JPH02266293A - 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） 本発明はハフニウムとボロンカーバイドとを組み合せた
長寿命型の原子炉用制御棒に係り、特にハフニウムと水
素の結合によるスエリングを防止し、あるいはスエリン
グが生じても礪械的な長寿命化を確保することができる
ようにした原子炉用υ１１［Ｉ棒に関する。

（従来の技術） 原子炉用ル（制御棒は、その炉心への挿入先端および外
側縁部において特に多量の中性子照射を受けるため、そ
の多聞の中性子照射を受ける部位に、多聞の中性子照射
を受けても中性子吸収能力の低下があまり進行しないハ
フニウム（Ｈｆ）を配置し、その他の部位に安価で軽Ｍ
なボロンカーバイド（８４Ｃ）を配置した長寿命型の原
子炉用Ｉ１１６０棒が提案されている（特開昭５３−７
４６９７号公報、特開昭５９−１３８９８７号公報）。

従来の原子炉用Ｈ７ｌｌ　ｃｍ棒は、第４図、第５図お
よび第６図に示すように、十字状に結合部分を有する結
合部材１を軸方向に所定の間隔をおいて複数配置し、こ
れらの結合部材１に４つのウィング２の内側を十字状に
なるように固定したものから、基本構成されている。符
号３は４つのウィング２の先端間を結んだハンドルを示
す。

ウィング２は、その幅方向に形成した複数の収容穴２ａ
を有している。ウィング２の先端部の収容穴２ａ内には
、Ｈｆから成る長寿命型中性子吸取材３ａが配置され、
他の残りの収容穴２ａ内にはＢ４Ｃ粉末から成る中性子
吸収材４が充填される。原子炉用制御棒Ａの外縁部分に
相当するウィング２の側縁部内には、良さ方向に沿って
収容穴２ａに連通ずるように空間部２ｂが形成され、こ
の空間部２ｂ内には、収容穴２ａの一端を塞ぐようにＨ
ｆから成る長寿命型中性子吸収材３ｂが配置される。こ
の中性子吸収材３ｂにより収容穴２ａからＢ４Ｃ粉末が
零れ落ちることが防止される。

中性子吸収材３ｂとウィング２の側縁との間には、溶接
用のステンレス鋼材５が配置される。

このような構造のウィング２を組み立てる際には、第６
図に示すように、ウィング２の側縁部に該当する位置に
形成された開口部分２Ｃから収容穴２ａ内に中性子吸収
材３８．４を充填し、空間部２ｂに中性子吸収材３ｂ、
ステンレス鋼４４５を配置し、その後開口部分２Ｃの対
向する一対の板部分２ｄを互いに内側に折り曲げて溶接
する。ステンレス鋼材５の融点は１４００℃程度である
のに対し、中性子吸収材３ｂの融点は２２００℃程度と
ステンレス鋼材５に比べて大幅に高いから、溶接時にお
いても中性子吸収材３ｂは溶融されず、ステンレス鋼か
ら成るウィング２の側縁部内に包み込まれる。そのため
、中性子吸収材３ｂのＨｆの原子が溶接部金属中に混入
するおそれがなく、叶全な溶接部が得られる。

長寿命型中性子吸収材３ａが配置される範囲ノ、は、ウ
ィング挿入先端側から短くとｂ　３　ｃｍ、長くとも３
５０の範囲であることが好ましい。３αより短い場合に
は、高い中性子束領域内に中性子吸収材４を構成するＢ
４Ｃ粉末再位置してしまうからであり、３５Ｃ！ＩＩよ
り長くなると、ト１ｆがＢ４Ｃより中性子吸収効果が小
さいことから、原子炉停止時の反応度価値低下の要因と
なるからである。また、Ｈｆの無駄配置が多くなり、Ｈ
ｒが高価であり、重量が重いことから、経済的に不利と
なったり、原子炉用ｆｆ１ｌ＋　６１１棒全体の重量が
増大する等の問題が生じるからである。また、ウィング
２の側縁部に配置される中性子吸収材３ｂの範囲１２の
長さは、０．５〜２　ｃｔａ程度が好ましい。０゜５Ｃ
１１未満では、高い中性子束領域内に中性子吸収材４を
構成するＢ４Ｃ粉末が位置づるからであり、２１を超え
ると、中性子束の値が低下した領域内に中性子吸収材３
ｂを構成するＨｆが位置してしまい、前記と同様の問題
が生じるからである。

（発明が解決しようとする課題） 上述した原子炉用υＪｌｌｌ捧ではト１ｆが核的に長寿
命であるという点に着目して、Ｈｆを中性子照ｔＡｆｆ
ｉが多い部位に効果的に配置することにより、原子炉用
制御棒のの長寿命化を図っている。また、１−１　ｆは
中性子と反応してもＢ４Ｃと異なりガスを発生しないた
め、機械的にも茗しく長寿命であると考えられていた。

しかし、Ｈｆが水素と反応し、ハフニウムハイドライド
（Ｈｆｌ」２、水素化ハフニウム）となり、このＨｆＨ
２が反応前の１−（ｆに比較して約２侶程度の体積とな
ることから、収容穴２ａに応力を生じさせ、機械的寿命
を低下させる可能性があることがわかってきた。

水素の発生原因については、収容穴２ａに製造時からの
人気中の水分が残存しており、その水分が放射線分解に
より活性の酸素と水素になり、酸素はＨｆと反応してＨ
ｆＯ２を形成して体積が」（１大すること、水素はト（
ｆに吸収されてやはり体積が増大することが考えられる
。また、原子炉用制御棒Ａの外面には水が存在するが、
放射線分解により水素と酸素が生成し、水素だけが原子
炉用制御棒への構造材であるステンレス鋼を透過して収
容穴２ａ内へＷＩＪ遠し１９ることも考えられる。さら
に、Ｈｒと空間部２ｂを介して同一雰囲気となつでいる
Ｂ４Ｃにおいて、ボロン１０（Ｂ）は中性子と反応し、
水素の同位体であるトリチウム（Ｔ）を発生し、　王の
一部はＢ４Ｃの中から放出され、Ｈｆ周辺に到達するこ
とも考えられる。

その他、中性子照射が進むと、ウィング２の構）ろ材に
クラックを生じることが考えられ、その場合には炉水が
クラックを通って収容穴２ａに侵入し、その炉水が放射
線分解を起して水素を発生させることが考えられる。こ
のようにして発生した水素（Ｈ２）ガスは、放射線分解
によりＨ＋原子となっているものも多く存在するため、
ＨｆＨ２の生成が考えられる。なお、Ｈｆ１−（２は、
正しくはト（ｆｌｉｘ　（１≦Ｘ≦２）であるが、ここ
では命中にＨｆＨ２で示ザ。

本発明は上記の事情を考慮してなされたちので、ウィン
グの収容穴等に活性の水素が存在しても、ハフニウムハ
イドライドの生成を抑えたり、あるいは生成しても収容
穴等に応力を生じさ１ず、機械的にも長寿命を達成づる
ことができる原子炉用υ１罪捧を２供することを目的と
する。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本件第２番目の発明に係る原子炉用制御棒は、軸方向に
所定の間隔をおいて複数の結合部材を配冒し、これらの
結合部材を介して複数のウィングの内側を互いに結合さ
せるとともに、各ウィングに幅方向に中性子吸収材の収
容穴を穿設し、この収容穴をウィングの長手方向に炉心
の軸方向全長に相当する長さしにわたって多数列状に配
設し、これらの収容穴のうちウィング挿入先端側から短
くとも３　ｃｍ　、良くとも３５ｃ＃Ｉの範囲に配設さ
れた収容穴にハフニウム金属棒を挿入し、それ以外の範
囲に配設された収容穴にボロンカーバイドを充填した原
子炉用制御棒において、上記ハフニウム金属棒の外周に
純ジルコニウム金属シートを設（プて収容穴に挿入しだ
らのである。

本件第２番目の発明に係る原子炉用制御棒は、軸方向に
所定の間隔をおいて複数の結合部材を配置し、これらの
結合部材を介して複数のウィングの内側を互いに結合さ
せるととｂに、各ウィングに幅方向に中性子吸収材の収
容穴を穿設し、この収容穴をウィングの長手方向に炉心
の軸方向全長に相当する長さしにわたって多数列状に配
設し、これらの収容穴のうちウィング挿入先端側から短
くとも３　ｃｍ　ｓ長くとら３５ｃｍの範囲に配設され
ｔζ収容穴にハフニウム金属棒を挿入し、それ以外の範
囲に配設された収容穴にボロンカーバイドを充填した原
子炉用イリ御棒において、上記ハフニウム金属棒の外径
を収容穴の内径よりも細く形成し、このハフニウム金属
棒の外周に収容穴の内壁に接する複数の突出部を設りた
ものである。

本件第３番目の発明に係る原子炉用制御棒は、軸方向に
所定の間隔をおいて複数の結合部材を配置し、これらの
結合部材を介して複数のウィングの内側を互いに結合さ
せるとともに、各ウィングに幅方向に中性子吸収材の収
容穴を穿設し、この収容穴をウィングの長手方向に炉心
の軸方面金１ｋに相当する長さしにわたって多数列状に
配設し、これらの収容穴のうちウィング挿入先端側から
短くとも３　ｃｍ　、長くとも３５ｃｍの範囲に配設さ
れた収容穴にハフニ・クム金属棒を挿入し、それ以外の
範囲に配設された収容穴にボロンカーバイドを充填した
原子炉用制御棒にＪ３いて、上記ハフニウム金属棒の外
周にねじ状の突條を形成したものである。

本件第４番目の発明に係る原子炉用ゐり陣棒は、軸方向
に所定の間隔をおいて複数の結合部材を配冒し、これら
の結合部材を介して複数のウィングの内側を互いに結合
させるととらに、各ウィングに幅方向に中性子吸収材の
収容穴を穿設し、この収容穴をウィングの長手方向に炉
心の軸方向全長に相当する長さしにわたって多数列状に
配設し、これらの収容穴のうらウィング挿入先端側から
短くとも３　ｃｍ　Ｘ艮くとも３５　ｃｍの範囲に配設
された収容穴にハフニウム金属棒を挿入し、それ以外の
範囲に配設された収容穴にボロンカーバイドを充填した
原子炉用制御棒にＪ３いて、上記ハフニウム金属棒の長
さを上記収容穴の深さよりも短く形成し、短くした分に
対応する収容穴内の空間に純ジルコニウム粒およびハフ
ニｒクム拉のう））少イｊくども一方を充填したもので
ある。

本件第５番目の発明に係る原子炉用制御棒は、軸方向に
所定の間隔をおいて複数の結合部材を配置し、これらの
結合部材を介して複数のウィングの内側を互いに結合さ
せるとともに、各ウィングに幅方向に中性子吸収材の収
容穴を穿設し、この収容穴をウィングの長手方向に炉心
の軸方向仝艮に相当する長さしにわたって多数列状に配
設し、これらの収容穴のうちウィング挿入先端側から短
くとも３　ｃｍ、長くとも３５ｃｍの範囲に配設された
収容穴にハフニウム金属棒を挿入し、それ以外の範囲に
配設された収容穴にボロンカーバイドを充填した原子炉
用制御棒において、上記ハフニウム金属棒を軸方向に複
数に分割して、各分割片相互間に間隙を形成し、これら
分割片の少なくとも一方に上記間隙を保持する突出部を
設けたものである。

本件筒６Ｍ口の発明に係る原子炉用制御棒は、軸方向に
所定の間隔をおいて複数の結合部材を配置し、これらの
結合部材を介して複数のウィングの内側を互いに結合さ
せるとともに、各ウィングに幅方向に中性子吸収材の収
容穴を穿設し、この収容穴をウィングの長手方向に炉心
の軸方向全長に相当する長さＬにわたって多数列状に配
設し、これらの収容穴のうちウィング挿入先端側から短
くとも３　ｃｔｐｒ　、長くとも３５αの範囲に配設さ
れた収容穴にハフニウム金属棒を挿入し、それ以外の範
囲に配設された収容穴にボロンカーバイドを充填した原
子炉用制御棒において、上記ハフニウム金属棒を軸方向
に複数に分割して、各分割片相互間に純ジルコニウムス
トリップを介在させたものである。

本件節７Ｍ口の発明に係る原子炉用制御棒は、軸方向に
所定の間隔をおいて複数の結合部材を配置し、これらの
結合部材を介して複数のウィングの内側を互いに結合さ
せるとともに、各ウィングに幅方向に中性子吸収材の収
容穴を穿設し、この収容穴をウィングの長手方向に炉心
の軸方向全長に相当する長さしにわたって多数列状に配
設し、これらの収容穴のうちウィング挿入先端側から短
くとも３　ｃｔｍ　、長くとも３５αの範囲に配設され
た収容穴にハフニウム金属棒を挿入し、それ以外の範囲
に配設された収容穴にボロンカーバイドを充填した原子
炉用制御棒において、上記ハフニウム金属棒の表面に酸
化膜を形成したものである。

本件第８番目の発明に係る原子炉用制御棒は、軸方向に
所定の間隔をおいて複数の結合部材を配置し、これらの
結合部材を介して複数のウィングの内側を互いに結合さ
せるとともに、各ウィングに幅方向に中性子吸収材の収
容穴を穿設し、この収容穴をウィングの長手方向に炉心
の軸方向全長に相当する長さしにわたって多数列状に配
設し、これらの収容穴のうちウィング挿入先端側から短
くとも３　ｃｔｔｔ　、長くとも３５ｃｍの範囲に配設
された収容穴にハフニウム金属棒を挿入し、それ以外の
範囲に配設された収容穴にボロンカーバイドを充填した
原子炉用制御棒において、ウィング挿入先端側から短く
とも３　ｃｍ　、長くとも３５ｃｍの範囲に配設された
収容穴のうち１または２以上の収容穴に純ジルコニウム
粒およびハフニウム粒のうち少なくとも一方を充填した
ものである。

本件第９番目の発明に係る原子炉用制御Ｉ棒は。

軸方向に所定の間隔をおいて複数の結合部材を配置し、
これらの結合部材を介して複数のウィングの内側を互い
に結合させるとと６に、各ウィングに幅方向に中性子吸
収材の収容穴を穿設し、この収容穴をウィングの長手方
向に炉心の軸方向全長に相当する長さＬにわたって多数
列状に配設し、これらの収容穴のうちウィング挿入先端
側から短くとも３　ｃｔａ　１長くとも３５ｃｍの範囲
に配設された収容穴にハフニウム金属棒を挿入し、それ
以外の範囲に配設された収容穴にボロンカーバイドを充
填した原子炉用制御棒において、ハフニウム金属棒が挿
入された収容穴を除き、ウィング挿入先端側から１／４
Ｌないし３／４Ｌの範囲に配設された収容穴のうち１ま
たは２以上の収容穴にボロンカーバイド粉粒と純ジルコ
ニウム粒の混合物を充填したものである。

本件第１０番目の発明に係る原子炉用制御棒（、上、軸
方向に所定の間隔をａ３いて複数の結合部材を配置し、
これらの結合部材を介して複数のウィングの内側を互い
に結合させるとともに、各ウィングに幅方向に中性子吸
収材の収容穴を穿設し、この収容穴をウィングの長手方
向に炉心の軸方向仝艮に相当する長さＬにわたって多数
列状に配設し、これらの収容穴のうちウィング挿入先端
側から短くとも３　ｃｔｎ、長くとも３５ｃｍの範囲に
配設された収容穴にハフニウム金属棒を挿入し、それ以
外の範囲に配設された収容穴にボロンカーバイドを充填
した原子炉用制御棒において、ウィング挿入先端側から
１／４Ｌないし３／４Ｌの範囲に配設された収容穴の外
縁側にウィング長手方向に延びるハフニウム金属棒を設
け、このハフニウム金属棒と収容穴との間に純ジルコニ
ウム金属ストリップを設（プたものである。

本件第１１番目の発明に係る原子炉用制御棒は、軸方向
に所定の間隔をおいて複数の結合部材を配胃し、これら
の結合部材を介して複数のウィングの内側を互いに結合
させるとともに、各ウィングに幅方向に中性子吸収材の
収容穴を穿設し、この収容穴をウィングの長手方向に炉
心の軸方向全長に相当する長さしにわたって多数列状に
配設し、これらの収容穴のうちウィング挿入先端側から
短くとｂ　３　ｃｍ、長くとも３５ｃｒ１１の範囲に配
設された収容穴にハフニウム金属棒を挿入し、それ以外
の範囲に配設された収容穴にボロンカーバイドを充填し
た原子炉用制御棒において、ウィング挿入先端側から１
／４Ｌないし３／４Ｌの範囲に配設された収容穴の外縁
側にハフニウム粒を配設したものである。

（作用） 本件第１番目の発明は、ハフニウム金属棒の外周に設け
た純ジルコニウム金属シートが収容穴内の水素を効果的
に吸収するため、収容穴内の水素濃度を低下させ、ハフ
ニウム（Ｈｆ）と水素（Ｈ２）との反応を抑制して、ハ
フニウムハイドライド（ト１ｆＨ２）の生成を抑νける
。また、純ジルコニウム金ｆｉ（Ｚｒ）は、ＶＪ！度的
に軟かく、しかもハフニウム金属棒の外周にシー］・状
に設けることからハフニウム金属棒と純ジルコニウム金
属シートとの間、および純ジルコニウム金属シートと収
容穴の内壁との間に必ず若干の間隙が生じるため、万一
ハフニウム金属棒が水素と反応してＨｆ　Ｈ２を生成し
体積が増大しても（以下スエリングという）、収容穴を
構成する構造材に応力を発生させるまでには大幅な時間
遅れが生じ、機械的々命が著しく良くなる。なお、純ジ
ルコニウム金属シートが水素を吸収することにより体積
が増大するが、この体積の増大も同様に上記間隙により
吸収される。

本件第２番目の発明は、ハフニウム金属棒の外径が収容
穴の内径よりも細く形成されているため、ハフニウム金
属棒が水素と反応してスエリングを生じても、ハフニウ
ム金属棒の外周により収容穴の内壁に内圧を与え、収容
穴の構造材に応力が発生することを防止する。この場合
、ハフニウム金属棒の外周（こ設けられた突出部は収容
穴の内壁の強度に負けて潰れるため、大きな応力は発生
しない。

本件第３番目の発明は、ハフニウム金属棒にスエリング
が生じても、ハフニウム金属棒の外周に形成されたねじ
状の突條が収容穴の内壁の強度に負（ブて潰れるため、
収容穴の構成部材に大ぎな応力を発生さじない。また、
応力の発生時期を若しく遅ら「ることができる。

本件第４番目の発明は、ハフニウム金属棒を短くした分
に対応する収容穴内の空間に充填した純ジルコニウム粒
やハフニウム粒が収容穴内の水素を吸着するため、収容
穴内の水素濃度を減少させ、ハフニウム金属棒と水素と
の反応を抑制し、ス工リングの進行を抑制づる。また、
ハフニウム金属棒に長さ方向のスエリングが生じても、
収容穴の深さよりも短く形成されているため、収容穴内
壁に長さ方向の内圧を加えることを防止することができ
る。

本件第５番目の発明は、ハフニウム金属棒にスエリング
が生じてム、各分割片相互間に間隙が形成されており、
分割Ｊ１の少なくとも一方に設（］られた突出部がスエ
リングの進行により潰れるため、スエリングによるハフ
ニウム金属棒の体積の増大を吸収し、収容穴内壁に内圧
が加わることを防止し、収容穴溝造材に応力が発生する
ことを防止する。

本件第６番目の発明は、分割片相互間に介在された純ジ
ルコニウムス１へリップが収容穴内の水素を吸着するた
め、収容穴内の水素濃度を低下させ、ハフニウム金属棒
と水素との反応を抑制することにより、スエリングの進
行を抑制する。また、スエリングが生じても、純ジルコ
ニウムス（・リップが柔かいため、また、各９９１片と
の間に生じる聞隙によって、スエリングによる体積の増
大を吸収し、収容穴内壁への内圧の増大を抑制し、収容
穴構造材にお（）る応力の発生を抑制する。なお、純ジ
ルコニウムス１〜リップが水素を吸６することにより体
積が増大するが、この体積の増大も同様に上記間隙によ
り吸収される。

本件第７番目の発明は、ハフニウム金属棒の表面に形成
された酸化膜が水素に対してバリアとして機能し、水素
とハフニウム金属棒とを隔離することにより、水素とハ
フニウム金属棒との反応を防止し、ス」ニリングの発生
を防止りる。また、酸化膜はハフニウム金属よりし密度
が小さ（、中位重ω当りの体積が大きく、ハフニウム金
属に比べると既にスエリングした状態であり、万一１−
１　ｆ　Ｈ２が生成しても体積の増加は微小である。

したがって、収容穴構造材の応力の発生を防止すること
ができる。

本件第８番目の発明は、純ジルコニウム粒およびハフニ
ウム粒が高い水ん吸る能力をｎ１ることから、純ジルコ
ニウム粒やハフニウム粒が充填された収容穴内の水素や
、その周辺の収容穴から流通してきた水素を吸霜し、収
容穴内の水素ａ度を低下させることによりハフニウム金
属棒と水素との反応を抑制し、スエリングの進行を抑制
する。

また、純ジルコニウム粒やハフニウム粒が水素を吸るし
ても、これらの粒子の周辺には充分な間隙があるため、
体積の増大が吸収され、収容穴の内壁への内圧の増大を
防止する。

本件第９番目の発明は、ボロンカーバイド粉粒のボロン
１０（”Ｂ）が中性子と反応してヘリウム（Ｈｅ　）と
リチウム（［ｉ）を生成するとともに、トリチウム（３
Ｆ＝水素の同位体）も生成し、その一部を放出するが、
このトリチウムはボロンカーバイド粉粒に混合されてい
る純ジルコニウムに吸６される。このため、水素（トリ
チウム）淵麿が低下し、Ｈｆと同一雰囲気にあるガス中
の水素濃度を抑制し、水素と１−１ｆとの反応を抑ｎ、
＋１りることにより）−１ｆ　Ｈ２の生成を著しく遅ら
せることができる。

本件第１０番目の発明は、純ジルコニウム金属ストリッ
プがハフニウム金属棒と同一雰囲気にあるガス中の水素
を吸着することにより水素濃度を低下させスエリングの
発生を著しく遅らせる。また、ハフニウム金属棒と純ジ
ルコニウム金属ス１へリップとの間および純ジルコニウ
ム金属ストリップと収容穴の構造材との間には僅かなが
ら間隙が存在するため、ハフニウム金属棒にスエリング
が生じても体積の増大を吸収し、収容穴溝造材に応力を
生じさせることを防止ザる。

本件第１１番目の発明は、ハフニウム粒が収容穴から流
通する水素を吸収し、水素濃度を低下させることにより
スエリングの発生を防止する。にた、ハフニウム粒が水
素を吸’？３”Ｊることによりその体積が増大しても、
ハフニウム拉相互間の間隙により吸収され、収容穴構造
祠への内圧の発生を防止し、応力の発生を防止する。

（実施例） 本発明に係る原子炉用制御棒の実施例について添付図面
を参照して説明する。

第１図＜Ａ）〜（Ｅ）は本発明の第１実施例を示すもの
で、基本的構成は第４図〜第６図に示す場合と７４なら
ないため、同一部分については同一の符号を付して重複
説明を省略する。

本実施例は請求項１，９．１０に記載の発明に対応する
もので、炉心の軸方向全長に相当ザる長さしに戸って多
数列状に配設された収容穴のうら、ウィング挿入先端側
から短くとも３　ｃｍ、長くとも３５ｃｍの範囲（ｊ！
、の範囲）に配設された収容穴２ａに、この範囲の中性
子照射量が多いことを考慮して、ハフニウム（＋−１ｆ
　）金属棒３ａが挿入される。このＡ１の範囲は、原子
炉用における燃料や制りロ棒の燃焼管理上１５〜１６ｃ
ｍまたは３０〜３２ｃｍとするのが好ましい。

ハフニウム金属棒３ａの外周には純ジルコニウム（Ｚｒ
）金属シート７がスリーブ状に谷さ’（＝Ｊりられて収
容穴２ａに挿入される。ここで、純ジルコニウム金属と
は不純物を殆ど含まないジルコニウム金属をいう。純ジ
ルコニウム金属が高い水素吸着能力を有することから設
けたものである。また、ハフニウム金属（全３ａが挿入
された収容穴２ａを除き、ウィング挿入先端側から１／
４Ｌないし３／４Ｌの範囲（１３の範囲）に配設された
収容穴２ａにボロンカーバイド（８４Ｇ）粉粒８と純ジ
ルコニウム粒９の混合粒が充填される。ｊ３の範囲にＪ
３いて原子炉停止余裕が厳しくなり易いため、中性子吸
収能力が高いボロンカーバイド粉粒９を多く設けるため
である。そして、１３の範囲以外の収容穴２ａにはボロ
ンカーバイド粉粒８が充填される。

範囲ｊ３に配設された収容穴２ａの外縁側には、中性子
照ＤＡＩｉｐが多い部位であることから、ウィング長手
方向に延びる断面半円形状のハフニウム金属棒３ｂが設
（）られる。このハフニウム金属棒３ｂと範囲ｊ！３に
配設された収容穴２ａとの間に（Ｊ純ジルコニウム金属
ストリップ１０が介在される。

各収容穴２ａは純ジルコニウム金属スミ−リップ１０が
介在された部分を通って互いにガス成分を流通可能に形
成される。なＪ３、ウィング２の構造材としてはステン
レスＳ！４材が用いられ、ハフニウム金属棒３ｂよりも
ウィング挿入末端側の１．の範囲にはステンレス鋼材１
１が配設される。

本実施例において水分の放）ｊ線分解等により水素が生
じたり、ボロンカーバイド粉粒８に含まれるボ「■ン１
０（１０Ｂ）が中性子と反応してヘリウム（Ｈｅ）やリ
チウム（Ｌ　ｒ　＞を生成するとと５に、ｌ・リチウム
（３Ｔ二水素の同位体）を生成づるど、これらの水素や
トリチウムはハフニウム金属棒３ａの外周に設けられた
純ジルコニウム金属シート７、ボロンカーバイド粉粒８
に混合された純ジルコニウム粒９およびハフニウム金属
棒３ｂと収容穴２ａとの間に介在された純ジルコニウム
金属スミ−リップ１０により吸るされ、これにより収容
穴２ａ内の水素（トリチウム）濃度が減少づる。したが
って、ハフニウム金属棒３ａ、３ｂと水素との反応が抑
制され、ハフニウムハイドライド（Ｈｆｌ−１２）の生
成によるハフニウム金属棒３ａ、３ｂの体積の増大（ス
エリング）を防止することができる。この結果、各収容
穴２ａの内壁への内圧の増大を防止し、収容穴２ａを構
成づる構造材における応力の発生を防止し、機械的良Ｚ
９命化を図ることができる。

また、ハフニウム金属棒３ａの周囲に設けられた純ジル
コニウム金属シート７およびハフニウム金属棒３ｂと収
容穴２ａとの間に介在された純ジルコニウム金属ストリ
ップ１０は硬度的に柔かく、しかもハフニウム金属棒３
ａと純ジルコニウム金属シー１〜７との間、純ジルコニ
ウム金属シート７と収容穴２ａの内壁との間、ハフニウ
ム金属棒３ｂと純ジルコニウム金属ストリップ１０との
間、純ジルコニウム金属ストリップ１０と収容穴２ａの
構造材との間には必ず名士の間隙が（ｒ在するため、万
一ハフニウム金属棒３ａ、３ｂにスエリングが生じて体
積が増大しでし、その体積の増大を吸収して収容穴２ａ
の構造材における応力の発生を抑制し、応力発生におけ
る大幅な時間近れを生じさせ、機械的寿命を著しく艮く
づることができる。なお、純ジルコニウム金属シー１〜
７および純ジルコニウム金属ストリップ１０は、水素を
吸着して体積が増大するが、この（Ａ積の増大ら上記間
隙に吸収される。

第２図（Ａ）〜（Ｆ）および第３図（Ａ）〜（Ｃ）は本
発明の他の実施例を示すもので、第２図（△）〜（「）
は第１図（Ｃ）に対応する断面図、第３図（Ａ）〜（Ｃ
）は第１図（Ｄ）に７・１応する断面図である。

第２図（Ａ＞は本発明の第２実施例を示づもので、請求
項２および１ｏに記載の発明に対応するものである。ハ
フニウム金属棒３Ｃは、その外径が収容穴２ａの内径よ
りし細く形成され、このハフニウム金属棒３Ｃの外周に
収容穴２ａの内壁に１＆する複数の突出部１３が設けら
れる。この突出部１３の材質としてはハフニウム金ａ　
＜　＋−１ｆ　）やジルコニウム金Ｒ（Ｚ　ｒ　）等が
用いられ、ハフニウム金属棒３Ｃがス■リングにより体
積増大した場合に変形して潰れる程度の柔かさおよび形
状を有する。この突出部１３はスポット状に多数形成し
てもよいし、幅の細い大麻としてｂよい。突出部１３の
断面形状は例えば台形、半円形、三角形等が好ましい。

この実施例において、ハフニウム金属棒３Ｃがストリッ
プにより体８ＩＲｊ大すると、ハフニウム金属棒３Ｃの
外周と収容穴２ａの内壁との間に間隙が形成されている
ため、その体積の増大が吸収される。この場合、突出部
１３は圧力により変形して潰れるため、収容穴２ａの構
ｊ告材に応力が生じない。

第２図（Ｂ）は本発明の第３実施例を示すもので、請求
項３および１０記載の発明に対応づるものである。ハフ
ニウム金属棒３ｄの外周にはねじ状の大麻１４が形成さ
れる。この大麻１４の断面形状は、ハフニウム金属棒３
ｄがストリップにより体積増大した場合に容易に変形し
て潰れるように三角形状とするのが好ましい。また、大
麻１／１は必ずしも螺旋状に１本に繋っている必要はな
く、相互に分割していてもよい。

この実施例にａ３いてハフニウム金属棒３ｄがストリッ
プにより体積増大すると、大麻１４は変形して潰れ、そ
の体積の増大を吸収覆る。したがって、収容穴２ａの内
壁への内圧の増大を抑イ１１シ、収容穴２ａの構造材に
おける応力の発生を抑制することができる。

第２図（Ｃ）は本発明の第４実施例を示すもので、請求
項４および１０記載の発明に対応するものである。ハフ
ニウム金属棒３ｅは長さ方向に複数に分１．１１され、
その長さは収容穴２ａの深さよりもλ０く形成される。

短く形成されることにより生じる収容穴２ａ内の空間に
は純ジルコニウム粒１５が充填される。ハフニウム金属
棒３Ｃは必ずしも長さ方向に分割する必要はなく、単体
で形成して収容穴２ａの深さよりも短く形成し、短くし
た分に対応する収容穴２ａ内の空間に純ジルコニウム粒
１５を充填するようにしてもよい。純ジルコニウム粒１
５の代りにハノニウム粒を充填してもよく、また純ジル
コニウム粒と八ツニラ１１ｔｏの混合物を充填してもよ
い。純ジルコニウムやハフニウムを小粒化して表面積を
増大させることにより水素吸着能力が増大する。但し、
粉状とすると酎化し易くなるため好ましくない。

この実施例によれば、純ジルコニウム粒１５が収容穴２
ａ内の水素を吸着するため、収容穴２ａ内の水素濃度を
減少させ、ハフニウム金属棒３ｅと水素との反応を抑制
し、ストリップの進行を抑制することができる。また、
ハフニウム金属棒３ｅに長さ方向のストリップが生じて
も、ハフニウム金属棒３ｅが短かく形成されていること
から、体積の増大を吸収し、収容穴２ａの内壁に長さ方
向の内圧を加えることを防止することができる。

第２図（Ｄ）は本発明の第５実施例を示すもので、請求
項５，６および１０記載の発明に対応するものである。

ハフニウム金属棒３ｒは軸り向に２分割され、これら分
割片相互間に純ジルコニウムストリップ１６が介在され
る。また、純ジルコニウムストリップ１６を介在させず
、変形し易い突出部を設りて、各分割片相互の間隙を保
持ηるようにしてもよい。

この実施例によれば、収容穴２ａ内の純ジルコニウムス
トリップ１６により水素が吸着され、収容穴２ａ内の水
素ａ麿の減少により水素とハフニウム金属棒３ｆとの反
応を抑制し、ストリップを抑制覆ることにより、収容穴
２ａの構造材における応力の発生を防止することができ
る。また、純ジルコニウムストリップ１６が柔かいこと
、純ジルコニウムストリップと各分割片との間に僅かの
間隙があることから、ハフニウム金Ｊ］ｉ３ｆにストリ
ップが生じて体積が増大しても、その体積の増大を吸収
して、収容穴２ａの内壁への内圧の増大を防止し、収容
穴２ａの構造材にＪ３ける応力の発生を抑制することが
できる。また、各分割片相互間に突出部を設けた場合に
おいても、同様に突出部の変形によりハフニウム金属棒
３ｆの休ｈ５の増大を吸収し、収容穴２ａの構ｊｌｌ祠
にお（）る応力の発生を抑制することができる。

第２図（Ｅ）は本発明の第６実施例を示すもので、請求
項７および１０記載の発明に対応するｂのである。ハフ
ニウム金属棒３ｑの表面には酸化膜が形成される。この
酸化膜は酸化ハフニウムｌｆｏ、、）から成り、この酸
化ハフニウムはハフニウム金属よりも密度が小さく、そ
の分だけ既にストリップを起したものであり、その状態
で収容穴２ａに適切なりリアランスで収容される。また
、酸化膜は水素のバリアとなって、水素とハフニウム金
属棒３Ｑとを隔離する。

この実施例によれば、酸化膜によって水素とハフニウム
金属棒３ｇとの接触が防止され、その反応が防止される
ことによりスエリングの発生を防止し、収容穴２ａの内
壁への内圧の増大を防止することにより収容穴２ａの構
造材における応力の発生を防止することができる。また
、酸化膜としての酸化ハフニウムは既にスエリングを起
した状態であるため、万一水素とハフニウム金属棒３ｇ
とが反応してＨｆ　Ｈ２を生じても、その体積増大は僅
かなものとなる。したがって、収容穴２ａの構造材にお
ける応力の発生を防止することができる。

第２図（Ｆ）は本発明の第７実施例を示すもので、請求
項８および１０記載の発明に対応するものである。１１
の範囲の収容穴のうち一部の収容穴２ａに純ジルコニウ
ム粒１５およびハフニウム粒１７の混合物が充填される
。ハフニウム粒１７は不純物を含むものであってもよい
し純度が高いものであってもよい。

範囲Ｊ１の一部からハフニウム金属棒３ａを取り除いて
代りに純ジルコニウム粒１５等を充填しても、原子炉停
止中の反応度価値の低下は署しく小さく完全に無視でき
、また原子炉運転中にＪ３いても何ら差支えは生じない
。そこで、純ジルコニウム粒１５が高い水素吸着能力を
有すること、およびハフニウム粒１７も水素吸着能力を
有することに着目して、Ｊ！１の範囲の収容穴２ａの一
部に純ジルコニウム粒１５およびハフニウム粒１７を充
填するものである。これら純ジルコニウム粒１５および
ハフニウム粒１７の混合物の代りに、純ジルコニウム粒
１５およびハフニウム粒１７の一方のみを充填してもよ
い。ハフニウム粒１７は比較的弱い水素吸着能力を有す
るととしに、強い中性子吸収能力を有する。

この実施例によれば、収容穴２ａ内の水素は純ジルコニ
ウム粒１５およびハフニウム粒１７により吸収され、純
ジルコニウム粒１５およびハフニウム粒１７が収容され
た収容穴２ａばかりでなく、その近傍の収容穴２ａから
流通してぎた水素も吸着して収容穴２ａ内の水素濃度を
低下させる。したがって、その近傍の収容穴２ａに挿入
されたハフニウム金属棒３ａ等のスエリングを防止し、
収容穴２ａの構造材における応力の発生を抑制すること
ができる。なお、純ジルコニウム粒１５およびハフニウ
ム粒１７が水素を吸着することによりその体積が増大す
るが、粒子相互間に間隙があるため、体積の増加はその
間隙により吸収され、収容穴２ａの構造材に応力を発生
させることはない。

第３図（△）は本発明の第８実施例を示すもので、請求
項９および１１記載の発明に対応するものである。範囲
１１を除く範囲１３に配設される収容穴２ａにはボロン
カーバイド粉粒８と純ジルコニウム粒９の混合物が充填
される。また、ｆ３の範囲の収容穴２ａの外縁側にハフ
ニウム粒１７が配設される。このハフニウム粒１７は不
純物を含んでもよいし、純度の高いものでｂよい。

純ジルコニウム粒９を充填することによる作用効果は第
１実施例の場合と同様である。

ハフニウム粒１７は主として長寿命の中性子吸収材とし
て機能する。このハフニウム粒１７は粒状であるため、
水素の吸るにより体積が増大しても、粒子相互間の間隙
により体積の増大が吸収され、収容穴２ａの構造材に応
力が生じることが防止される。

第３図（Ｂ）は本発明の第９実施例を示すもので、請求
■（ｊ　１ｉ記載の発明に対応するものである。

この実施例は第８実施例において純ジルコニウｊ１粒９
を設けない場合と同一であり、ハフニウム粒１７を設け
ることによる作用効果は第８実施例の場合と同様である
。

第３図（Ｃ）は本発明の第１０実施例を示ηらので、請
求項１０記伐の発明に対応づるものＱある。この実施例
は第１実施例において純ジルコニウム粒９を設けない場
合と同一であり、その作用効果は第１実流例の場合と同
様である。また、第２〜第７実施例においても同様の作
用効果がある。

〔発明の効果〕

本件第１番目の発明においてハフニウム金属棒の外周に
純ジルコニウム金属シートを設けて収容穴に挿入し、木
ｆ１第２番目の発明においてハフニウム金属棒の外径を
収容穴の内径よりも細く形成し、このハフニウム金属棒
の外周に収容穴の内壁に接する複数の突出部を設け、本
件第３番目の発明においてハフニウム金属棒の外周にね
じ状の大作を形成し、本件第３番目の発明においてハフ
ニウム金属の長さを収容穴の深さより１：）短・（形成
し、短くした分に対応する収容穴内の空間に純ジルコニ
ウム粒およびハフニウム粒のうち少なくとら一方を充填
し、本件第５番目の発明においてハフニウム金属棒を軸
方向に複数分割して、各分割月相Ｂ間に間隙を形成し、
これら分割片の少なくとも一方に上記間隙を保持する突
出部を設け、本件第６番目の発明においてハフニウム金
属棒を軸方向に複数に分割して、各分割片組Ｕ間に純ジ
ルコニウムストリップを介在させ、本件第７番目の発明
においてハフニウム金属棒の表面に酸化膜を形成し、本
件第８番目の発明においてウィング挿入先端側から短く
とも３　ＣＩＲＮ長くとも３５ｃｍの範囲に配設された
収容穴のうち１または２以上の収容穴に純ジルコニウム
粒およびハフニウム粒のうら少なくとも一方を充填し、
本件第９番目の発明においてハフニウム金属棒が挿入さ
れた収容穴を除き、ウィング挿入先端側から１／４Ｌな
いし３／４ｍの範囲に配設された収容穴のうら１または
２以上の収容穴にボロンカーバイド粉粒と純ジルコニウ
ムの混合物を充填し、本件第１０番目の発明においてウ
ィング挿入先端側から１／４Ｌないし３／４［の範囲に
配設された収容穴の外縁側にウィング長手方向に延びる
ハフニウム金属（仝を設け、このハフニウム金属棒と収
容穴との間に純ジルコニウム金属ストリップを設（プ、
本件第１１番目の発明にＪ３いてウィング挿入先端側か
ら１／／ＩＬないし３／４［の範囲に配設された収容穴
の外縁側にハフニウム粒を配設したから、収容穴内の水
素濃度を低下させ、ハフニウム金属棒と水素との反応を
抑制し、スエリングの進行を抑＆ｌＩ　リ−ろことによ
り収容穴の内壁への内圧の発生を抑制し、収容穴構造材
における応力の発生を防止することがでさるとどもに、
ハフニウム金属棒が水素と反応してハフニウムハイドラ
イドを生成して体積が１１９大しても、収容穴の内壁へ
の内圧の発生を抑制し、収容穴の構造材における応力の
発生を抑制Ｊ−ることができ、したがって、原子炉用制
御棒の機械的艮り白化を達成づることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Δ）は本発明に係る原子炉用制御棒の第１実施
例を示すもので、第１図＜８）にＪ３１プる△−Ａ線に
沿う断面図、第１図（Ｂ）は第１図（△）にＪ３けるＢ
−Ｂ線に沿う断面図、第１図（Ｃ）は第１図（Ａ）にａ
３けるＣ−Ｃ線に沿う断面図、第１図（Ｄ）は第１図（
Ａ＞におけるＤＤ線に沿う断面図、第１図（Ｅ）は第１
図（△）にお（）るＥ−Ｅ線に沿う断面図、第２図（△
）〜（Ｆ＞はそれぞれ本発明の第２実施例へ・第７実施
例を示すもので、第１図（Ｃ）に対応する断面図、第３
図（△）〜（Ｃ）はそれぞれ本発明の第８実施例〜第１
０実施例を示すもので、第１図（Ｄ）に対応する断面図
、第４図は従来の原子炉用制御棒の一例を示す一部切欠
正面図、第５図は第４図の部分横断面図、第６図は第４
図に示づ原子炉用制御棒のウィングを組み立てる状態を
示す部分断面図である。 １・・・結合部材、２・・・ウィング、２ａ・・・収容
穴、２ｂ・・・空間部、３ａ・〜３ｑ・・・ハフニウム
金属棒、７・・・純ジルコニウムシート、８・・・ボロ
ンカーバイド粉粒、９・・・純ジルコニウム粒、１０・
・・純ジルコニウムストリップ、１３・・・突出部、１
／１・・・大作、１５・・・純ジルコニウム拉、１６・
・・純ジルコニウムストリップ、１７・・・ハフニウム
粒、Ａ・・・Ｋ（子炉用制御棒。 出願人代理人　　　波　多　野　　　久第 図 第 図 第 図 第 閃 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、軸方向に所定の間隔をおいて複数の結合部材を配置
   し、これらの結合部材を介して複数のウィングの内側を
   互いに結合させるとともに、各ウイングに幅方向に中性
   子吸収材の収容穴を穿設し、この収容穴をウィングの長
   手方向に炉心の軸方向全長に相当する長さＬにわたって
   多数列状に配設し、これらの収容穴のうちウィング挿入
   先端側から短くとも３ｃｍ、長くとも３５ｃｍの範囲に
   配設された収容穴にハフニウム金属棒を挿入し、それ以
   外の範囲に配設された収容穴にボロンカーバイドを充填
   した原子炉用制御棒において、上記ハフニウム金属棒の
   外周に純ジルコニウム金属シートを設けて収容穴に挿入
   したことを特徴とする原子炉用制御棒。 ２、軸方向に所定の間隔をおいて複数の結合部材を配置
   し、これらの結合部材を介して複数のウィングの内側を
   互いに結合させるとともに、各ウィングに幅方向に中性
   子吸収材の収容穴を穿設し、この収容穴をウィングの長
   手方向に炉心の軸方向全長に相当する長さＬにわたって
   多数列状に配設し、これらの収容穴のうちウィング挿入
   先端側から短くとも３ｃｍ、長くとも３５ｃｍの範囲に
   配設された収容穴にハフニウム金属棒を挿入し、それ以
   外の範囲に配設された収容穴にボロンカーバイドを充填
   した原子炉用制御棒において、上記ハフニウム金属棒の
   外径を収容穴の内径よりも細く形成し、このハフニウム
   金属棒の外周に収容穴の内壁に接する複数の突出部を設
   けたことを特徴とする原子炉用制御棒。 ３、軸方向に所定の間隔をおいて複数の結合部材を配置
   し、これらの結合部材を介して複数のウィングの内側を
   互いに結合させるとともに、各ウィングに幅方向に中性
   子吸収材の収容穴を穿設し、この収容穴をウィングの長
   手方向に炉心の軸方向全長に相当する長さＬにわたって
   多数列状に配設し、これらの収容穴のうちウィング挿入
   先端側から短くとも３ｃｍ、長くとも３５ｃｍの範囲に
   配設された収容穴にハフニウム金属棒を挿入し、それ以
   外の範囲に配設された収容穴にボロンカーバイドを充填
   した原子炉用制御棒において、上記ハフニウム金属棒の
   外周にねじ状の突條を形成したことを特徴とする原子炉
   用制御棒。 ４、軸方向に所定の間隔をおいて複数の結合部材を配置
   し、これらの結合部材を介して複数のウィングの内側を
   互いに結合させるとともに、各ウィングに幅方向に中性
   子吸収材の収容穴を穿設し、この収容穴をウィングの長
   手方向に炉心の軸方向全長に相当する長さＬにわたって
   多数列状に配設し、これらの収容穴のうらウィング挿入
   先端側から短くとも３ｃｍ、長くとも３５ｃｍの範囲に
   配設された収容穴にハフニウム金属棒を挿入し、それ以
   外の範囲に配設された収容穴にボロンカーバイドを充填
   した原子炉用制御棒において、上記ハフニウム金属棒の
   長さを上記収容穴の深さよりも短く形成し、短くした分
   に対応する収容穴内の空間に純ジルコニウム粒およびハ
   フニウム粒のうち少なくとも一方を充填したことを特徴
   とする原子炉用制御棒。 ５、軸方向に所定の間隔をおいて複数の結合部材を配置
   し、これらの結合部材を介して複数のウィングの内側を
   互いに結合させるとともに、各ウィングに幅方向に中性
   子吸収材の収容穴を穿設し、この収容穴をウィングの長
   手方向に炉心の軸方向全長に相当する長さＬにわたつて
   多数列状に配設し、これらの収容穴のうちウィング挿入
   先端側から短くとも３ｃｍ、長くとも３５ｃｍの範囲に
   配設された収容穴にハフニウム金属棒を挿入し、それ以
   外の範囲に配設された収容穴にボロンカーバイドを充填
   した原子炉用制御棒において、上記ハフニウム金属棒を
   軸方向に複数に分割して、各分割片相互間に間隙を形成
   し、これら分割片の少なくとも一方に上記間隙を保持す
   る突出部を設けたことを特徴とする原子炉用制御棒。 ６、軸方向に所定の間隔をおいて複数の結合部材を配置
   し、これらの結合部材を介して複数のウィングの内側を
   互いに結合させるとともに、各ウィングに幅方向に中性
   子吸収材の収容穴を穿設し、この収容穴をウィングの長
   手方向に炉心の軸方向全長に相当する長さＬにわたって
   多数列状に配設し、これらの収容穴のうちウィング挿入
   先端側から短くとも３ｃｍ、長くとも３５ｃｍの範囲に
   配設された収容穴にハフニウム金属棒を挿入し、それ以
   外の範囲に配設された収容穴にボロンカーバイドを充填
   した原子炉用制御棒において、上記ハフニウム金属棒を
   軸方向に複数に分割して、各分割片相互間に純ジルコニ
   ウムストリップを介在させたことを特徴とする原子炉用
   制御棒。 ７、軸方向に所定の間隔をおいて複数の結合部材を配置
   し、これらの結合部材を介して複数のウィングの内側を
   互いに結合させるとともに、各ウィングに幅方向に中性
   子吸収材の収容穴を穿設し、この収容穴をウィングの長
   手方向に炉心の軸方向全長に相当する長さＬにわたつて
   多数列状に配設し、これらの収容穴のうちウィング挿入
   先端側から短くとも３ｃｍ、長くとも３５ｃｍの範囲に
   配設された収容穴にハフニウム金属棒を挿入し、それ以
   外の範囲に配設された収容穴にボロンカーバイドを充填
   した原子炉用制御棒において、上記ハフニウム金属棒の
   表面に酸化膜を形成したことを特徴とする原子炉用制御
   棒。 ８、軸方向に所定の間隔をおいて複数の結合部材を配置
   し、これらの結合部材を介して複数のウィングの内側を
   互いに結合させるとともに、各ウィングに幅方向に中性
   子吸収材の収容穴を穿設し、この収容穴をウィングの長
   手方向に炉心の軸方向全長に相当する長さＬにわたつて
   多数列状に配設し、これらの収容穴のうちウィング挿入
   先端側から短くとも３ｃｍ、長くとも３５ｃｍの範囲に
   配設された収容穴にハフニウム金属棒を挿入し、それ以
   外の範囲に配設された収容穴にボロンカーバイドを充填
   した原子炉用制御棒において、ウィング挿入先端側から
   短くとも３ｃｍ、長くとも３５ｃｍの範囲に配設された
   収容穴のうち１または２以上の収容穴に純ジルコニウム
   粒およびハフニウム粒のうち少なくとも一方を充填した
   ことを特徴とする原子炉用制御棒。 ９、軸方向に所定の間隔をおいて複数の結合部材を配置
   し、これらの結合部材を介して複数のウィングの内側を
   互いに結合させるとともに、各ウィングに幅方向に中性
   子吸収材の収容穴を穿設し、この収容穴をウィングの長
   手方向に炉心の軸方向全長に相当する長さＬにわたって
   多数列状に配設し、これらの収容穴のうちウィング挿入
   先端側から短くとも３ｃｍ、長くとも３５ｃｍの範囲に
   配設された収容穴にハフニウム金属棒を挿入し、それ以
   外の範囲に配設された収容穴にボロンカーバイドを充填
   した原子炉用制御棒において、ハフニウム金属棒が挿入
   された収容穴を除き、ウィング挿入先端側から１／４Ｌ
   ないし３／４Ｌの範囲に配設された収容穴のうち１また
   は２以上の収容穴にボロンカーバイド粉粒と純ジルコニ
   ウム粒の混合物を充填したことを特徴とする原子炉用制
   御棒。 １０、軸方向に所定の間隔をおいて複数の結合部材を配
   置し、これらの結合部材を介して複数のウィングの内側
   を互いに結合させるとともに、各ウィングに幅方向に中
   性子吸収材の収容穴を穿設し、この収容穴をウィングの
   長手方向に炉心の軸方向全長に相当する長さＬにわたっ
   て多数列状に配設し、これらの収容穴のうちウィング挿
   入先端側から短くとも３ｃｍ、長くとも３５ｃｍの範囲
   に配設された収容穴にハフニウム金属棒を挿入し、それ
   以外の範囲に配設された収容穴にボロンカーバイドを充
   填した原子炉用制御棒において、ウィング挿入先端側か
   ら１／４Ｌないし３／４Ｌの範囲に配設された収容穴の
   外縁側にウィング長手方向に延びるハフニウム金属棒を
   設け、このハフニウム金属棒と収容穴との間に純ジルコ
   ニウム金属ストリップを設けたことを特徴とする請求項
   １〜９記載の原子炉用制御棒。 １１、軸方向に所定の間隔をおいて複数の結合部材を配
   置し、これらの結合部材を介して複数のウィングの内側
   を互いに結合させるとともに、各ウィングに幅方向に中
   性子吸収材の収容穴を穿設し、この収容穴をウィングの
   長手方向に炉心の軸方向全長に相当する長さＬにわたつ
   て多数列状に配設し、これらの収容穴のうちウィング挿
   入先端側から短くとも３ｃｍ、長くとも３５ｃｍの範囲
   に配設された収容穴にハフニウム金属棒を挿入し、それ
   以外の範囲に配設された収容穴にボロンカーバイドを充
   填した原子炉用制御棒において、ウィング挿入先端側か
   ら１／４Ｌないし３／４Ｌの範囲に配設された収容穴の
   外縁側にハフニウム粒を配設したことを特徴とする請求
   項１〜９記載の原子炉用制御棒。