JPH01158390A - 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軽水炉の炉出力をｉ、Ｉ
Ｉ　ＩＩＩする原子炉用制御棒に係り、特に原子炉停止
余裕を高め、艮ｌｉ命化を図った高反応度艮邦命型原子
炉用ａ、ＩＪ″ａ棒に関する。

（従来の技術） 従来の沸騰水型原子炉用制御棒１は、第１９図および第
２０図に示Ｊ°ように中央タイ［１ツド２に細長いＵ字
状シース３を固着して形成した複数個のウィング４内に
多数の中性子吸収棒５を装填して構成されている。中性
子吸収棒５は例えばスデ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（８４Ｇ＞粉末を充填して
調製される。

この原子炉用制御棒１を沸騰水型原子炉等の炉心部に挿
入すると、シース３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１は所定１１１間の運転に供した後に定期的
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口って一様に中性子照射を受ける
ものではなく、例えば各ウ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Ｃ他領域より早く消耗し、早期に核的寿命に達η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２Ｉ１
１１１１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ｎいと交換作
業に長峙問を要４るため、原子炉の稼動率が低下し、大
きな軽済的デメリットの原因となる。その他作楽員の被
ｗＪｌ線荀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ｌｔ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１制御棒を本発明布は開発した。

、：（７）原子炉用＆ｌＪ　ｍ棒は、特開昭５３−７４
６９７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υ制御棒の２倍程度の寿命を得るに至った
。

一方、従来の原子炉用ａ、ＩＪ　ｒＩＪ棒は、ウィング
の全領域に日って中性子吸収材を均一な密度で充填して
Ｊ３す、軸方向の各領域にａ３１」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
きが生じ、原子炉の運転リーイクル末１！ｌ］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。

すなわら、上記の原子炉用υｊ制御棒使用して原子炉を
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３１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４図（△）に示寸分布となる。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０人きくな
る一方、上端より若干下った位置にＪ３いて最小の値を
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、特に炉心
下端から３／４・Ｌの位置から上端にか番ノでの炉心上
端領域近傍においては、運転時の気泡率（ボイド率）が
＾く、炉の出力密瓜が相対的に低下するため、核分裂性
物質である質Ｆ１１数２３５のウシン（ＬＪ　−２３５
＞の残存ｈ）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１へニウム生成反
応（中性子吸収反応）が仔進される。

このため、原子炉の運転後にＪ３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ト余裕
が相対的に低下りる原因となっている。

一方、今債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＾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、それに伴って核的Ｔｆｅ
が良く、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漠縮麿の核燃料を
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制御棒を頻繁に
交換しな番ノればならない。

ところが原子炉用υ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周囲に配設さ
れた多数の燃料集合体を炉心から予めＩＪＩ除りる煩雑
な作業が必要とされる。したがって、υ制御棒の交換の
ための原子炉停止が頻発し、また停止二期間が長期化す
ることにより原子炉の運転効率、経流性が著しく低下す
る。さらに、管理労力が署しく増大する可能性がある。

本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、原子
炉停止中の未臨界度が浅くなるＦａｔ分の反応度を高め
て原子炉停止余裕を効果的に増大さＵるどともに核的寿
命の長期化を図った＾反応度長寿命型原子炉用ｖ制御棒
を提供することを目的とりる。

〔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、先端構造材と末端構造
材とをタイロッドで結合し、上記タイロッドにＵ字状の
金属製シースを固着して複数のウィングを構成した原子
炉用制御棒において、上記ウィングを挿入先端側の第１
領域と、この第１山域に隣接する挿入末端側の第２領域
とに区画し、上記第１領域はシース内にハフニウム等か
らなる長寿命型中性子吸収材が収容されるとともに第１
領域内に＾反応Ｊｆｔ領域を形成し、この高反応ｊ良領
域の長寿命型中性子吸収材に複数の孔を列状に形成し、
上記各孔内にハフニウム以外の中性子吸収要素を充填し
たものである。

（作用） この原子炉用１ｉＩＪ　ｔｉｔ棒は、原子炉停止余裕が
低下する軸方向範囲にＪ３いて、ウィングの（１字状金
属製シース内に収容されるハフニウム板等の長寿命型中
性子吸収材に複数の孔を列状に穿設し、各孔にハフニウ
ム以外のペレット状あるいは粉末状中性子吸収要素を充
填させて高反応度領域とし、ウィングのその他の領域に
はボロンカーバイド等の中性子吸収物質を充填した中性
子吸収棒を配列し、高反応度領域では長寿命型中性子吸
収材と粉末状またはペレット状中性子吸収要素とにより
、この部分の反応度を高め、原子炉停止余裕を効果的に
増大させるとともに、長寿命型中性子吸収材と中性子吸
収要素とが中性子の吸収を分担するので長寿命化を図る
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、中性子吸収能力が艮期間哀λず核的寿命が
長い。したがって原子炉用シリ御棒全体としてのスを命
を大幅に廷ぽづことができる。

さらに長寿命を有する４価な長寿命型中性子吸収材を必
要間だけ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） 以下、本発明に係る原子炉用制御棒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制御棒の一例を、ウィ
ングを部分的に破断して示ず図である。

この原子炉用υＪｔｌｌ棒１０は、先端構造材１１と末
端構造材１２とを横断面十字状の中央タイロッド１３で
結合し、このタイロッド１３の各突出部に深い（）字状
断面を右する金属製シース１４の開放側をそれぞれ固定
してウィング１５を構成している。ウィング１５の挿入
先端側Ｊ３よび挿入末端側は先端構造材１１および末端
構造材１２にそれぞれ固着され、機械的強度が補強され
る。先端構造材１１には操作用のハンドル１６が一体に
設Ｇノられるとともに、ａ、ｌＪ　ｔｉｔ棒１０の原子
炉炉心部への出し入れを案内するガイド［１−ラ１７が
備えられている。

また、タイロッド１３に固着されるシース１４にはその
長手方向に亘って通水孔１８が多数穿設されてＪ３す、
この通水孔１８°によりシース１４内に減速材が自由に
流通するようになっている。各シース１４内には、各種
の中性子吸収特性を右する中性子吸収棒が原子炉の特性
に応じて収容される。

この原子炉用制御棒１０は原子炉炉心部の軸方向高さに
相当するイｉ効ＣＬを右し、各ウィング１５の挿入先端
側から１／２・１−〜１／６・Ｌの長手方向良さ（制御
棒１０の軸方向長さ）１１のシース１４内部にハフニウ
ム板等のプレート状艮スを命ヘリ中性子吸収材２１が収
容されてウィング１５の挿入先端側に第１領域Ｘが形成
される。

こ−の第１領域Ｘの挿入先端部の長さ１２の挿入先端部
ｂｌｔｘ１は、挿入先端から挿入末端側に５へ・３２ａ
Ｒ程度あるいはそれ以下であり、原子炉用ａ、ＩＩ御捧
１０の使用条件によって決定される。ここで、制御棒１
０の挿入先端から５ｃＭまでの範囲は原子炉炉心部から
常時中性子照射を受け、中性子束がとしく変化する領域
であるので、少なくともこの範囲の長寿命型中性子吸収
材２１は中実構造あるいはほぼ中実の構造とされる。

一方、原子炉の燃焼管理にＪ３いて燃料集合体とυ１１
０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１５〜１６ｒＪｆｊｉに実施されているの
で、挿入先端領域の長さ１２はその単位長さ１５〜１６
αまたは単位長さの２イ８である３０〜３２１に設定す
るとよい。この挿入先端［Ｘｌは原子炉停止余裕への寄
与が通常小さいので、ハフニウム板等の長寿命型中性子
吸収材２１の中にボロンカーバイド（８４Ｇ）のように
伯の中性子吸収物質を入る必要がない。この挿入先端領
域×１は長寿命型中性子吸収４４２１を減量さＵてプレ
ナムとして使用してもよい。

ウィング１５の第１領域Ｘの挿入先端領域×１に隣接す
る１１１ｉ人末端側の領域Ｘ２には、シース１４内に収
容される長寿命型中性子吸収材２１に、ウィング幅方向
に延びる横孔２３が第２図（Ａ＞および（Ｂ）に示すよ
うにウィング長手方向に列状に穿設され、各横孔２３内
にハフニウム以外の粉末状あるいはペレット状の中性子
吸収要素２４が充填される。この中性子吸収要素２４は
、天然ボ［１ンやボ［］ンー１０（［３）を濃縮した８
４Ｃやチッ化ボロン（ＢＮ）等のボロン化合物、あるい
は、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３，Ｓｍ２Ｏ３等の希土類元
素の化合物を主要中性子吸収物質とづる粉末状あるいは
ペレット状物質である。

この領域×２は長寿命の高反応度領域として形成され、
横孔２３の開放端側には細長い平板状のハフニウム材等
の長寿命型中性子吸収棒２５が介装され、横孔２３の開
口部が閉塞される。各横孔２３　Ｇ、Ｌ長ス）：命型中
性子吸収捧２５との間の隙間２６によりｎいに連通され
、各横孔２３内のガス圧が均一化される一方、長寿命型
中性子吸収材２１は横孔２３の開口端部に中性子吸収棒
２５を介装した後、この中性子吸収棒２５を包み込むよ
うに湾曲させ、第３図（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）に示
すように溶接にて密封される。

第１領域Ｘの挿入末端側はその挿入末端より挿入先端側
に長さｉ１３　（２〜３ｒＪＰｉ！度）の挿入末端領域
×３を除い【ウィング幅方向に延びる間隙２６が形成さ
れ、この間隙２６内にハフニウム等からなる金属ウール
２７が充填される。この間隙２６はウィング１５の長手
方向に例えば０．５〜１゜５α程度の長さ１４を有する
。

また、原子炉用制御棒１０はウィング１５の第１領域Ｘ
１．：隣接する挿入末端側に第２領域Ｙが形成される。

この第２領域Ｙはウィング１５の第１領ＩＩａ、Ｘから
その挿入末端側に向って延びており、第２領域Ｙの金属
製シース１４内にはウィング長手方向に配設された中性
子吸収棒２７が、ウィング幅方向に列状に配列される。

この中性子吸収棒２７は円形あるいは矩形断面のステン
レス鋼製被覆管内に８４ＣＷの粉末状あるいはペレット
状中性子吸収物質が充填される。

第２領域Ｙに配列される各中性子吸収棒２７のうちウィ
ング１５の外側縁部に配置される１ないし３本捏度の中
性子吸収棒を必要に応じでハフニウム棒と置換させても
よい。

さらに、８４Ｃ等の中性子吸収物質を充填した中性子吸
収棒２７をウィング１５の第２領［Ｙに配設したとき、
中性子吸収棒２７の頂部に中性子吸収物質が存在しない
空間が長くなると、中性子吸収棒２７の健全性が損われ
、核的寿命に影響が出るので空間をできるだけ短くする
必要がある。

この関係から、第１領域Ｘの挿入末端領域×３の長寿命
型中性子吸収材２１ａを中性子吸収棒２７の頂部に載置
して固定し、空間等による隙間が大きくならないように
している。

しかして、この原子炉用１１．ｌＩ　ＩＩＩ棒１０は、
ウィング１５を挿入先端側の第１領域Ｘとこの第１領域
Ｘに隣接する挿入末端側の第２領域Ｙとに区画し、第１
１域Ｘは中性子照射を常時受ける挿入先端領域×１に長
寿命型中性子吸収材２１を配置して長寿命領域とし、こ
の挿入先端領域×１に続く挿入末端側を艮、ｆｆ−命の
高反応度領域ｘ２に形成し、この領域×２の長寿命型中
性子吸収材２１に多数の横孔２３をウィング長手方向に
列状に配設し、この横孔２３内に天然ボロンやボロン−
１０を濃縮したボロンカーバイド等の粉末状あるいはペ
レット状中性子吸収要素２４を充填させたので、原子。

炉停止り中の未臨界麿が浅くなる領域×２の反応疫を＾
めで、原子炉停止余裕の増大化を図ることができる。ま
た、この高反応度長寿命領域Ｘ２にはハフニウム板等の
長寿命型中性子吸収材２１と８４Ｃ等の中性子吸収要素
２４を配置して多重ハイブリッド化し、中性子吸収物質
量の増大を図ったので第４図（Ｂ）および（Ｃ）に示す
ように高反応度が得られ、また、中性子の吸収を異なる
中性子吸収材２１．２４で分担することができ、しかも
長寿命型中性子吸収＋４２１の中性子吸収分担が大きく
、他の中性子吸収要素２４の中性子吸収率が減るのぐ、
長期間の使用が可能となり、長寿命化を図ることができ
る。これにより、従来の原子炉用ｉｔ、ＩＩ　６０棒よ
り１０〜１５％アップの高反応度が得られ、３．０〜３
，３倍程爪の艮スＩ命化を図ることができる。

次に、この原子炉用制御棒の第２実施例を第５図および
第６図を参照して説明する。

この原子炉用＆ｌＪ　ｍ棒１０Ａの全体の構成はウィン
グ１５の第１領［Ｘを除いて第１図に示した原子炉用υ
制御棒１０と異ならないので説明を省略する。第２実施
例に示された原了炉川制御棒１０△はウィング１５の第
１領域Ｘを第５図（Ａ＞および（１３）に示すように構
成したものであり、第１領域Ｘの挿入先端領域Ｘ１は、
ハフニウム板等からなる長寿命型中性子吸収板３Ｑａ、
３０ｂを第６図（△）に示すようにウィング１５の肉η
方向に対向させで！・ラップ状に配置して内部に減速材
を流通さＵる流路３１を形成するとともに、挿入先端領
域Ｘ１に隣接する高反応ＩＩＩ長寿命領１ｔＡＸ　２に
形成される多数の横孔２３のう１う、原子炉件止余裕へ
の寄与が小さな−Ｅ部の横孔２３ａ〜２３Ｇを複数個ガ
スプレツム３２として形成したしのである。このガスプ
レツム３２は、横孔２３に充填される中性子吸収要素２
４が１−１０ガス等を発生ざぜない希土類元素の酸化物
である場合には不要となる。

この場合にも、第１図ないし第３図に示された原子炉用
制御棒と同等の作用効果を有し、挿入先端領域×１の長
；［命領域では、減速材を通す流路３１を形成すること
により中性子の吸収効率を向上させる一方、高反応度長
寿命領域×２に形成されたガスプレナムにより横孔２３
内の内圧１胃を抑制できる。

また、原子炉用１．ＩＩ　ＩＩＩ棒１０Ｂのウィング１
５の第１領域Ｘを第７図および第８図に示すように形成
してもよい。この場合には、第１領域Ｘに形成されるウ
ィング１５の挿入先端領域×１は、反応度効果は小さく
てよいので艮スｉ命型中性子吸収材２１［３を薄肉化さ
せるとともに、この挿入先端領域ｘ１のウィング１５の
内側部分は反応度への寄与がより小さいので切り落され
、制御棒１０［３の軽量化を図り、制御棒引抜時に燃料
へのインパクトを軽減させている。

また、ウィング１５の第１領１ｉ１１ｉ×に収容される
長寿命型中性子吸収祠２１を中央タイロッド１３の凸部
から側方に突出する支持突起に支持さＵるために、上記
長寿命型中性子吸収材２１のウィング幅方向内方を部分
的に切り込んで係合凹部３３を形成してもよい。

この場合に６１第１図ないし第３図に示される原子炉用
制御棒と同等な作用効果を奏する。

原子炉用制御棒１０Ｃは第９図Ｊ３よび第１０図に示す
ように構成してもよい。

この第９図Ｊ３よび第１０図に示された第４実施例の原
子炉用制御棒１０Ｃはウィング１５の第１ｇＡ域Ｘに配
設されるハフニウム板等の長寿命型中性子吸収ｊｔＡ２
１Ｇの挿入先端領域×１に多数の小孔３５を貫通させ、
これらの小孔３５を通して減速材を案内させるとともに
、ｉ、ＩＩ　６Ｄ棒の軽量化を図ったものである。

また、原子炉用ｖ制御棒１０１〕は第１１図および第１
２図に示すように構成してもよい。この第５実施例に示
された原子炉用ｉｔ、ＩＪ御棒１００は、ウィング１５
の第１領ｔａＸに形成される挿入先端領域×１にも横孔
３６を形成し、この横孔３６内をガスプレナム３７とし
て形成し、内部圧力の均一化を図るとともに、軽量化を
図っている。

さらに、第１３図および第１４図は原子炉用制御棒の第
６実施例を示すものである。この原子炉用制御棒１０Ｅ
は第１１図および第１２図に示した原子炉用υ制御棒１
０１〕の変形例を承りものであり、ウィング１５の第１
領域Ｘに形成される全ての横孔３２，３７に粉末状ある
いはペレット状の中性子吸収要素２４を充填させたもの
である。これは、中性子照射量が高くないときや、ガス
を発生させない中性子吸収要素２４、例えばＥｕ２０３
−ＨｆＯ２等を使用した場合にはガスプレナムが必ずし
も必要でない。

また、第１領域ｘの各横孔３２，３７にＢ４Ｃの粉末を
充填させた場合、充填密度は約７０％程度となり、３０
％分はガスプレナムとして作用するので、中性子照射間
が少なければ、各横孔３２゜３７に８４Ｃを充填させた
場合にも、ガスプレナムを積極的に設ける必要がない。

第１５図ないし第１７図は原子炉用制御棒の第７実施例
を示すものである。

この原子炉用制御棒１０Ｆはウィング１５の第１領域Ｘ
に形成される挿入先端領域×１の長寿命型中性子吸収材
２１Ｆを減肉して薄肉化を図り、軽量化するとともに、
上記挿入先端領域×１に続く高反応度領域ｘ２にウィン
グ１５の長手方向に延びる縦孔４０をウィング１５の幅
方向に列状に配列し、各縦孔４０に天然ボロンやボロン
−１０を濃縮したボロンの化合物、または希土類元素の
化合物などの中性子吸収要素２４が粉末状あるいはペレ
ット状に充填される。

縦孔４０内に８４Ｃ等の粉末を充填した場合には、沈積
により頂部に空隙が形成されることがあるが、縦孔４０
の周りは長寿命型中性子吸収材２１であるため、８４Ｃ
等の粉末が存在しないことによる中性子束ピークの発生
はほとんどなく、反応度への影響も微小である。このた
め、縦孔４゜内に仕切法等を挿入する必要がない。

また、各縦孔４０は第１６図（Ｂ）に示されるように頂
部の隙間４１を介して互いに連通され、各縦孔４０内の
ガス圧も均一化される。

第１８図（Ａ）および（Ｂ）は原子炉用制御棒の第８実
施例を示すものである。

この実施例に示された原子炉用制御棒１０Ｇは、中央タ
イロッドの代りに複数の結合材（側方タイロッド）４３
を設け、この結合材４３にて図示しない先端構造材と末
端溝造材とを結合させるとともに、従来の中央タイロッ
ドを設けた空間にも中性子吸収材４４を配置し、反応度
を向上させている。中性子吸収材４４は中央に矩形のハ
フニウム棒４４ａが、周辺に８４Ｃ等を充填した中性子
吸収棒４４ｂからなるが、中央のハフニウム棒に代えて
円形あるいは矩形の中性子吸収棒を用いても、あるいは
ステンレス鋼棒を用いてもよい。

この原子炉用側御捧１０Ｇのウィング１５の第１領域Ｘ
は第１８図（Ａ）に示ずようにハフニウム板等の長寿命
型中性子吸収材２１が収容され、第２領域Ｙには通常の
中性子吸収棒２７が第１８図（Ｂ）に示すように配列さ
れる。長寿命型中性子吸収材２１は原子炉用制御棒の第
１実施例ないし第８実施例に示されたいずれかの中性子
吸収材が用いられる。

〔発明の効果〕

以上に述べたように本発明に係る原子炉用制御棒におい
ては、制御棒のウィングを挿入先端側の第１領域と、こ
の第１領域に隣接する挿入末端側の第２領域とに区画し
、上記第１領域はシース内にハフニウム等からなる長寿
命型中性子吸収材が収容されるとともに第１領域内に高
反応度領域を形成し、この高反応度領域の長寿命型中性
子吸収材に複数の孔を列状に形成し、上記各孔内にハフ
ニウム以外の中性子吸収要素を充填したから、原子炉停
止中の未臨界度が浅くなる高反応度領域の反応度を高め
て、原子炉停止余裕を効果的に増大させることができ、
また、高反応度領域に長寿命型中性子吸収材とハフニウ
ム以外の中性子吸収要素との少なくとも２種類の中性子
吸収材を用いて核的寿命の長期化を図ることができ、原
子炉停止余裕が大きな高反応度長寿命型ｆｉｌｌ　ａ棒
を提供できる。

【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示す
図、第２図（Ａ）は上記原子炉用制御棒のウィング第１
領域を拡大して示す断面図、第２図（Ｂ）は第２図（Ａ
）の■−■線に沿うＩｌＩＩｇｉ面図、第３図（Ａ）、
（Ｂ）および（Ｃ）は第２図（Ａ）のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ
線およびＣ−Ｃ線に沿う平断面図、第４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４
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４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５図（Ａ＞は本発明に係る原子
炉用制御棒の第２実施例を示す図、第５図（Ｂ）は第５
図（Ａ＞のＶ−Ｖ線に沿う縦断面図、第６図（Ａ＞、（
Ｂ）および（Ｃ）は第５図（Ａ）のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線
およびＣ−Ｃ線に沿う平断面図、第７図（Ａ）は本発明
に係る原子炉用制御棒の第３実施例を示す図、第７図（
Ｂ）は第７図（Ａ）の■−■線に沿う縦断面図、第８図
（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）は第７図（Ａ）のＡ−Ａ線
、Ｂ−Ｂ線およびＣ−Ｃ線に沿う平断面図、第９図（Ａ
）は本発明に係る原子炉用制御棒の第４実施例を示す図
、第９図（Ｂ）は第９図（Ａ）のＩＸ−ＩＸ線に沿う縦
断面図、第１０図（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）は第９図
（Ａ）のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線およびＣ−Ｃ１１ｌに沿う
平断面図、第１１図（Ａ）は本発明に係る原子炉用ｔ、
ｌＪ御棒の第５実施例を示す図、第１１図（Ｂ）は第１
１図（Ａ＞のＸＩ−ＸＩ線に沿う縦断面図、第１２図（
Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）は第１１図（Ａ＞のＡ−Ａ線
、Ｂ−Ｂ線およびＣ−ＣＩＤにそれぞれ沿う平断面図、
第１３図（Ａ）は本発明に係る原子炉用制御棒の第６実
施例を示す図、第１３図（Ｂ）４；を第１３図（Ａ）　
（７）ＩＩＩ−Ｘｌｌｌ線に沿う平断面図、第１４図（
Ａ）および（Ｂ）は第１３図（Ａ）のＡ−Ａ線およびＢ
−Ｂ線に沿う平断面図、第１５図は本発明に係る原子炉
用制御棒の第７実施例を示す図、第１６図（Ａ）および
（Ｂ）は第１５図のＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線に沿う縦断
面図、第１７図は第１５図のＣ−Ｃ線に沿う平断面図、
第１８図（Ａ）および（Ｂ）は本発明に係る原子炉用制
御棒の第８実施例を示す平断面図、第１９図は従来の原
子炉用制御棒を示す全体斜視図、第２０図は従来の原子
炉用１．ＩＩ御棒の平断面図である。 １０．１０Ａ〜ＩＯＧ・・・原子炉用ＩＩ　ｔｌｌ棒、
１１・・・先端構造材、１２・・・末端構造材、１３・
・・中央タイロッド、１４・・・シース、１５・・・ウ
ィング、１８・・・通水孔、２０・・・中性子吸収体、
２１，２１８゜２１８．２１Ｃ，２１Ｆ・・・長寿命型
中性子吸収材、２１Ａ・・・長寿命型中性子吸収板、２
３．３６・・・横孔、２４・・・中性子吸収要素、２５
．２７・・・中性子吸収棒、３２．３７・・・ガスブレ
ナム、４０・・・縦孔、４３・・・結合材（側方タイロ
ッド）、４４・・・中性子吸収材。 出願人代理人　　　波　多　野　　　久芋　１９　　図 渠２０　　国

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、先端構造材と末端構造材とをタイロッドで結合し、
   上記タイロッドにＵ字状の金属製シースを固着して複数
   のウィングを構成した原子炉用制御棒において、上記ウ
   ィングを挿入先端側の第１領域と、この第１領域に隣接
   する挿入末端側の第２領域とに区画し、上記第１領域は
   シース内にハフニウム等からなる長寿命型中性子吸収材
   が収容されるとともに第１領域内に高反応度領域を形成
   し、この高反応度領域の長寿命型中性子吸収材に複数の
   孔を列状に形成し、上記各孔内にハフニウム以外の中性
   子吸収要素を充填したことを特徴とする原子炉用制御棒
   。 ２、ウィングの第１領域は挿入先端側から挿入末端側に
   向つて制御棒有効長Ｌの１／６・Ｌ〜１／２・Ｌのウィ
   ング長手方向長さを有し、前記第１領域には挿入先端側
   に長寿命の挿入先端領域と、この挿入先端領域に隣接す
   る挿入末端側の高反応度領域とを有する特許請求の範囲
   第１項に記載の原子炉用制御棒。 ３、ウィングの第２領域には金属製シース内にウィング
   長手方向に延びる中性子吸収棒をウィングの幅方向に多
   数列状に配列した特許請求の範囲第１項に記載の原子炉
   用制御棒。 ４、ウィングの第１領域に形成される挿入先端領域はウ
   ィングの挿入先端から挿入末端側に５〜３２ｃｍのウィ
   ング長手方向長さを有する特許請求の範囲第２項記載の
   原子炉用制御棒。 ５、ウィングの第１領域に形成される高反応度領域は、
   金属製シース内に収容される長寿命型中性子吸収材にウ
   ィング幅方向に延びる横孔を、ウィング長手方向に列状
   に穿設し、この横孔内にハフニウム以外の中性子吸収要
   素を充填さｕた特許請求の範囲第１項に記載の原子炉用
   制御棒。 ６、中性子吸収要素は、天然ボロン、ボロン−１０を濃
   縮したボロンの化合物、またはＥｕ＿２Ｏ＿３、Ｇｄ＿
   ２Ｏ＿３、Ｓｍ＿２Ｏ＿３等の希土類元素の化合物を粉
   末状またはペレット状に形成した中性子吸収物質である
   特許請求の範囲第１項に記載の原子炉用制御棒。 ７、ウィング第１領域の高反応度領域に配設される長寿
   命型中性子吸収材の横孔のうち上部の横孔はガスプレナ
   ムとして形成した特許請求の範囲第１項に記載の原子炉
   用制御棒。 ８、ウィング第１領域の高反応度領域に配設される長寿
   命型中性子吸収材にウィング長手方向に延びる縦孔がウ
   ィング幅方向に列状に穿設され、上記縦孔内にハフニウ
   ム以外の中性子吸収要素を充填した特許請求の範囲第１
   項に記載の原子炉用制御棒。 ９、ウィング第１領域の挿入先端領域に収容される長寿
   命型中性子吸収材は、薄肉のハフニウム板をウィング幅
   方向に間隔をおいて対向させ、その間に減速材の流路を
   形成した特許請求の範囲第２項に記載の原子炉用制御棒
   。 １０、ウィング第１領域の挿入先端領域に配設される長
   寿命型中性子吸収材は減肉され、薄肉化された特許請求
   の範囲第２項に記載の原子炉用制御棒。 １１、ウィング第１領域の挿入先端領域に配設されるプ
   レート状の長寿命型中性子吸収材にはウィング肉厚方向
   に多数の小孔が穿設され、軽量化された特許請求の範囲
   第２項に記載の原子炉用制御棒。 １２、ウィング第１領域の挿入先端領域に配設されるプ
   レート状の長寿命型中性子吸収材にウィング幅方向に延
   びる横孔がウィング長手方向に列状に穿設され、軽量化
   された特許請求の範囲第２項に記載の原子炉用制御棒。 １３、ウィング第１領域の挿入先端領域に設けられる長
   寿命型中性子吸収材の横孔にハフニウム以外の中性子吸
   収要素が充填された特許請求の範囲第２項に記載の原子
   炉用制御棒。