract
Description
Cr並びにNb及びFeのうちの少なくとも1つを含む大部分の主要元素、
少量部分のジルコニウム、並びに
場合によっては残余部分の間充元素
からなる。
例1では、表面層21の大部分の主要元素は、CrとNbとからなる。Crは、合金中に51重量%の濃度で存在していてもよく、Nbは、合金中に47重量%の濃度で存在していてもよい。Zrは、合金中に2重量%の濃度で存在してもよい。
例2では、表面層の大部分の主要元素は、Cr、Mo及びNbからなる。この場合、Crは、合金中に23重量%の濃度で存在してもよく、Moは、合金中に19重量%の濃度で存在してもよく、Nbは、合金中に55重量%の濃度で存在してもよい。
例3では、表面層の大部分の主要元素が、Cr、Mo及びFeからなる。この場合、Crは、合金中に29重量%の濃度で存在していてもよく、Moは、合金中に48重量%の濃度で存在していてもよく、Feは、合金中に20重量%の濃度で存在していてもよい。
Claims (14)
- 原子炉用燃料棒(4)のためのクラッド管(11)であって、前記クラッド管(11)は、核燃料を収容するための内部空間(14)を画定する管状基材(20)と、前記管状基材(20)上に設けられた表面層(21)とを含み、
前記管状基材(20)は、ジルコニウム基合金から作製されており、第1の熱膨張係数を有し、
前記表面層(21)は合金からなり、
前記合金は、
Cr並びにNb及びFeのうちの少なくとも1つを含む大部分の主要元素、
少量部分のジルコニウム、並びに
場合によっては残余部分の間充元素
からなり、
前記表面層(21)の前記合金が第2の熱膨張係数を有し、前記第2の熱膨張係数が20℃から少なくとも1300℃までの間で前記第1の熱膨張係数よりも大きいように前記主要元素の濃度が選択されることを特徴とするクラッド管(11)。 - 前記第2の熱膨張係数が、20℃から少なくとも1300℃までの間で前記第1の熱膨張係数よりも少なくとも1%大きい請求項1に記載のクラッド管(11)。
- 前記第2の熱膨張係数が、20℃から少なくとも1300℃までの間で前記第1の熱膨張係数よりも少なくとも2%大きい請求項2に記載のクラッド管(11)。
- 前記表面層(21)の前記少量部分のジルコニウムが、前記表面層の前記合金の0.1~5重量%を占める請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のクラッド管(11)。
- 前記表面層(21)の前記合金中の前記ジルコニウムの濃度が前記管状基材(20)に向かって増加し、前記表面層(21)の前記合金中の主要元素の濃度が前記管状基材(20)に向かって減少する請求項4に記載のクラッド管(11)。
- 前記表面層(21)の前記大部分の主要元素がCr及びNbからなる請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のクラッド管(11)。
- 前記表面層(21)の前記大部分の主要元素がCr、Mo及びNbからなる請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のクラッド管(11)。
- 前記表面層(21)の前記大部分の主要元素がCr、Mo及びFeからなる請求項1から請求項7のいずれか1項に記載のクラッド管(11)。
- 前記表面層(21)が、最大で0.1mmの厚さを有する請求項1から請求項8のいずれか1項に記載のクラッド管(11)。
- 前記表面層(21)が、少なくとも0.003mmの厚さを有する請求項1から請求項9のいずれか1項に記載のクラッド管(11)。
- 前記表面層(21)がレーザー堆積され、融着によって前記管状基材(20)に結合されている請求項1から請求項10のいずれか1項に記載のクラッド管(11)。
- 前記表面層(21)の前記残余部分の間充元素が、As Low As Reasonably Achievable(ALARAの原則)のレベルの濃度で、前記合金中に存在する請求項1から請求項11のいずれか1項に記載のクラッド管(11)。
- 請求項1から請求項12のいずれか1項に記載のクラッド管(11)と、前記クラッド管(11)に封入された核燃料とを含む燃料棒(4)。
- 複数の請求項13に記載の燃料棒(4)を含む燃料集合体(1)。
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