JPH01148997A - 原子炉用制御棒 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、沸騰水型原子炉等の原子炉炉心部に挿入また
は引抜されて原子炉出力を制御する原子炉用制御棒に係
り、特に原子炉停止余裕を高め、長寿命化を図った原子
炉用制御棒に関する。

（従来の技術） 従来の沸騰水型原子炉用制御棒は、中央タイロッドに細
長いＵ字状シースを固着して形成し−た複数個のウィン
グ内に多数の中性子吸収棒を装填して構成されている。

中性子吸収棒は例えばステンレス鋼製被覆管内に中性子
吸収材としてボロンカーバイド（Ｂ４Ｃ）粉末を充填し
て調製される。

この原子炉用制御棒を沸騰水型原子炉等の炉心部に挿入
すると、シース内に充填した中性子吸収材は中性子の照
射を受け、中性子吸収能力を次第に失うため、原子炉用
制御棒は所定期間の運転に供した復に定期的に交換され
る。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、原子炉の炉心部において使用される制御棒は
、各ウィングの全面に亘って一様に中性子照射を受ける
ものではなく、例えば□各つィングの挿入先端領域およ
び外側縁領域は、強度の中性子照射を受ける。そのため
、その領域に充填された中性子吸収材は多聞の中性子を
吸収して他領域より早く消耗し、早期に核的寿命を終え
る。したがって、他領域に充填された中性子吸収材がま
だ十分核的寿命を残しているにも拘らず、原子炉用制御
棒全体を放射性廃棄物として廃棄しなければならない不
経済性があり、一方、交換頻度が高いと交換作業を行な
う作業員の被ＩＩＩ線量も増大する問題点も考えられる
。

そのような問題点を解決するために強度の中性子照射を
受ける制御棒の領域に核的寿命が長い、例えばハフニウ
ムのような長寿命型中性子吸収材を部分的に配置した原
子炉用制御棒を本発明者は開発した。

この原子炉用制御棒は、特開昭５３−７４６９７号公報
に開示されている通り、ウィングの先端部および翼端部
に長寿命型中性子吸収材を配置したハイブリッド構造を
有する。このハイブリッド型の原子炉用制御棒は通常型
Ｍ　ｆ１１捧の２倍程度の寿命を得るに至った。

一方、従来の原子炉用制御棒は、ウィングの全領域に亘
って中性子吸収材を均一な密度で充填しており、軸方向
の各領域における中性子吸収能力すなわち反応度が等し
く調製されているが、前記のように中性子照射量の不均
一によって経時的に反応度にばらつきを生じ、原子炉の
運転サイクル末期においては部分的に原子炉停止余裕が
低下する可能性がある。

ずなわち、上記の原子炉用１１Ｊ　ａｌｌ棒を使用して
原子炉を所定期間運転した場合における原子炉停止余裕
（未臨界度）の炉心軸方向分布は、燃料集合体の設計仕
様または原子炉の運転方法によって若干の相違を生じる
が、基本的には第５図（Ａ＞に示す分布となる。すなわ
ち、原子炉停止余裕は炉心の上端および下端において大
きくなる一方、上端より若干下った位置において最小の
１ａをとる。

この原因としては、次のことが考えられる。

原子炉炉心の軸方向有効長さをＬとした場合、下端から
３／４Ｌの位置から上端にかけての上端領域においては
、運転時の気泡率（ボイド率）が高く、炉の出力密度が
相対的に低下するため、核分裂性物質である質量数２３
５のウラン（Ｕ−２３５）の残存量が比較的多い。また
発生する気泡（ボイド）によって中性子スペクトルの硬
化現象を生じる。その結果、プルトニウム生成反応（中
性子吸収反応）が促進されるため、原子炉の運転後にお
いて炉心上部の核分裂性物質の濃度が高くなり、その領
域の原子炉停止余裕が相対的に低下する原因となってい
る。

一方、今後の原子炉は運転経済性の向上に対する要請か
ら核燃料の高燃焼度化および運転サイクルの長期化への
移行は必至の情勢である。その具体的な対応として濃縮
度の高い核燃料の採用が進み、それに伴って寿命が長く
、かつ原子炉停止余裕が大きな原子炉用制御棒が強く求
められる。

ところが、従来の原子炉用制御棒を高濃縮度の核燃料を
装荷した原子炉に採用すると原子炉停止余裕が相対的に
低下し、短い運転サイクル毎に原子炉用υ制御棒を頻繁
に交換しなければならない。

ところが原子炉用制御棒の交換作業にあたっては、原子
炉を停止し、さらに交換すべき制御棒の胸囲に配設され
た多数の燃料集合体を炉心から予め排除する煩雑な作業
が必要とされる。したがって、制御棒の交換のための原
子炉停止が頻発し、また停止期間が長期化することによ
り原子炉の運転効率、経済性が著しく低下する一方、管
理労力が著しく増大する可能性がある。

また従来の原子炉用制御棒では軸心部に中央タイロッド
が配設されており、ＩＩＩ　１１１棒の挿入運転時にお
いて減速材が流通する空間が少ないため、中性子の減速
作用が少なく、中央タイロッドに対向する燃料集合体コ
ーナ部の出力が大幅に低下する。

そのため、逆に制御棒を引抜き、高出力運転に移る際に
燃料集合体のコーナ部の出力が急上昇し、その熱衝撃に
よって燃料体を損傷するという、いわゆるブレードヒス
トリー現象を生じる問題点があった。

本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので
あり、原子炉用ｆＭ御棒の軸心部に部分的に中性子吸収
体を介装することにより制御棒全体の反応度価値を高め
るとともに、原子炉停止余裕が低下しがちな領域に、特
に高反応度を有する中性子吸収材を部分的に配設するこ
とによって、安価で効果的に原子炉停止余裕を増大化し
、かつ核的寿命の長期化を図り得る長寿命型原子炉用制
御棒を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明に係る原子炉用制御棒は、深いＵ字状断面を有す
る金属製シースの開放端に細長い結合棒を固着してウィ
ングを形成し、ウィング側端に固着した結合棒の軸方向
に所定間隔をおいて配設したウィング結合材によって複
数のウィングを相互に結合し、ウィングの上下端にそれ
ぞれ先端構造材および末端構造材を接合するとともに、
上記ウィングの挿入先端部および外側縁部に位置するシ
ース内部に長寿命型中性子吸収材を充填して第１領域を
形成し、第１領域の挿入先端部下端に隣接して縦方向に
第２領域を形成し、第２領域に高反応度の中性子吸収材
を充填する一方、第１領域の挿入先端部の下端から軸方
向にウィングの有効長の少なくとも１　／４１！上の範
囲に配設されたウィング結合材間に中性子吸収体を介装
したことを特徴とする。

（作用） 上記構成の原子炉用制御棒によれば、従来のような中央
タイロッドは使用せずに、各ウィング側端に固着した結
合棒の軸方向に所定間隔をおいて配設したウィング結合
材によって複数のウィングが相互に結合されており、制
御棒の挿入運転時に、特に原子炉停止余裕が低下する軸
方向範囲において高反応度の中性子吸収材を充填すると
ともに制御棒軸心部のウィング結合材間に中性子吸収体
を介装しているため、その範囲における中性子吸収効果
が増大し、原子炉停止余裕を十分に確保することができ
る。

一方、原子炉停止余裕の低下が少ない範囲においては、
中性子吸収体を介装せずにウィング結合材間に減速材を
導入し案内する空隙部が形成されるため、中性子の減速
作用が十分進行する。

そのため、制御棒挿入運転時において空隙部に対向する
燃料集合体の各コーナ部における出力低下が抑制される
一方、制御棒を引抜いて高出力運転に移る際に発生し易
い、急激な出力上昇を緩和することができる。

また、中性子照射量が特に多くなる各ウィングの挿入先
端部および外側縁部に長寿命型中性子吸収材が充填され
ているため、中性子吸収能力が長期間衰えず核的寿命が
長い。したがって原子炉用制御棒全体としての寿命を大
幅に延伸することができる。

さらに長寿命を有する高価な中性子吸収材の必要最少量
を限定的に配置しているため、原子炉用制御棒全体の製
作費を低減することができる。

（実施例） 次に本発明の一実施例について添付図面を参照して説明
する。第１図は、本発明に係る原子炉用１ノ御棒のウィ
ングを部分的に破断して示す正面図である。図において
中心線の右側の金属製シースを除いた状態で例示する。

本実施例の原子炉用制御棒１は、深いＵ字状断面を有す
る金属製シース２の開放端に細長い結合棒３を固着して
ウィング４を形成し、ウィング側端に固着した結合棒３
の軸方向に所定間隔をおいて配設した十字形状のウィン
グ結合材５によって複数のウィング４を相互に結合して
構成する。

十字形に結合された４枚のウィング４の挿入先端部には
、操作用のハンドル６を設けた先端構造材７が接合され
る一方、挿入末端部には末端構造材８が取付けられてい
る。

先端構造材７に各ウィング４を止着する部位には、ガイ
ドローラ９が設けられ、ガイドローラ９は燃料集合体間
を移動する原子炉用制御棒１を円滑に案内する。またシ
ース２には、減速材が自由に流通するための通水孔１０
が多数穿設されている。

各ウィング４を構成するシース２内には、各種の特性を
有する中性子吸収材１１が原子炉の特性に応じて充填さ
れる。

すなわち、各ウィング４の挿入先端部と外側縁一部に位
置するシース２内部には長寿命型中性子吸収材１２が充
填されて、第１領域Ｘが形成される。

ここで第１領域Ｘの挿入先端部の長さｊ！１は、挿入先
端Ｈから５〜３２ｃｍ程度である。

ここで挿入先端Ｈから５０までの範囲は特に中性子束が
著しく変化する領域であるため、少なくともこの範囲に
は長寿命型中性子吸収材１２を充填する必要がある。

一方、原子炉の燃焼管理において燃料集合体と制御棒と
の相対位置の調整は、炉心の有効長りを２４等分した単
位長さ１５〜１６ｃＭ毎に実施されているので、第１領
域の長さ１１はその単位長さ１５〜１６ｃＩＩ＋または
単位長さの２倍である３０〜３２αに設定するとよい。

しかし、３２ｃｍを大幅に超える場合は密度の大きい長
寿命型中性子吸収材の多用により制御棒重量の増加が顕
著となるため、通常は１５〜１６ｃｍに設定される。

第１領域Ｘの挿入先端部に充填した長寿命型中性子吸収
材１２は、第２図に示すように、例えばハフニウム材ま
たはステンレス鋼で形成したスペーサ１３を介し、シー
ス２内に対向するように配設したハフニウム板１２ａに
より構成する。対向するハフニウム板１２８問およびシ
ース２内面とハフニウム板１２ａとの間には減速材が流
通する空隙１４が形成されている。

また各ウィング４の外側縁部に位置するシース内部には
第１図に示すように棒状の長寿命型中性子吸収材１２が
充填される。この長寿命型中性子吸収材１２を充填する
領域の幅Ｊ！５は１〜２　ｃｍ程度であり、その長さＪ
！４は、常に挿入状態で使用　　゛される原子炉用制御
棒においては挿入先端から炉心の軸方向の有効長しの少
なくとも１７２以上である。

ここで長寿命型中性子吸収材１２としては、丸棒状また
は第３図に例示するように一端面をシース内側面の形状
に合せて加工した角棒状のハフニウム捧１２ｂが採用さ
れる。

また、中性子吸収体１６を配設した領域の下端から末端
構造材８までの領域のシース内には第４図に示すように
中性子吸収体１５ａが軸方向に並列に充填され、軸心部
には第１図および第４図で示すように減速材が流通する
空隙部１７が設けられる。

以上のような構成によると、原子炉運転中において、特
に中性干魚ｒＪＪｅが多い挿入先端部の第１領域Ｘにお
いても中性子吸収能力が長Ｊ１間に亘り維持され、制御
棒の核的寿命が長い。したがって原子炉用制御棒１全体
としての寿命を大幅に延伸することが可能となる。

さらに第１図において、第１領域Ｘの挿入先端部下端に
隣接して縦方向に下端まで第２領域Ｙが形成され、この
第２領域Ｙには、使用される原子炉の特性に応じて中性
子吸収能力が大きな高反応度中性子吸収材１５が充填さ
れる。

この高反応度中性子吸収材１５としては、質量数１０の
ボロン（”Ｂ）を濃縮した濃縮ボロンおよびその化合物
であるボロンカーバイド（８４Ｃ）などが単独で、また
は混合されて使用される。この高反応度中性子吸収材１
５は横断面が円形状のハフニウム製被覆管Ｔ内に充填さ
れて中性子吸収棒１５ａとされ、この中性子吸収棒１５
ａはシース２長手方向に多数配設される。

ここで第３図および第４図において、高反応度中性子吸
収材１５は横断面が円形状に形成された被覆管Ｔ内に充
填される構造であるが、被覆管下の断面形状を楕円形、
正方形、または長方形とすることにより、より多量の高
反応度中性子吸収材１５をシース２内に充填することが
可能となり、中性子吸収能力すなわち反応度をより向上
させることができる。特に被覆管Ｔを長寿命型中性子吸
収材であるハフニウムによって構成すれば、反応度およ
び寿命を大幅に増大化することが可能となる。

また被覆管Ｔ内に充填するボロン（１０Ｂ）を濃縮する
ことにより、反応度をより高めることができる。さらに
、ボロンカーバイド（Ｂ４Ｃ）をペレット状に成形する
ことにより、ハンドリング特性を向上させることが可能
となるとともに、粉体のように圧密されて沈降し、反応
度分布が不均一になることが防止される。

また原子炉用制御棒１の中心部の軸方向に間隔をおいて
配設されたウィング結合材５のうち、第１領域Ｘの挿入
先端部の下端から軸方向にウィングの有効長しの少なく
とも１／４以上の範囲（ｊ！２−ｊ！１）に配設された
ウィング結合材５の間には中性子吸収体１６が配設され
る。この中性子吸収体１６は、第３図に例示するように
軸心部にステンレス鋼またはハフニウム材で形成した方
形部材１６ａと、その周囲に十字状に配設された中性子
吸収棒１６ｂとで構成される。また第１図に示すように
挿入先端Ｈから、配設された中性子吸収体１６の下端ま
での長さオ、は、通常炉心有効長りの１／４ないし１／
３に設定される。

この場合、制御棒軸心下部において中性子吸収体１６を
介装せずに減速材が流通する空隙部１７を形成した領域
の長さ１３は炉心有効長しの３／４ないし２／３となる
。この空隙部１７に流入した減速材によって燃料集合体
のコーナ部における出力低下が回避されるため、制御棒
引扱時におけるブレードヒストリー現象が防止される。

一方、上記ブレードヒストリー現象の防止よりも原子炉
停止余裕を大きく確保することを特に重視する場合には
、上記ｊ２は４／４Ｌに設定される。しかし、この場合
においても第１領域Ｘに対応する長さ１１部分に空隙部
１７が残されており、この空隙部１７に流入する減速材
の働きによりブレードヒストリー現象が抑制される。

本実施例の原子炉用制御棒によれば、原子炉停止余裕が
低下する領域に配設されたウィング結合材５間に中性子
吸収体１６が介装され、制御棒の実効的なウィング幅が
軸心方向に向って拡大されるため制御棒の反応度が上昇
する。

また、挿入先端部のシース内にはハフニウム板１２ａを
対向して配設しており、ハフニウム板１２ａは少恐で十
分な反応度を保有し寿命が長いため、原子炉停止余裕を
十分に確保することができる。

一方、υノ御棒の挿入光Ｎ部および挿入末端部に位置す
るウィング結合材５間には、中性子吸収体１６を介装せ
ずに減速材である炉水が流通する空隙部１７を設けてい
るため、制御棒挿入時においても燃料集合体のコーナ部
における燃料の出力低下が抑制され燃焼が進行する。し
たがって制御棒を引抜き、高出力運転に移る際にコーナ
部の出力が急上昇すること（ブレードヒストリー現象）
が抑制され熱衝撃が大幅に緩和される。

また高価な長寿命型中性子吸収材は必要最少借を限定的
に配置しているため、制御棒全体の製作費を低減するこ
とができる。

次に本実施例に係る原子炉用制御棒１を使用した場杏の
効果等ついて、第５図を参照して説明する。

第５図（Ｂ）は本実施例に係る原子炉用制御棒１におけ
る中性子吸収特性の軸方向分布を示すグラフであり、炉
心の軸方向の有効長りに対応する原子炉用制御棒１の各
領域Ｘ、Ｙにおける反応度の相対値を示している。第１
領域Ｘには長寿命型中性子吸収材１２が配設される。

また従来の制御棒の炉心軸方向の未臨界度分布を考慮し
て、制御棒の軸心空隙部１７に中性子吸収体１６を介装
し、かつ第２領域Ｙに高反応度の中性子吸収材を充填し
ているため、第２領域Ｙ上部においては反応度が相対的
に高くなる一方、下部においては中性子吸収体１６が介
装されていないため反応度は低い。

なお、一般に、原子炉用制御棒の上端部近傍においては
、第５図（Ａ＞に示すように未臨界度が急に大きくなる
。この原因の１つは炉心端部からの中性子の漏洩による
増倍率の低下であり、他の原因としては、炉心端部に天
然ウランまたは低濃縮度の核燃料を配設することにより
炉心燃料の経済性を向上させようとする炉心設計方針に
起因する。その方針に対応して本実施例においても、第
５図（８）に示すように上端部を含む第１領域Ｘには高
反応度中性子吸収材は配置せずに長寿命型中性子吸収材
１２を充填して寿命の延伸化のみを図っている。すなわ
ち制御棒全体の中性子吸収特性の軸方向分布は、隣接す
るウィング結合材間に中性子吸収体を介装した部分にお
いて最大となるように設定される。

軸方向の中性子吸収特性の分布を第５図（Ｂ）に示すよ
うに構成した原子炉用制御棒を原子炉に装着し、所定期
間運転した後の炉心軸方向の未臨界度すなわち原子炉停
止余裕の分布を第５図（Ｃ）に示す。第５図（Ａ）に示
す従来例の場合と比較して炉心の上半分における未臨界
度分布が改善され、原子炉用制御棒の軸方向全体に亘っ
てほぼ−様な未臨界度曲線が得られ、原子炉停止余裕が
十分確保されることがわかる。

なお、長寿命型中性子吸収材１２を充填した第１領域Ｘ
と高反応度中性子吸収材を充填した中性子吸収棒１５ａ
を配設した第２領域Ｙとの境界部に、両者の中間程度の
反応度を有する中性子吸収材、例えば濃縮度を変えたボ
ロンカーバイドなどを充填した領域を介在させることに
よって、未臨界度曲線をより平坦化することが可能であ
る。

またウィング結合材５の間に介装する中性子吸収体１６
またはハフニウム板１２ａを減肉したり、または穿孔す
ることによって中性子吸収能力を調整して、未臨界度曲
線をより平坦化することも可能であり、併せて高価な中
性子吸収材の使用口を低減し、制御棒の製作費の低減を
図ることもできる。

以上説明の通り、本実施例の原子炉用制御棒によれば、
原子炉の未臨界度を充分維持すると共に長寿命化を同時
に達成することができる。

したがって、原子炉を長期間に亘り運転する場合におい
ても、原子炉用制御棒全体の反応度価値が保持され、原
子炉停止余裕も十分に確保することができる。

次に本発明の他の実施例について第６〜８図を参照して
説明する。第６〜８図はそれぞれ第１図におけるｍ−ｍ
、ｍ−ｍ、ｒｖ−ｒｖ矢視断面図に対応する。

本実施例に係る原子炉用制御棒では、各ウィング４の第
１領域および第２領域のシース２内に配設する中性子吸
収材としてハフニウム板１２ａを使用している。ハフニ
ウム板１２ａは、スペーサ１３ａを介しシース２内にお
いて対向するように配設され、対向したハフニウム板１
２ａ問およびシース２内面と各ハフニウム板１２ａとの
間に空隙１４ａ、１４ｂが形成される。これらの空隙１
４ａ、１４ｂのうち、第２領域に配設されたハフニウム
板１２ａの間に形成される空隙１４ａには、第１図およ
び第８図に示すように８４Ｃなどを濃縮した高反応度中
性子吸収材１５が、粉末状もしくは平板状に焼結された
状態で充填される。

また制御棒の中性子吸収特性の軸方向分布は、隣接する
ウィング結合材５間に中性子吸収体１６を介装した部分
において最大となるように設定される。

この中性子吸収体１６は第１図に例示するように十字形
状に形成されたハフニウム棒で構成される。また第６図
および第８図で示すように制御棒の挿入先端部および挿
入末端部の軸心には、それぞれ減速材が流通する空隙部
１７が設けられている。

本実施例の原子炉用制御棒においては、中性子吸収材と
して、長寿命を有するハフニウム板をシース内に対向し
て配設し、かつ対向したハフニウム板の間に形成された
間隙部に高反応度中性子吸収材を充填しているため、第
１図に示す実施例と比較して高反応度中性子吸収材の充
填量を増大化させることができる。したがって制御棒と
しての寿命を著しく延長することができるとともに原子
炉停止余裕を十分確保することができる。

〔発明の効果〕

本発明に係る原子炉用制御棒によれば、各ウィング側端
に固着した結合棒の軸方向に間隔をおいて配設したウィ
ング結合材によって複数のウィングが相互に結合される
構造を有し、制御棒の挿入停止時に特に原子炉停止余裕
が低下する範囲において、高反応度の中性子吸収材を充
填するとともに、制御棒軸心部のウィング結合材間に中
性子吸収体を介装しているため、その範囲における中性
子吸収効果が増大し、原子炉停止余裕を十分に確保する
ことができる。

一方、原子炉停止余裕の低下が少ない範囲においては、
ウィング結合材間に中性子吸収体が介装されず、空隙部
が形成されるため、空隙部を流れる減速材によって中性
子の減速作用が起こる。そのため、制御棒挿入運転時に
おいて空隙部に対向する燃料集合体の各コーナ部におけ
る出力低下が抑制さ袢る一方、制御棒を川床いて高出力
運転に移る際に発生し易い急激な出力上昇を緩和するこ
とができる。

また中性子照射量が特に多くなる各ウィングの挿入先端
部および外側縁部に長寿命型中性子吸収材が充填されて
いるため、中性子吸収能力が長期間衰えず核的寿命が長
い。したがって原子炉用制御棒全体としての寿命を大幅
に延伸することができる。

さらに高価な長寿命型中性子吸収材はその必要最少量を
特定領域に局部的に配設しているため、原子炉用制御棒
を安価に製作することができる。

したがって本発明によれば、原子炉用制御棒の長寿命化
と原子炉停止余裕の増大化とを効果的にしかも経済的に
達成することが可能となる。特に、原子炉燃料の高燃焼
度化に対応し、燃料の濃縮度の上昇に伴う原子炉停止余
裕の不足問題が解消し、原子炉の安全停止機能が十分保
証される。

一方、原子炉用制御棒の核的寿命を大幅に延伸できるこ
とから、運転サイクルが長期化する原子炉に積極的に採
用することが可能であり、原子カブラン１〜運転の経済
性を著しく向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る原子炉用制御棒の一実施例を部分
的に破断して示す正面図、第２図、第３図、第４図はそ
れぞれ第１図における■−■矢視断面図、■−■矢視断
面図、ＩＶ−ｒＶ矢視断面図、第５図（Ａ）は従来の原
子炉用制御棒を使用して原子炉を所定期間運転した場合
の原子炉停止余裕の軸方向分布を示すグラフ、第５図（
Ｂ）は本発明に係る原子炉用制御棒における中性子吸収
特性の軸方向分布を示すグラフ、第５図（Ｃ）は本発明
に係る原子炉用制御棒を使用して原子炉を所定期間運転
した場合の原子炉停止余裕の軸方向分布を従来例と比較
して示すグラフ、第６図、第１図、第８図は他の実施例
を示す断面図であり、それぞれ第１図における■−■矢
視図、■−■矢視図、■−ｒＶ矢視図に対応する断面図
である。 １・・・原子炉用制御棒、２・・・シース、３・・・結
合棒、４・・・ウィング、５・・・ウィング結合材、６
・・・ハンドル、７・・・先端構造材、８・・・末端構
造材、９・・・ガイドローラ、１０・・・通水孔、１１
・・・中性子吸収材、１２ｂ・・・長寿命型中性子吸収
材、１２ａ・・・ハフニウム板、１２・・・ハフニウム
棒、１３．１３ａ・・・スペーサ、１４．１４ａ、１４
ｂ・・・空隙、１５・・・高反応度中性子吸収材、１５
ａ・・・中性子吸収棒、１６・・・中性子吸収体、１６
ａ・・・方形部材、１６ｂ・・・中性子吸収棒、１７・
・・空隙部、Ｘ・・・第１領域、Ｙ・・・第２領域、し
・・・有効長、Ｈ・・・挿入先端、Ｊ！１・・・挿入先
端部の長さ、１２・・・挿入先端から中性子吸収体の下
端までの長さ、ｊ！３・・・空隙部を形成した領域の長
さ、Ａ４・・・長寿命型中性子吸収材を充填した外側縁
部の長さ、Ａ５・・・長寿命型中性子吸収材を充填した
外側縁部の幅、■・・・被覆管。 出願人代理人　　　波　多　野　　　久上端　　　　　
　　　　　上文高 Ｔ端　　　　　　　　　　　Ｔ槁 ！：臨界眉　　　　　　　中ｊ伍子吸収ｑ寺。 （原子Ｉイ亭止余早酬） （ハ）　　　　　　　　　　　　　　　　　（εつ一一
一征釆の原子ｐ用制御４＋ 一本発明の、原子叉戸、用制りＩ］祥 上塙 下稿 江　　　　　　　東臨界ｊ （１’！−Ｆｊｆ’４４ＪＪ：余３谷）（Ｃ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、深いＵ字状断面を有する金属製シースの開放端に細
   長い結合棒を固着してウィングを形成し、ウィング側端
   に固着した結合棒の軸方向に所定間隔をおいて配設した
   ウィング結合材によって複数のウィングを相互に結合し
   、ウィングの上下端にそれぞれ先端構造材および末端構
   造材を接合するとともに、上記ウィングの挿入先端部お
   よび外側縁部に位置するシース内部に長寿命型中性子吸
   収材を充填して第１領域を形成し、第１領域の挿入先端
   部下端に隣接して縦方向に第２領域を形成し、第２領域
   に高反応度中性子吸収材を充填する一方、第１領域の挿
   入先端部の下端から軸方向にウィングの有効長の少なく
   とも１／４以上の範囲に配設されたウィング結合材間に
   中性子吸収体を介装したことを特徴とする原子炉用制御
   棒。 ２、第１領域の挿入先端部は挿入先端から５ないし３２
   ｃｍの長さの範囲に設定してなる特許請求の範囲第１項
   記載の原子炉用制御棒。 ３、第１領域の外側縁部は１〜２ｃｍの幅を有し、長さ
   は少なくとも挿入先端からウィングの有効長の１／２以
   上を有し、外側縁部のシース内には長寿命型中性子吸収
   材を充填してなる特許請求の範囲第１項記載の原子炉用
   制御棒。 ４、第１領域および第２領域に充填した中性子吸収材の
   中性子吸収特性の軸方向分布は、隣接するウィング結合
   材間に中性子吸収体を介装した部分において最大となる
   ように設定された特許請求の範囲第１項記載の原子炉用
   制御棒。 ５、第１領域の挿入先端部に充填した長寿命型中性子吸
   収材は、スペーサを介し対向するようにシース内に配置
   されたハフニウム板で構成した特許請求の範囲１項記載
   の原子炉用制御棒。 ６、第２領域に充填する高反応度中性子吸収材は、質量
   数１０のボロンを濃縮した濃縮ボロンである特許請求の
   範囲第１項記載の原子炉用制御棒。 ７、第２領域に充填する高反応度中性子吸収材は、スペ
   ーサを介して対向するようにシース内に配置されたハフ
   ニウム板の間の間隙部に濃縮ボロンまたはボロンカーバ
   イドを充填して構成した特許請求の範囲第１項記載の原
   子炉用制御棒。 ８、第２領域に充填する高反応度中性子吸収材は、ハフ
   ニウム製被覆管内に天然ボロン、濃縮ボロンおよびその
   化合物から選択された少なくとも一種以上の中性子吸収
   材を充填して構成した特許請求の範囲第１項記載の原子
   炉用制御棒。 ９、ハフニウム製被覆管は、横断面を楕円形、正方形お
   よび長方形のいずれかの形状に成形した特許請求の範囲
   第８項記載の原子炉用制御棒。 １０、ウィング結合材間に介装した中性子吸収体は十字
   形状に調製されたハフニウム棒で構成した特許請求の範
   囲第１項記載の原子炉用制御棒。