JP3124754B2

JP3124754B2 - 原子炉用の制御要素

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Publication number: JP3124754B2
Application number: JP11064884A
Authority: JP
Inventors: ボルフガング・シュルツ
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-03-11
Filing date: 1999-03-11
Publication date: 2001-01-15
Anticipated expiration: 2019-03-11
Also published as: JPH11295464A; FI990443L; TW417114B; SE521196C2; FI990443A7; SE9900830D0; DE19810433A1; RU2166805C2; FR2776116B1; SE9900830L; FR2776116A1; DE19810433C2; FI990443A0

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、１つの吸収材と、
少なくとも１つの内側及び外側の吸収材用被覆管とを具
備する、原子炉用の制御要素に関する。

【０００２】ここでは、制御要素という概念は、原子炉
の出力調整に必要であり、かつ原子炉を如何なる作動状
況からも安全に停止させることができなければならな
い、沸騰水型原子炉及び加圧水型原子炉用の制御要素及
び制御棒の、総称である。これらの制御要素は、中性子
を吸収し、それによって、連鎖反応を制御するために、
燃料要素又は核燃料棒の中へ又はそれらの間へ挿入され
る。

【０００３】沸騰水型原子炉の場合には、制御要素は、
例えば大きな出力領域において、まさに以下の程度に、
すなわち、核分裂の際に解放された中性子のうちの、平
均して正しく１個の中性子が新たな核分裂を誘導する程
に、燃料要素の中へ深く降下される。

【０００４】約４０年の稼働年数という原子炉の耐用年
数の間に制御要素を用いようとするときは、これらの制
御要素の有効性が元来ある有効性に比べて１０％以上減
じることなく、制御要素に一定の中性子束を負荷するこ
とができる。

【０００５】更に、これらの制御要素は、原子炉の冷却
システムからの放射能の放出の防止の完璧さを維持する
という優先的な保護目標が達成されるように、寄与しな
ければならない。

【０００６】

【従来技術】「発明の属する技術分野」に記載のタイプ
の制御要素はDE 39 03 844 A1 から公知である。この公
報では、吸収材を収容する複数の内管は１つの収容孔へ
入れられている。DE 41 38 030 A1 に記載のように、複
数の制御棒に、長手方向に延びる複数の流路を、すなわ
ち、膨張する物質がその中で膨張することができる流路
を設けることが提案される。

【０００７】他の制御要素は例えばEP 0 143 661，US
4,861,544及びUS 4,929,412に記載されている。特に加
圧水型原子炉用の、制御要素は、例えば、『核技術５７
（１９９２）２号（ミュンヘンのカール・ハンザー出版
社）の８４乃至８９頁に所収の、Ｌ・ハインス、Ｗ・ダ
ムディーツ及びＨ・Ｐ・フックス著の『加圧水型原子炉
及びその作用形態用のシーメンス制御アセンブリの設
計』に記載されている。このタイプの制御要素について
の他の記述は、『核技術５７（１９９２）２号（ミュン
ヘンのカール・ハンザー出版社）の１０５及び１０６頁
に所収の、Ｇ・フェスタールント他の『ＡＢＲ制御棒』
にある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、１つ
の吸収材と、少なくとも１つの内側及び外側の吸収材用
被覆管とを具備する、原子炉用の制御要素を、特に高い
局所的な相対燃焼度が加えられるように構成することで
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題は、少なくとも
３つの吸収材用被覆管が設けられていること、互いを取
り囲んでいる吸収材用被覆管同士の間には、所定の間隔
が設けられているので、各々の吸収材用被覆管が吸収材
の膨張の際に開始位置(Ausgangsposition)から離れるこ
とができ、吸収材のための機械抵抗が形成されているこ
と、によって解決される。

【００１０】本発明の好ましい改善は従属請求項に記載
されている。

【００１１】本発明の本質的な基本思想によれば、吸収
材用被覆管は制限手段を有し、この制限手段は実質的に
吸収材用被覆管の内部に設けられており、しかも、吸収
材に隣り合っている開始位置に設けられているので、制
限手段は吸収材のための機械抵抗を形成し、吸収材の膨
張の際に開始位置から離れることができる。そのため
に、全体として、吸収材の制御されずかつ非常に速い膨
張を反力によって防止する吸収材用被覆管が作られる。
この場合、制限手段は、一定の膨張の際には、膨張する
吸収材に最早耐えることができず、曲がる。制限手段
は、この制限手段が割れるか、破壊されるか、制御され
て外へ案内されかつ更に吸収材のための機械抵抗を形成
するか、するように、開始位置から離れることができ
る。「離れることができる」（entfernbar）という概念
は、制限手段が実際に空間的に開始位置から離される
か、あるいは、破裂かその他の部分的な破壊によって、
膨張を制限しかつ圧力を内側へ加える自らの直接的な機
能を失うかするが、残部は物理的に開始位置に留まって
いる、と解するべきである。かくして作られた制御要素
には、燃焼された吸収物質が原子炉冷却材に達すること
なく、ほぼ１００％の局所的な相対燃焼度を与えること
ができる。

【００１２】本発明によれば、そのために、少なくとも
３つの吸収材用被覆管が設けられており、互いを取り囲
んでいる吸収材用被覆管同士の間には、所定の間隔が設
けられているので、各々の吸収材用被覆管が吸収材の膨
張の際に開始位置から離れることができ、吸収材のため
の機械抵抗が形成される。

【００１３】外側の吸収材用被覆管が外側の硬い外被を
形成する一方、内側の吸収材用被覆管はまず吸収材に隣
り合っており、膨張する吸収材に対して直接に抵抗す
る。しかし乍ら、一定の圧力以上の場合に、内側の吸収
材用被覆管は割れるので、吸収材は更に外側の吸収材用
被覆管へ膨張することがある。

【００１４】本発明によれば、３つ又はそれ以上の、互
いを取り囲んでいる吸収材用被覆管が設けられている。
何故ならば、かくして、段階的なかつ十分に予め設定可
能な方法で、膨張する吸収材に対し複数の抵抗がなされ
ることができるからである。これらの抵抗は順々に弱ま
り、かくて、吸収物質を完全に燃焼することができてな
る制御要素の、特に長い耐用年数を可能にする。互いを
取り囲んでいる吸収材用被覆管同士の間には所定の間隔
が設けられているので、その時々に内側の吸収材用被覆
管が割れるか、他の方法で破壊されることがあるが、そ
の直ぐ後の外側の吸収材用被覆管は損傷を受けない。所
定の間隔は、用いられた物質の破裂までの有効な徐々の
変形εに応じて、算出されるので、吸収材用被覆管は、
この吸収材用被覆管が破壊することがある前に、まず、
所定の間隔の範囲内で、吸収物質の圧力の下で膨張する
ことができる。複数の吸収材用被覆管が、外側の吸収材
用被覆管が内側の吸収材用被覆管を完全に取り囲むよう
に、形成されているのは特に好ましい。これらの吸収材
用被覆管は、重ね合わされた複数の吸収材用被覆管であ
る。これらは、内側から外側へ膨張する吸収材にまず圧
力を加え、次に、圧力に負けて曲がり、割れる。このと
き、隣の吸収材被覆管が、膨張し続ける吸収材に機械的
圧力を加え、吸収材の制御のきかない膨張を有効に防止
する。これらの吸収材用被覆管を被覆管として形成する
ことは特に好都合である。何故ならば、このような被覆
管は既に使用されているので、技術的な経験及び実施の
形態から取り出されることができるからである。本発明
によれば、重ね合わされた、互いに押込み可能な複数の
被覆管が設けられている。これらの被覆管の直径は非常
に異なっているので、個々の被覆管同士の間には夫々所
定の間隔がある。それ故に、内側の被覆管は、隣の被覆
管が損傷を受けることなく、膨張する吸収材の圧力下
で、膨張して割れてしまう。

【００１５】他に、制限手段が、吸収材用被覆管を形成
する外側の被覆管に中から取着されている弾性的な耐熱
性の材料からなることは、理論的に考えられる。このよ
うな材料ならば、まず、圧力を、内側へ、膨張する吸収
材へ加えるが、次に、吸収材の、増加する圧力下で、曲
がって、外側へ押圧されるだろう。他の可能性は制限手
段を機械的に可動に形成することにある。それ故に、制
限手段は例えば可動なシェルからなり、これらのシェル
は、機械的な要素例えばばね又は複数の他の弾性的な中
間部分によって、吸収材へと押圧され、吸収材の圧力下
で開始位置から離され、外側へ押圧されることができ
る。

【００１６】本発明の好ましい構成では、内側の吸収材
用被覆管又は制限手段の寸法は、この内側の吸収材用被
覆管が、焼結された所定の吸収材ペレットを収容するの
に適切であるように、定められている。他には、粉末状
の吸収材を用いることもできる。吸収材としては好まし
くはＢ４Ｃが用いられる。Ｂ４Ｃは、中性子捕獲用
の、特に熱中性子用の良好な断面積を有するが、知られ
たすべての吸収材のように、中性子によって誘発された
非常な膨張を有する。この膨張は、長期間において、吸
収材用被覆管を破壊させる。例えば用いることができる
他の吸収材はAgInCdか、ホウ素を含有しかつアイソトー
プＢ１０で濃縮されている物質かである。

【００１７】７０％より少ない、特に６０％より少ない
理論密度を有するＢ４Ｃを用いることは特に好まし
い。何故ならば、かくして、吸収材の膨張がまず防止さ
れることができ、用いられた物質の特に高い燃焼度が達
成されるからである。但し、Ｂ４Ｃの初期密度を最適
化する際に注意しなくてはならないのは、有効性の標準
を維持することができるためには、吸収材が、目標燃焼
度に達するまでに、まだ十分に１０Ｂ原子を有すること
である。

【００１８】複数の被覆管は、各々が複数の部分からな
るように、形成され、これら部分は、隣の被覆管のこれ
らの部分が、特に被覆管の衝突面が互いにずれて設けら
れている程の寸法を有することが好ましい。複数の部分
を用いることによって、比較的容易な取扱性が達成さ
れ、複数の部分の、又は少なくとも１つの最初に用いら
れた部分の異なった寸法によって、隣の被覆管同士の衝
突面が直接に並設されていない。

【００１９】このような制御要素は沸騰水型原子炉及び
加圧水型原子炉に用いられることは好ましい。沸騰水型
原子炉では、制御要素は、通常、被覆管として設計され
た最大限１２個の吸収材用被覆管を有する、十字形に設
けられた４つの翼部により組み立てられている。これに
対して、加圧水型原子炉用には、上方から炉心へ入れら
れる、通常制御棒と呼ばれる制御要素が用いられる。本
発明の制御要素を、原理的には、このような吸収材が用
いられてなる全種類の原子炉用に用いることができる。

【００２０】本発明の制御要素によって、吸収材の膨張
を収容することができるのであって、外側の吸収材用被
覆管が故障して、制御要素全体を最早用いることができ
ず、理想的な場合でも、中性子束が最大値を有する複数
の位置において、ほぼ吸収物質全体を用いることができ
なくなることはない。モデル計算は、本発明の制御要素
によって、Ｂ４Ｃの使用の際に、９０乃至１００％の
間の吸収材の燃焼度、好ましくは実際に１００％の燃焼
度に達することができることを、明らかにした。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図面に示した１つの実施の
形態を基にして本発明を詳述する。図１には、夫々燃料
要素用ボックス２を備えた４つの燃料要素３と、１つの
制御要素１とを有し、沸騰水型原子炉に設けられた炉心
セルが略示されている。燃料要素用ボックス２は夫々の
燃料要素３を囲繞しており、正方形に設けられている。
個々の燃料要素３の間には隙間があいているので、都合
１つの十字形の制御要素１を燃料要素３の間で動かすこ
とができる。燃料要素用ボックス２の間には自由な水隙
がある。燃料要素用ボックス２は上方の炉心格子４と下
方の炉心格子５とによって保たれている。制御要素１は
吸収材８が充填されている複数の吸収材被覆管７を有
し、必要に応じて、燃料要素用ボックス２の間で上下さ
れるので、制御された連鎖反応（Ｋｅｆｆ −１）が維
持される。制御要素１は、連鎖反応を如何なる任意の状
態からも即座に停止することができるべく、制御要素１
を必要な場合には即座に完全に降下させることができる
ように、設計されている。

【００２２】図２は制御要素１の横断面図であって、制
御要素１が例えば沸騰水型原子炉で用いられることがで
きる様を示している。制御要素１は、十字形に設けられ
た４つの翼部６を有し、これらの翼部６は、炭化ホウ素
（Ｂ４Ｃ）の粉末が充填された最大限２１個の吸収材
用被覆管７を有する。Ｂ４Ｃが、その好ましい物質的
及び技術的特性の故に、中性子吸収材として用いられる
のは好ましい。複数の吸収材用被覆管７は機械的な完璧
さを保証する薄板外被を有する。これらの吸収材用被覆
管７は制御要素１の基本的な構成要素である。何故なら
ば、初めの想定とは異なり、吸収材用被覆管を原子炉の
全寿命に亘って用いることができず、消耗材料と見做さ
ねばならないからである。既に僅かの稼働サイクルの後
には、中性子によって誘発された最大限１５％の吸収材
８の膨張により、吸収材用被覆管７は、機械的な損傷が
生じる。

【００２３】図３には、本発明の吸収材用被覆管７の横
断面が示されている。非常に膨張する吸収材８も、吸収
材用被覆管７によって、特に長いこと安全に保つことが
でき、用いられる吸収物質に、ほぼ１００％の局所的相
対燃焼度を与えることができて、燃焼したＢ４Ｃ従っ
てまたトリチウムも原子炉用冷却材に達しない。粉末形
状でも用いることができる吸収材８は、図３では、焼結
されたＢ４Ｃのペレットの形で備えられ、第１のかつ
最も内側の被覆管１０によって収容される。燃焼によっ
て、一方では、Ｂ４Ｃ吸収材の中性子断面積が減少
し、他方では、吸収材８は、拡径を伴う膨張へ、従って
また局所的及び中央の密度変化へ、及び、被覆管１０の
スチールシェルに加わる内圧が燃焼と共に増大すること
へ、と促される。しかし乍ら、被覆管１０のクリープ速
度が吸収材成長速度に比べて非常に小さい（Δε（被覆
管）／Δｔ＜＜Δｒ（吸収材半径）／Δｔ）ので、被覆
管に作用する諸力は、実質的に、吸収材の膨張性質によ
って、従って、次式により表される中性子フルエンスに
よって制御される。

【００２４】

【数１】臨界中性子フルエンス、すなわち、吸収材を一定程度膨
張させるために必要な中性子量、を上回り、被覆管の臨
界耐力を上回った後に、最も内側の被覆管１０が故障し
て、破裂する。かくして、吸収材８の圧力はまず著しく
低下されている。中性子に関して詳しく説明すれば、吸
収材８と、特に、複数の外側の領域で形成されるセラミ
ックゾーンとは、燃焼の増加に応じて一層増加して、遂
には、更なる臨界中性子フルエンスに到達後では、吸収
材８は、臨界の固体圧力を、すなわち、第２の被覆管１
１の耐力εＢｒｕｃｈを上回ると共に第２の被覆管１
１をも故障させる固体圧力を再度発生する。被覆管１０
と１１との間には最低間隔が設けられており、最も内側
の被覆管１０の耐力に対応する。それ故に、最も内側の
被覆管１０の故障が起こっても、隣の被覆管（第１の中
間の被覆管）１１は無傷である。これに応じて、吸収材
８の膨張は３番目の又は外側から２番目の被覆管（第２
の中間の被覆管）１２に、更に、外側の吸収材用被覆管
７を形成する最も外側の被覆管１３へと続く。直列に接
続された複数の吸収材用被覆管、特に被覆管による作用
によって、吸収断面積に亘って平均された相対燃焼が、
被覆管の定数及び吸収材用被覆管の数に従って常に一定
値だけ高められて、結局は１００％の燃焼限界に達する
ことが引き起こされる。吸収材８は、通常、理論的に考
えられ得る最高の密度に対して７０％の初期密度のみを
有するので、３０％の自由体積について述べることがで
きる。吸収材の膨張の際に役立つこの自由体積は、上記
工程において、吸収材用被覆管７の数及び吸収材用被覆
管７の被覆管の材料の定数に応じて次第に消費される。

【００２５】図４は、用いられた中性子フルエンスが大
きいので、臨界の状況つまり被覆管の故障が生じる時点
での、臨界の局所的な燃焼度分布ａ（ｒ）と、半径ｒに
対する平均の関連ある燃焼度ａと、を示すダイアグラム
である。参照符号１４が付されたｙ軸には、相対燃焼度
が％で示されている。参照符号１５がｘ軸に付されてお
り、このｘ軸には吸収材半径がｍｍで示されている。参
照符号１７が付された線は単独の吸収材用被覆管を有す
る標準制御要素についての臨界の局所的な燃焼度分布ａ
（ｒ）を示している。この吸収材用被覆管７は約１．７
５ｍｍの半径を有する。外側の縁部領域においてのみ、
１００％の燃焼ゾーン、すなわち、Ｂ４Ｃ吸収材が焼か
れて硬いセラミックの構造体になり、そこでは、元来役
立つ３０％の自由体積が完全に使い尽されてなる燃焼ゾ
ーンが作られることが明らかとなる。内部ではまだ十分
に自由体積が役立つのであって、そこでは、役立つ吸収
材が有効に用いられなかったのである。実線１６は、吸
収断面積に関連する平均の燃焼度を示しており、この燃
焼度はこのよう吸収材用被覆管に対しては約５０％であ
る。

【００２６】図５には、本発明の吸収材用被覆管につい
ての、臨界の局所的な燃焼度分布と、平均の、関連あ
る、臨界の燃焼度とが、ダイアグラムで示されている。
このダイアグラムでは、参照符号２８が付されたｙ軸に
は、％で表示された局所的な燃焼度が示されるのに対
し、ｘ軸１８には半径が示されている。第１の臨界のフ
ルエンスの到達と、このことに関連した最も内側の被覆
管１０の破裂との際に、外側の線１９によって示される
局所的な燃焼度分布が生じる。この燃焼度分布は、実質
的に、図４のそれに対応している。この場合、連続線２
０で示された、平均の、関連ある臨界の燃焼度ａｍ１ｋ
ｒｉｔが生じ、この燃焼度は約５０％である。０からｒ
_１´への外側の範囲には、１００％の完全な燃焼度が存
在する。第２の臨界のフルエンスの到達と、このことに
関連した、第２の被覆管１１の破裂との際に、参照符号
２１で示された臨界の局所的な燃焼度分布ａ（ｒ２）が
臨界的に生じる。そのとき、硬いセラミックゾーンが既
に範囲ｒ２´まで膨張した。内側の範囲においても、局
所的な燃焼度は、第１の臨界のフルエンスの時点に比べ
て更に高まった。平均の、関連ある臨界の燃焼度ａｍ２
ｋｒｉｔは既に優に７０％であり、線２２によって示さ
れる。第３の被覆管の破裂の際に、線２３で示される局
所的な燃焼度分布が生じ、線２４で示した、内側の、関
連ある臨界の燃焼度分布は約９０％のである。第４の臨
界のフルエンスの到達の際には、吸収材の僅かな残りの
ゾーンのみが、線２５に対応して、対称軸２７の範囲に
留まっている。この吸収材は焼かれて硬いセラミック構
造体にまだなっていない。この時点で、線２６で示した
平均の、関連ある、臨界のほぼ１００％の燃焼度が生じ
る。図で説明するために、更に、被覆管１０乃至１３が
示されている。最も内側の被覆管１０に関連して線１９
及び２０が、第２の被覆管１１に関連して線２１及び２
２が、第３の被覆管１２に関連して線２３及び２４が、
第４の被覆管１３に関連して線２５及び２６が設けられ
ている。このような描写においても、被覆管１０乃至１
３の間の必要な間隔εが再度示されている。この間隔ε
は、その時々に隣の、内側の、被覆管の耐力に応じて確
定されている。

【００２７】図６には、参照符号３０が付されたｙ軸上
には、吸収断面積に亘って平均された燃焼度ａｍが％
で、ｘ軸２９上には、すべての被覆管の理論的な累算(s
ummarisch)の肉厚がｍｍで示されている。但し、各吸収
材用被覆管が夫々０．１ｍｍの被覆管の肉厚を有するこ
とを基礎にした。補足として、第２のｘ軸３９上に被覆
管の数が示されている。この際になされた燃焼度の計算
は微視的理論に基づいてなされた。この場合、曲線３１
では、吸収物質つまりＢ４Ｃの７０％の理論密度が想
定されたのに対し、曲線３２では、５７％の理論密度
が、曲線３３では５０％の理論密度が想定された。Ｂ４
Ｃの内径としてはここでは３ｍｍが想定された。しか
し乍ら、計算の結果、燃焼度ａｍについての算出値がＢ
４Ｃの内径に依存していないので、例えば２．７ｍｍ
の内径を有する複数の被覆管をも、３ｍｍのと同一の成
果をもって用いることが明らかとなったことは興味深
い。曲線３１からは、０．１ｍｍの肉厚の第１の被覆管
が、参照符号３４で示された位置において、理論密度が
７０％で、既に燃焼度が約４５％の際には機能しないで
あろうことが明らかである。同様に０．１ｍｍの肉厚を
有する第２の被覆管は、きっかり６０％の燃焼を可能に
するだろう。このことは参照符号３５で示された箇所で
確認される。参照符号３６で示された位置から明らかな
ように、第３の被覆管によって、約６５％の燃焼度が達
成される。第４の被覆管については、位置３７におい
て、約５．９５×１０^２１ｎ／ｃｍ^２の蓄積された中
性子フルエンスに応じて、約７０％の燃焼が生じる。参
照符号３１で示された線から明らかなように、その他の
被覆管を用いることにより、燃焼度が更に高められる。
比較的少ない理論密度を用いる際には、参照符号３２及
び３３で示された曲線から明らかなように、より高い相
対燃焼度が達成される。かくして、５０％の理論密度
（曲線３３）の場合には、第３の被覆管（位置３６）に
よって、８０％以上の燃焼度が達成される。８．３×１
０^２１ｎ／ｃｍ^２の蓄積された中性子フルエンスに応
じて、参照符号３７で示される位置から明らかなよう
に、第４の被覆管によって、既に９０％の燃焼度が達成
される。個々の被覆管は０．１ｍｍの肉厚を有する。被
覆管同士の間には、約０．０１ｍｍのスペースがある。
被覆管が不均等に肉厚に、例えば、内側の３つの被覆管
が各０．１ｍｍの肉厚で、第４の外側の被覆管が０．５
ｍｍの肉厚で形成されるときの方が、最も内側の被覆管
が０．５ｍｍの肉厚を有し、それに続く外側の３つの被
覆管が夫々０．１ｍｍの肉厚を有するときよりも、全体
的に好ましい。微視的理論によって計算され、かつ測定
によって正しさを証明された、複数の制御棒の、本発明
に基づく設計によって、これらの制御棒の圧力負荷が、
原理的に、Ｂ４Ｃの膨潤によって規定されていること
が明らかとなった。従来の構造は１０Ｂの約５０％の燃
焼度ａｍのみを可能にする。しかし、中性子束の局所的
な突出を除去するためには、最大限１００％の局所的な
１０Ｂの燃焼度が、吸収材用被覆管を故障させないこと
が保証されなければならない。場合によっては、本発明
の制御要素は、この制御要素が、突出した中性子束へ、
特に、上方の領域へ及び制御棒の翼部縁ゾーンに達して
なる領域においてのみ、複数の吸収材用被覆管を備える
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は沸騰水型原子炉に設けられた炉心セルの
略図である。

【図２】図２は制御要素の平面図である。

【図３】図３は本発明の制御要素の吸収材用被覆管の横
断面図である。

【図４】図４は洗臨界の状況つまり被覆管の故障が生じ
る時点での、臨界の局所的な燃焼度分布と、半径に対す
る平均の関連ある燃焼度と、を示すダイアグラムであ
る。

【図５】図５は本発明の制御要素の燃焼度分布を示すダ
イアグラムである。

【図６】図６は達成可能な燃焼度を解説するためのダイ
アフラムである。

【符号の説明】

１制御要素３燃料要素７吸収材被覆管８吸収材１０被覆管１１被覆管１２被覆管１３被覆管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G21C 7/10 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ) ＷＰＩ／Ｌ（ＱＵＥＳＴＥＬ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の吸収材と、少なくとも１つの内側
及び外側の吸収材用被覆管（７）とを具備する、原子炉
用の制御要素において、内側の吸収材用被覆管と外側の吸収材用被覆管と中間の
吸収材用被覆管とを含む少なくとも３つの吸収材用被覆
管が、中間の吸収材用被覆管は、１っの内側の吸収材用
被覆管を囲み、外側の吸収材用被覆管は、１つの中間の
吸収材用被覆管を囲むようにして、各吸収材を順次囲む
ようにして設けられており、隣接する吸収材用被覆管同
士の間には、所定の間隔が設けられており、各々の吸収
材用被覆管が前記吸収材の膨張の際に開始位置から離れ
ることができ、前記吸収材のための機械抵抗が形成され
ていること、を特徴とする制御要素。
【請求項２】前記外側の吸収材用被覆管が前記内側の
吸収材用被覆管を完全に取り囲むこと、を特徴とする請
求項１に記載の制御要素。
【請求項３】前記内側の吸収材用被覆管の寸法は、こ
の内側の吸収材用被覆管が、前記吸収材を構成する焼結
された複数の吸収材ペレットを収容可能なように、定め
られていること、を特徴とする請求項１もしくは２に記
載の制御要素。
【請求項４】Ｂ４Ｃが吸収材として用いられている
こと、を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載
の制御要素。
【請求項５】７０％以下の理論密度を有するＢ４Ｃ
が用いられること、を特徴とする請求項１乃至４のいず
れか１に記載の制御要素。
【請求項６】前記制御要素は沸騰水型原子炉の構成部
分であること、を特徴とする請求項１乃至５のいずれか
１に記載の制御要素。
【請求項７】前記制御要素は加圧水型原子炉の構成要
素であること、を特徴とする請求項１乃至６のいずれか
１に記載の制御要素。