JP2510648B2 - 燃料要素 - Google Patents
燃料要素Info
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- JP2510648B2 JP2510648B2 JP63010717A JP1071788A JP2510648B2 JP 2510648 B2 JP2510648 B2 JP 2510648B2 JP 63010717 A JP63010717 A JP 63010717A JP 1071788 A JP1071788 A JP 1071788A JP 2510648 B2 JP2510648 B2 JP 2510648B2
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- Japan
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- fuel
- fuel rod
- plug
- fuel element
- intermediate plug
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、原子炉の燃料要素に係り、特に高速増殖炉
の燃料寿命の増大に好適な燃料要素に関する。
の燃料寿命の増大に好適な燃料要素に関する。
従来、高速増殖炉で使用される燃料要素については、
例えば、アラン・イー・ウオルター他１名著、フアスト
・ブリーダー・リアクター、第253頁から第256頁、パー
ガモン、プレス（1981）（Alan E.Watler,et al.,Fast
Breeder Reactor,pp253−256Pergamon Press（1981））
に記載されている。第１は上部端栓と下部端栓で密封し
た被ふく管の内部に開口の付いた中間栓を設け、上部端
栓と中間栓に狭まれた空間に燃料棒を充てんし、また残
りの空間には熱伝達用の媒体としてヘリウム等のガスが
充てんされるが、この空間には核分裂反応により生成さ
れるガスも収納されるようになつていた。ガスは中間栓
の開口を通つて下部端栓と中間栓の間の空間（下部プレ
ナム）へ収納されることになる。このような構成の燃料
要素を下部プレナム方式の燃料要素と称する。第２図
は、その代表例である。
例えば、アラン・イー・ウオルター他１名著、フアスト
・ブリーダー・リアクター、第253頁から第256頁、パー
ガモン、プレス（1981）（Alan E.Watler,et al.,Fast
Breeder Reactor,pp253−256Pergamon Press（1981））
に記載されている。第１は上部端栓と下部端栓で密封し
た被ふく管の内部に開口の付いた中間栓を設け、上部端
栓と中間栓に狭まれた空間に燃料棒を充てんし、また残
りの空間には熱伝達用の媒体としてヘリウム等のガスが
充てんされるが、この空間には核分裂反応により生成さ
れるガスも収納されるようになつていた。ガスは中間栓
の開口を通つて下部端栓と中間栓の間の空間（下部プレ
ナム）へ収納されることになる。このような構成の燃料
要素を下部プレナム方式の燃料要素と称する。第２図
は、その代表例である。
従来技術の第２では、上部端栓と下部端栓で密封した
被ふく管の内部に燃料棒を上部端栓よりに充てんし、残
りの空間には熱伝達用の媒体として、液体ないしガスが
充てんされるようになつていた。核分裂生成ガスは、こ
の場合、燃料棒の上側の空間（上部プレナム）に収納さ
れることになる。このような構成の燃料要素を上部プレ
ナム方式の燃料要素と称する。第３図は、その代表例で
ある。
被ふく管の内部に燃料棒を上部端栓よりに充てんし、残
りの空間には熱伝達用の媒体として、液体ないしガスが
充てんされるようになつていた。核分裂生成ガスは、こ
の場合、燃料棒の上側の空間（上部プレナム）に収納さ
れることになる。このような構成の燃料要素を上部プレ
ナム方式の燃料要素と称する。第３図は、その代表例で
ある。
上記従来技術１は、酸化物燃料には適用できるが、以
下に述べる理由で、金属燃料には適用できない。
下に述べる理由で、金属燃料には適用できない。
酸化物燃料よりも、燃料密度が高く、熱伝導率の高い
金属燃料を使用すると、炉心の増殖性と固有の安全性が
向上できることが知られている。金属燃料を使用した燃
料要素においても、燃料棒と被ふく管とが接触する（燃
料は中性子の照射により体積が膨張する）までは、熱伝
達用の媒体を、燃料棒と被ふく管との間のギヤツプに配
置しておく必要があり、このため熱伝達特性がよく、燃
料棒と被ふく管との両立性のよい液体金属を、熱伝達用
の媒体に用いることが考えられている。
金属燃料を使用すると、炉心の増殖性と固有の安全性が
向上できることが知られている。金属燃料を使用した燃
料要素においても、燃料棒と被ふく管とが接触する（燃
料は中性子の照射により体積が膨張する）までは、熱伝
達用の媒体を、燃料棒と被ふく管との間のギヤツプに配
置しておく必要があり、このため熱伝達特性がよく、燃
料棒と被ふく管との両立性のよい液体金属を、熱伝達用
の媒体に用いることが考えられている。
しかるに、上記従来技術１は、液相の熱伝達用液体を
用いた場合、これが中間栓の開口を通つて下部プレナム
へ流出するという点について配慮がなく、その結果、燃
料の燃焼によりギヤツプ部が閉じる以前に、ギヤツプ部
の熱伝達用媒体が喪失するという問題があつた。
用いた場合、これが中間栓の開口を通つて下部プレナム
へ流出するという点について配慮がなく、その結果、燃
料の燃焼によりギヤツプ部が閉じる以前に、ギヤツプ部
の熱伝達用媒体が喪失するという問題があつた。
上記従来技術２は、金属燃料への適用は可能である
（ギヤツプ部の熱伝達用媒体の喪失は生じないため）
が、冷却材温度が高い燃料棒の上側（冷却材は下から上
へ流れる）にプレナムを設けたことにより、下部プレナ
ム方式の燃料要素と比べて、プレナム内のガス圧が高く
なるため、被ふく管がクリープ変形し易くなる結果、燃
料寿命が短くなるという問題があつた。
（ギヤツプ部の熱伝達用媒体の喪失は生じないため）
が、冷却材温度が高い燃料棒の上側（冷却材は下から上
へ流れる）にプレナムを設けたことにより、下部プレナ
ム方式の燃料要素と比べて、プレナム内のガス圧が高く
なるため、被ふく管がクリープ変形し易くなる結果、燃
料寿命が短くなるという問題があつた。
本発明の目的は、金属燃料および液相の熱伝達用媒体
を使用した下部プレナム方式の燃料要素において、燃料
の燃焼に伴う体積膨張よりギヤツプ部が閉じるまでの
間、ギヤツプ部に液相の熱伝達媒体を保持でき、かつ、
核分裂で生成されるガスを下部プレナムへ収納できる構
造を持つた燃料要素を提供することにある。
を使用した下部プレナム方式の燃料要素において、燃料
の燃焼に伴う体積膨張よりギヤツプ部が閉じるまでの
間、ギヤツプ部に液相の熱伝達媒体を保持でき、かつ、
核分裂で生成されるガスを下部プレナムへ収納できる構
造を持つた燃料要素を提供することにある。
上記目的は、燃料棒と、これを密封する被ふく管、上
部端栓および下部端栓、並びに上部端栓と下部端栓の中
間に位置する中間栓からなる燃料要素において、燃料棒
を中間栓の上側に置き、中間栓に通気孔を設け、燃料棒
の下端を前記通気孔を覆つて中間栓の上端に接合する
（例えば、燃料棒と中間栓を構成する物質同志の共晶反
応による）ことにより達成される。
部端栓および下部端栓、並びに上部端栓と下部端栓の中
間に位置する中間栓からなる燃料要素において、燃料棒
を中間栓の上側に置き、中間栓に通気孔を設け、燃料棒
の下端を前記通気孔を覆つて中間栓の上端に接合する
（例えば、燃料棒と中間栓を構成する物質同志の共晶反
応による）ことにより達成される。
本発明の２つの作用：（１）燃料棒と被ふく管の間の
ギヤツプ部からの熱伝達用媒体の流失防止および（２）
核分裂生成ガスの下部プレナムの収納について以下説明
する。
ギヤツプ部からの熱伝達用媒体の流失防止および（２）
核分裂生成ガスの下部プレナムの収納について以下説明
する。
（１）ギヤツプ部からの熱伝達用媒体の流失防止通気孔
の付いた中間栓の上端に、燃料棒の下端を、前記通気孔
を覆つて接合することにより、熱伝達用媒体の流失は阻
止される。この場合、燃料棒と中間栓の構成物質からな
る共晶合金により接合するのが、燃料要素の製造工程の
複雑化防止、接合部の体積低減等の観点から、他の機械
的な拘束方法より優れている。燃料棒と中間栓を両者の
共晶反応により接合するためには、両者を密着して、一
定温度（共晶反応温度）以上で所定時間保持すればよ
く、接合部に生成される共晶合金の厚みは、数百μｍと
薄い。
の付いた中間栓の上端に、燃料棒の下端を、前記通気孔
を覆つて接合することにより、熱伝達用媒体の流失は阻
止される。この場合、燃料棒と中間栓の構成物質からな
る共晶合金により接合するのが、燃料要素の製造工程の
複雑化防止、接合部の体積低減等の観点から、他の機械
的な拘束方法より優れている。燃料棒と中間栓を両者の
共晶反応により接合するためには、両者を密着して、一
定温度（共晶反応温度）以上で所定時間保持すればよ
く、接合部に生成される共晶合金の厚みは、数百μｍと
薄い。
（２）核分裂で生成されたガスの下部プレナムへの収
納、金属燃料（例えば、ウラン・プルトニウム・ジルコ
ニウムからなる三元合金:U−Pu−Zr）は、一般に、燃焼
の進展に伴いその体積が膨張（スエリング）する。燃焼
の進展の度合は燃焼度（核分裂反応した燃料の原子数と
始めの燃料原子の総数の比）で表わされる。ジヤーナル
オブ ヌークリア テクノロジー、第65巻（1984）第
179頁から第231頁（Journal of Nuclear Technology,Vo
l.65（1984）pp179−231）に記載のように、金属燃料で
は、スエリング量がある程度大きくなると、合金燃料内
部に滞まつていた核分裂ガス気泡同志が連結し、ついに
は燃料表面へ通じるようになる（すなわち、燃料が通気
性を持つ）。燃料が通気性を示すスエリング量は約30％
であり、これに対応する燃焼度は約２％である。これ以
上の燃焼度では、核分裂ガスは、燃料棒内部を進み、中
間栓の通気孔を経て、下部プレナムへ収納されることに
なる。
納、金属燃料（例えば、ウラン・プルトニウム・ジルコ
ニウムからなる三元合金:U−Pu−Zr）は、一般に、燃焼
の進展に伴いその体積が膨張（スエリング）する。燃焼
の進展の度合は燃焼度（核分裂反応した燃料の原子数と
始めの燃料原子の総数の比）で表わされる。ジヤーナル
オブ ヌークリア テクノロジー、第65巻（1984）第
179頁から第231頁（Journal of Nuclear Technology,Vo
l.65（1984）pp179−231）に記載のように、金属燃料で
は、スエリング量がある程度大きくなると、合金燃料内
部に滞まつていた核分裂ガス気泡同志が連結し、ついに
は燃料表面へ通じるようになる（すなわち、燃料が通気
性を持つ）。燃料が通気性を示すスエリング量は約30％
であり、これに対応する燃焼度は約２％である。これ以
上の燃焼度では、核分裂ガスは、燃料棒内部を進み、中
間栓の通気孔を経て、下部プレナムへ収納されることに
なる。
ところで、燃料に通気性があると、前記ギヤツプ部の
熱伝達媒体も、燃料棒内部を通り、下部プレナムへ流出
する可能性があるが、この場合でもギヤツプが閉じてい
るならば（燃料棒と被ふく管が接触した状態）、金属燃
料と被ふく管との境界に合金が形成されるため、熱伝達
上は、何ら支障がない。それには、燃料が通気性を示す
のとほぼ同時に、ギヤツプが閉じるように、初期のギヤ
ツプ幅を設定すればよい。すなわち、初期のギヤツプ量
は、燃料体積の約30％相当（燃料棒の横断面積と被ふく
管内側の横断面積の比で約75％）とすることが必要であ
る。
熱伝達媒体も、燃料棒内部を通り、下部プレナムへ流出
する可能性があるが、この場合でもギヤツプが閉じてい
るならば（燃料棒と被ふく管が接触した状態）、金属燃
料と被ふく管との境界に合金が形成されるため、熱伝達
上は、何ら支障がない。それには、燃料が通気性を示す
のとほぼ同時に、ギヤツプが閉じるように、初期のギヤ
ツプ幅を設定すればよい。すなわち、初期のギヤツプ量
は、燃料体積の約30％相当（燃料棒の横断面積と被ふく
管内側の横断面積の比で約75％）とすることが必要であ
る。
以下、本発明を実施例に従つて説明する。第１図は、
本発明の第１の実施例である。ステンレス製の被ふく管
10の両端を上部端栓11と下部端栓12で封じ、内部には、
ステンレス製の中間栓13を設け、その上側に、ウラン・
プルトニウム・ジルコニウムの合金（Ｕ−Pu−Zr合金：
重量割合（％）の１例U/Pu/Zr＝75/15/10）からなる燃
料棒20を置き、その下端部21を中間栓13の上端14に接合
させ、中間栓の通気孔15を覆つている。接合部30は、燃
料棒と中間栓の構造材からなるウラン・鉄系（UeFe−UF
e2およびウラン・ニツケル系（U6Ni−U7Ni9）の合金よ
りなる。熱伝達用媒質として、液体ナトリウム（液体N
e）40が、中間栓の上側の空間に充てんされ、燃料棒
は、その液面41の下にある。中間栓の下側の空間は、ガ
スプレナム50である。
本発明の第１の実施例である。ステンレス製の被ふく管
10の両端を上部端栓11と下部端栓12で封じ、内部には、
ステンレス製の中間栓13を設け、その上側に、ウラン・
プルトニウム・ジルコニウムの合金（Ｕ−Pu−Zr合金：
重量割合（％）の１例U/Pu/Zr＝75/15/10）からなる燃
料棒20を置き、その下端部21を中間栓13の上端14に接合
させ、中間栓の通気孔15を覆つている。接合部30は、燃
料棒と中間栓の構造材からなるウラン・鉄系（UeFe−UF
e2およびウラン・ニツケル系（U6Ni−U7Ni9）の合金よ
りなる。熱伝達用媒質として、液体ナトリウム（液体N
e）40が、中間栓の上側の空間に充てんされ、燃料棒
は、その液面41の下にある。中間栓の下側の空間は、ガ
スプレナム50である。
燃料棒と被ふく管の間のギヤツプ60は、前述のよう
に、燃焼度が２％以下（スエリング量で〜30％以下）で
は、開いている。このとき、燃料棒は、また通気性がな
く（核分裂ガスは、燃料内部に滞る）、また前記の接合
部30が存在するため、液体Ne40は、中間栓の上側の空間
に完全に密封され、下部プレナムへ流出することはな
い。したがつて、ギヤツプ部の熱伝達特性は良好であ
る。
に、燃焼度が２％以下（スエリング量で〜30％以下）で
は、開いている。このとき、燃料棒は、また通気性がな
く（核分裂ガスは、燃料内部に滞る）、また前記の接合
部30が存在するため、液体Ne40は、中間栓の上側の空間
に完全に密封され、下部プレナムへ流出することはな
い。したがつて、ギヤツプ部の熱伝達特性は良好であ
る。
次に、同じ実施例で、燃焼が進み、ギヤツプが閉じた
場合を、第４図により説明する。燃焼度は２％以上（ス
エリング量で30％以上）である。この場合、燃料棒は通
気性であり、核分裂ガスは、燃料棒内部を通つて下部プ
レナムへ収納される。液体Naは、一部が燃料棒内部の通
気孔に残るが、大半は下部プレナムの底に貯まることに
なる。ギヤツプが閉じているため、燃料棒と被ふく管と
の間の熱伝達は良好である。
場合を、第４図により説明する。燃焼度は２％以上（ス
エリング量で30％以上）である。この場合、燃料棒は通
気性であり、核分裂ガスは、燃料棒内部を通つて下部プ
レナムへ収納される。液体Naは、一部が燃料棒内部の通
気孔に残るが、大半は下部プレナムの底に貯まることに
なる。ギヤツプが閉じているため、燃料棒と被ふく管と
の間の熱伝達は良好である。
本発明の第２の実施例を、第５図に示す。本実施例
は、中間栓13の一部を多孔質９としたものであり、第１
の実施例と同様の機能を持つている。
は、中間栓13の一部を多孔質９としたものであり、第１
の実施例と同様の機能を持つている。
本発明の第３の実施例を第６図に示す。この例では、
第1,第２の実施例のように燃料棒本体と中間栓を直接，
接合しないで、中間栓の上端部に共晶合金領域70を形成
し、中間栓の通気孔を接合部31により覆つている。燃焼
が進むと、共晶合金領域70も通気性を持つようになるの
で、第1,第２の実施例と同様の機能がある。
第1,第２の実施例のように燃料棒本体と中間栓を直接，
接合しないで、中間栓の上端部に共晶合金領域70を形成
し、中間栓の通気孔を接合部31により覆つている。燃焼
が進むと、共晶合金領域70も通気性を持つようになるの
で、第1,第２の実施例と同様の機能がある。
本発明の第４の実施例を第７図に示す。この例では、
燃料棒下端部21の燃料組成をウラン70％，プルトニウム
20％，ジルコニウム10％とし、プルトニウムの比率を、
下端部以外の燃料20（プルトニウムの比率15％）より高
くしている。ウラン・鉄系およびウラン・ニツケル系の
共晶の生成温度は、ウランより融点の低いプルトニウム
の比率の高い燃料ほど低下するので、本実施例のような
燃料棒の構成とすることにより、燃料棒下端と中間栓上
端部による共晶合金の生成が一層容易になる。
燃料棒下端部21の燃料組成をウラン70％，プルトニウム
20％，ジルコニウム10％とし、プルトニウムの比率を、
下端部以外の燃料20（プルトニウムの比率15％）より高
くしている。ウラン・鉄系およびウラン・ニツケル系の
共晶の生成温度は、ウランより融点の低いプルトニウム
の比率の高い燃料ほど低下するので、本実施例のような
燃料棒の構成とすることにより、燃料棒下端と中間栓上
端部による共晶合金の生成が一層容易になる。
本発明によれば、金属燃料が使用した燃料要素におい
て、核分裂生成ガスを収納するガスプレナムを、従来、
燃料棒の上側にしか置けなかつたのが、温度の低い燃料
棒の下側に於けるようになつた。これによる効果は次の
通りである。
て、核分裂生成ガスを収納するガスプレナムを、従来、
燃料棒の上側にしか置けなかつたのが、温度の低い燃料
棒の下側に於けるようになつた。これによる効果は次の
通りである。
一般に、金属燃料を使用した燃料要素の寿命τは、核
分裂生成ガス圧力Ｐ（寿命中の平均値）により被ふく管
に発生する、被ふく管の周方向の応力σＨ（寿命中の平
均値）に対して、近似的に τ∝ｅ−σＨ∝ｅ−p/t …（１） となる。ここでｔは被ふく管肉厚である。一方、圧力Ｐ
は、取出燃焼度をB,プレナム温度をT,プレナム長をｌと
すると、 Ｐ∝Ｂ×Ｔ×1/l …（２） となる。式（１）と（２）により次式を得る。
分裂生成ガス圧力Ｐ（寿命中の平均値）により被ふく管
に発生する、被ふく管の周方向の応力σＨ（寿命中の平
均値）に対して、近似的に τ∝ｅ−σＨ∝ｅ−p/t …（１） となる。ここでｔは被ふく管肉厚である。一方、圧力Ｐ
は、取出燃焼度をB,プレナム温度をT,プレナム長をｌと
すると、 Ｐ∝Ｂ×Ｔ×1/l …（２） となる。式（１）と（２）により次式を得る。
σＨ∝Ｂ×Ｔ×1/l×1/t …（３） 上部プレナム温度〜650℃に対して、下部プレナム温
度は〜350℃であるので、σH,l,t同一の条件下では、取
出燃焼度Ｂ∝1/Tとなるから、本発明による下部プレナ
ム方式の燃料要素では、従来の上部プレナム方式の燃料
要素と比べて、取出燃焼度を に増大することができる。この様子の一例を第８図に示
した。この図は、燃焼度とガス圧力の関係を、下部およ
び上部プレナム方式の燃料要素について示したものであ
る。これより、ガス圧力が同一ならば、下部プレナム方
式の燃料要素の燃焼度は、上部プレナム方式と比べ、約
1.5倍となる。
度は〜350℃であるので、σH,l,t同一の条件下では、取
出燃焼度Ｂ∝1/Tとなるから、本発明による下部プレナ
ム方式の燃料要素では、従来の上部プレナム方式の燃料
要素と比べて、取出燃焼度を に増大することができる。この様子の一例を第８図に示
した。この図は、燃焼度とガス圧力の関係を、下部およ
び上部プレナム方式の燃料要素について示したものであ
る。これより、ガス圧力が同一ならば、下部プレナム方
式の燃料要素の燃焼度は、上部プレナム方式と比べ、約
1.5倍となる。
燃料コストは、燃焼度とほぼ逆比例の関係にあるか
ら、この場合、約2/3に低減される。
ら、この場合、約2/3に低減される。
また、式（３）より、σH,Bを一定とすると、ｔ∝T,
またはｌ∝Ｔとなるから、本発明により、被ふく管肉厚
の低減あるいはプレナム長の短縮（夫々、約1/3減）が
可能となる。したがつて、本発明による燃料要素を使用
した燃料集合体で炉心を構成すると、前者の効果により
構造材による中性子の吸収が小さい炉心，すなわち増殖
性に優れた炉心を構築でき、また後者の効果により燃料
要素長が短縮されるため、冷却材の圧力損失が減少する
ことにより、冷却材を駆動するポンプの容量を低減でき
る。
またはｌ∝Ｔとなるから、本発明により、被ふく管肉厚
の低減あるいはプレナム長の短縮（夫々、約1/3減）が
可能となる。したがつて、本発明による燃料要素を使用
した燃料集合体で炉心を構成すると、前者の効果により
構造材による中性子の吸収が小さい炉心，すなわち増殖
性に優れた炉心を構築でき、また後者の効果により燃料
要素長が短縮されるため、冷却材の圧力損失が減少する
ことにより、冷却材を駆動するポンプの容量を低減でき
る。
以上のごとく、本発明によれば、高速増殖炉の燃料コ
スト低減，増殖性の向上，ポンプ容量の低減等，経済性
の大幅な向上が可能となる。
スト低減，増殖性の向上，ポンプ容量の低減等，経済性
の大幅な向上が可能となる。
第１図（ａ）は本発明の第１実施例による燃料要素の縦
断面図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）のＡ部拡大図、第
２図は従来の燃料要素の縦断面図、第３図は他の従来例
の燃料要素の縦断面図、第４図は第１実施例の燃焼進行
後の燃料要素の縦断面図、第５図（ａ）は本発明の第２
実施例による燃料要素の縦断面図、第５図（ｂ）は第５
図（ａ）のＢ部拡大図、第６図（ａ）は本発明の第３実
施例による燃料要素の縦断面図、第６図（ｂ）は第６図
（ａ）のＣ部拡大図、第７図（ａ）は本発明の第４実施
例による燃料要素の縦断面図、第７図（ｂ）は第７図
（ａ）のＤ部拡大図、第８図は燃焼度とプレナム圧力の
関係グラフ図である。 10……被ふく管、11……上部端栓、12……下部端栓、13
……中間栓、15…通気孔、20……燃料棒、30……燃料棒
と中間栓の接合部、50……ガスプレナム、60……ギヤツ
プ。
断面図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）のＡ部拡大図、第
２図は従来の燃料要素の縦断面図、第３図は他の従来例
の燃料要素の縦断面図、第４図は第１実施例の燃焼進行
後の燃料要素の縦断面図、第５図（ａ）は本発明の第２
実施例による燃料要素の縦断面図、第５図（ｂ）は第５
図（ａ）のＢ部拡大図、第６図（ａ）は本発明の第３実
施例による燃料要素の縦断面図、第６図（ｂ）は第６図
（ａ）のＣ部拡大図、第７図（ａ）は本発明の第４実施
例による燃料要素の縦断面図、第７図（ｂ）は第７図
（ａ）のＤ部拡大図、第８図は燃焼度とプレナム圧力の
関係グラフ図である。 10……被ふく管、11……上部端栓、12……下部端栓、13
……中間栓、15…通気孔、20……燃料棒、30……燃料棒
と中間栓の接合部、50……ガスプレナム、60……ギヤツ
プ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−6790（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−282689（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−214881（ＪＰ，Ａ)
Claims (5)
- 【請求項１】核分裂性物質等を含む燃料棒と、これを密
封する被ふく管、上部端栓、および下部端栓、並びに上
部端栓と下部端栓の中間に位置する中間栓からなる原子
炉の燃料要素において、燃料棒が中間栓の上側にあり、
中間栓が通気孔を有し、燃料棒の下端が前記通気孔を覆
つて中間栓の上端に接合され、接合部が燃料棒と中間栓
を構成する物質よりなる共晶合金であることを特徴とす
る燃料要素。 - 【請求項２】核分裂性物質等を含む燃料棒を被ふく管内
に封入した原子炉の燃料要素において、燃料要素を、こ
れと並行して流れる冷却材の上流側の第１領域と、下流
側の第２領域とに、通気孔のある中間栓を介して分け、
前記第２領域に、燃料棒を配し、燃料棒と中間栓の接合
部に、燃料棒と中間栓を構成する物質からなる共晶合金
を形成し、前記通気孔を覆つたことを特徴とする燃料要
素。 - 【請求項３】前記中間栓の一部が多孔質であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項の燃料要素。 - 【請求項４】前記中間栓の一部が、燃料棒と中間栓母材
の構成物質からなる共晶合金であることを特徴とする特
許請求の範囲第１項又は第２項の燃料要素。 - 【請求項５】前記燃料棒に含まれる低融点燃料元素の割
合が、前記接合部に関与する燃料棒端部で大きく、端部
以外で小さいことを特徴とする特許請求の範囲第１項か
ら第４項までのいずれかの燃料要素。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63010717A JP2510648B2 (ja) | 1988-01-22 | 1988-01-22 | 燃料要素 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63010717A JP2510648B2 (ja) | 1988-01-22 | 1988-01-22 | 燃料要素 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01187493A JPH01187493A (ja) | 1989-07-26 |
| JP2510648B2 true JP2510648B2 (ja) | 1996-06-26 |
Family
ID=11758050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63010717A Expired - Lifetime JP2510648B2 (ja) | 1988-01-22 | 1988-01-22 | 燃料要素 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2510648B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100963472B1 (ko) * | 2008-04-17 | 2010-06-17 | 한국원자력연구원 | 금속 핵연료 입자가 봉입된 금속 시스를 포함하는금속핵연료봉 및 이의 제조방법 |
| US8571167B2 (en) * | 2009-06-01 | 2013-10-29 | Advanced Reactor Concepts LLC | Particulate metal fuels used in power generation, recycling systems, and small modular reactors |
| RU2713473C2 (ru) | 2010-02-22 | 2020-02-05 | Эдвансд Риэктор Консептс Ллк | Система ядерного реактора и способ получения ядерной энергии |
| GB2538687B (en) | 2014-04-14 | 2020-12-30 | Advanced Reactor Concepts LLC | Ceramic nuclear fuel dispersed in a metallic alloy matrix |
-
1988
- 1988-01-22 JP JP63010717A patent/JP2510648B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01187493A (ja) | 1989-07-26 |
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