JPH041593A - 燃料集合体 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高速炉に係り、特に、熱的余裕の確保により、
長寿命化・高燃焼度化に好適な燃料集合体および炉心に
関する。

〔従来の技術〕

高速炉の燃料集合体は、一般に、燃料ペレットを被覆管
に充填した燃料棒を多数集合させて断面形状が六角形の
ラッパ管で被覆して構成する。高速炉の炉心は上記の燃
料集合体を、多数集合させて円柱状に構成する。また、
この炉心の周囲を。

主として燃料親物質からなる軸方向及び径方向ブランケ
ットで囲設して燃料の増殖性を向上させている。炉心に
は燃料として濃縮ウランあるいはプルトニウムを富化し
たウランが、ブランケットには天然ウランあるいは劣化
ウランが、酸化物の形態で装荷される。

近年、軽水炉の使用済み燃料から発生する半減期が数百
万年と非常に長いネブチニウム等の超ウラン元素を高速
炉を使って消滅するために、ウランとプルトニウムの混
合酸化物燃料（ＭＯＸ燃料）に超ウラン元素を均一に混
合する思想が文献二日本原子力学会１９８９年年会要旨
集、Ｃ−２４に開示されている。超ウラン元素とは、一
般には、ウランよりも原子番号の大きな元素をいうが、
ここでは、プルトニウムは除いている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、超ウラン元素の消滅と共に、燃焼によ
る反応度変化が小さいという超ウラン元素を富化したＭ
ＯＸ燃料の特長を踏まえ、長期運転・高燃焼度化といっ
た炉心の高性能化を目的としている。しかし、上記従来
技術は、超ウラン元素がウランに比べ、酸化物、あるい
は金属の状態で熱伝導率が小さく、融点も低いため、炉
心の熱的余裕が減少するという問題に関しては配慮して
いない。したがって、上記の炉心高性能化を実現するに
は至っていない。

また、超ウラン元素は、高速中性子に対して核分裂反応
断面積が大きいので、冷却材のナトリウムが沸騰した場
合に投入される反応度、所謂ボイド反応度が大きくなる
。さらに、超ウラン元素を混合した炉心では、共鳴エネ
ルギー領域の中性子の吸収が増え、高速中性子の割合が
増えるので、高速中性子照射量が増大し、燃料集合体の
スエリング（膨張）や変形が顕著になり燃料寿命を短く
するという問題も生じる。

本発明の目的は、上記の問題点を解決し、長期運転・高
燃焼度化に好適な燃料集合体を提供することにある。

本発明の目的は、上記の燃料集合体を用いて稼働率、安
全性の向上を図るに好適な原子炉の炉心を提供すること
にある。

本発明の他の目的は、上記の燃料集合体を用いて超ウラ
ン元素を消滅するに好適な原子炉の炉心を提供すること
にある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、核燃料を充填した第一の燃料棒と、該第一
の燃料棒よりも超ウラン元素を単位質量当り多く含む核
燃料を充填した第二の燃料棒とから構成した燃料集合体
を提供することにより達成される。

上記目的は、前記超ウラン元素がネプチニウム。

アメリシウム、キュリウムである燃料集合体を提供する
ことにより達成される。

上記目的は、前記第二の燃料棒の直径を前記第一の燃料
棒の直径よりも小さくした燃料集合体を提供することに
より達成される。

上記目的は、前記第二の燃料棒の燃料スミア密度を前記
第一の燃料棒の燃料スミア密度よりも小さくした燃料集
合体を提供することにより達成される。

上記目的は、前記第二の燃料棒に充てんされる燃料ペレ
ットを円筒状の中空ペレットとした燃料集合体を提供す
ることにより達成される。

上記目的は、前記第一の燃料棒が酸化物燃料を充填し、
前記第二の燃料棒が金属燃料を充填した燃料集合体を提
供することにより達成される。

上記目的は、核燃料からなる第一の燃料の半径方向外側
に超ウラン元素を該第一の燃料よりも単位質量当り多く
含む第二の燃料を配置した燃料ペレットを提供すること
により達成される。

上記目的は、前記超ウラン元素がネプチニウム、アメリ
シウム、キュリウムである燃料ペレットを提供すること
により達成される。

上記目的は、前記第一の燃料がウラン又はウランとプル
トニウムの混合物である燃料ペレットを提供することに
より達成される。

上記目的は、上記の燃料ペレットを少なくとも一つ充填
した燃料棒を提供することにより達成される。

上記目的は、燃料の充填部の軸方向中心付近に、主とし
て燃料親物質からなるブランケット燃料を充填した燃料
棒を提供することにより達成される。

上記目的は、上記の燃料棒を少なくとも−っ含む燃料集
合体を提供することにより達成される。

上記目的は、前記第一の燃料棒がウランとプルトニウム
の混合物である燃料集合体を提供することにより達成さ
れる。

上記目的は、上記の燃料集合体のうち、少なくとも１つ
を含む原子炉の炉心を提供することにより達成される。

上記目的は、上記の燃料集合体を装荷した原子炉の炉心
において、前記第一の燃料棒より前記第二の燃料棒の数
が少ないか含まない第一の燃料集合体を前記炉心の内側
に、該第一の燃料集合体よりも前記第二の燃料棒の数が
多い第二の燃料集合体を前記炉心の外側に装荷した原子
炉の炉心を提供することにより達成される。

上記目的は、前記第二の燃料集合体に含まれる前記第一
の燃料棒の核分裂性物質の富化度を前記第一の燃料集合
体に含まれる前記第一の燃料棒より高くした原子炉の炉
心を提供することにより達成される。

上記目的は、上記原子炉において前記第一の燃料集合体
を前記第二の燃料集合体で置き換えていく原子炉の燃料
集合体交換方法を提供することにより達成される。

〔作用〕

上記の構成により、本発明の燃料集合体では。

燃料棒の中心温度と表面温度の差が単位長さ当たりの熱
出力である線出力密度に比例し、熱伝導率に反比例する
ことに着目し、ウランに比べ熱伝導率の小さい超ウラン
元素を多く含む第二の燃料棒では、超ウラン元素を含む
割合が小さいまたは含まない第一の燃料棒に比べ、線出
力密度を小さくする構成とすることにより、超ウラン元
素を均一に富化した従来技術の燃料集合体に比べ燃料の
中心温度を低減することができる。

本発明の他の燃料集合体では、超ウラン元素を均一に富
化した燃料集合体に比べ、超ウラン元素の富化度が高い
燃料を合金として酸化物等のセラミックスに比べ熱伝導
率を向上しているので、燃料の中心温度を低減すること
ができる。

本発明の他の燃料集合体では、超ウラン元素を均−に富
化した燃料集合体に比べ、融点の低い超ウラン元素を燃
料温度の低い燃料棒周辺部に多く富化しであるので、燃
料の溶融に対し熱的余裕を確保することができる。

本発明のその他の燃料集合体では、熱的余裕を確保でき
ることに加え、炉心の中心付近に中性子の吸収体である
ブランケット領域を配置しているので、中性子束分布を
平坦化でき、冷却材が沸騰した場合のボイド反応度や、
高速中性子照射量を低減できる。

本発明の原子炉の炉心では、超ウラン元素を均一に富化
した炉心に比べ、熱的余裕を増大できるので、それだけ
、多量の超ウラン元素を装荷することができ、したがっ
て、燃焼による反応度変化が小さいという超ウラン元素
を富化した燃料の特長を活かして、長期運転・高燃焼度
化といった炉心の高性能化を実現できる。

本発明の燃料交換方法によれば、超ウラン元素を富化し
ない燃料集合体からなる炉心に対して。

熱的余裕を低下することなく、長期運転・高燃焼度化と
いった炉心の高性能化を実現できる。

〔実施例〕

以下１本発明の実施例を図により説明する。第１図〜第
４図は、本発明の第一の実施例であり、高速炉の燃料集
合体に適用したものである。第１図は、燃料集合体の鳥
かん図であり、第２図は。

第１図の■−■断面図である。第３図および第４図は、
燃料棒の縦断面を示している。低プルトニウム富化度の
燃料集合体２１は、フェライト鋼の被覆管８に、ウラン
とプルトニウムの混合酸化物からなる第一の燃料５１を
充填した第一の燃料棒１１と、ウラン、プルトニウムに
超ウラン元素を富化した混合酸化物からなる第二の燃料
５２を充填した細径の第二の燃料棒１２を交互に束ね、
フェライト鋼でできた六角管状のラッパ管３で覆って構
成されている。

低プルトニウム富化度の燃料集合体２１の下部には冷却
材入口ノズル６が設けてあり、ここから冷却材であるナ
トリウムが流入し、第一の燃料棒１１および細径の第二
の燃料棒１２を冷却して、冷却材比ロアから上部に流出
していく。上記実施例の燃料集合体２１を高速炉の炉心
の半径方向内側に配設し、高プルトニウム富化度の燃料
集合体２２を外側に装荷した炉心および燃料の仕様並び
に運転条件を第１表に示す。

第１表　炉心及び燃料の仕様 すなわち、原子炉熱出力は約２，６００ＭＷ、電気出力
は約１．ＯＯＯＭＷ、等価炉心径と炉心高さはそれぞれ
３３０ｃｍ及び１００ｃｍである。

運転期間は２４ケ月、燃料交換バッチ数は３としている
。第一の燃料棒のプルトニウム富化度は、内側炉心の低
プルトニウム富化度の燃料集合体２１で約２０％、外側
炉心の高プルトニウム富化度の燃料集合体２２では約３
０％である。超ウラン元素の富化度は、上記の実施例で
は、第二の燃料棒で１００％で、第一の燃料棒には超ウ
ラン元素を富化しない構成とする。燃料棒直径は、第一
の燃料棒で７．５ｍｍ、第二の燃料棒で５．０ｍｍとし
ている。集合体平均の超ウラン元素の混合比（重金属全
体に対する重量比＝富化度）は、燃料棒の本数比を変え
ることで変化させている。また。

その場合は、超ウラン元素の混合比に応してプルトニウ
ム富化度を調整する必要がある。超ウラン元素の重量組
成比は、軽水炉の使用済み燃料を再処理したものを想定
し、第１表に示したものを使用した。すなわち、ネプチ
ニウム−２３７が約８０％で、アメリシウム−２４３が
約１０％、残りがアメリシウム−２４１，キュリウム−
２４２およびキュリウム−２４４で、プルトニウムを含
まないものとした。プルトニウムをわずかに含む組成を
用いる場合は、上記のプルトニウム富化度を調整する必
要がある。

次に、燃料中心温度の評価法について説明する。

従来技術の、超ウラン元素を富化した燃料では、実際は
、ウランとプルトニウムの混合酸化物（ＭＯＸ）、およ
び超ウラン元素の酸化物が固溶せずに、不規則な大きさ
をもつ円柱状となって、不規則に配列しているものと考
える。この燃料の実効熱伝導率は、（１）式のように表
わせる、ｋ工／に、＝　（β−λ）／（β＋λ）　　　
　（１）ここで。

ｋ、＝ＭＯＸ燃料の熱伝導率 に１＝ＭＯＸ燃料に超ウラン元素を富化した燃料の熱伝
導率 λ＝超ウつン元素の富化度 β＝（１＋ｖ）／（１−γ）　　　　　　（２）ヤ＝　
　ｋＴ／ｋ。

ｋｔ”超ウラン元素燃料の熱伝導率 νを１／３、λ＝０．２とすると、（１）、（２）式よ
り、ｋ工／ｋｏ弁１．２となる。燃料中心温度と燃料表
面温度との差は、熱伝導率にほぼ反比例するから、例え
ば、超ウラン元素を２０％富化した燃料では、この温度
差はＭＯＸ燃料に比べ約２０％大きくなる。

第５図及び第６図は、それぞれ、従来の超ウラン元素を
均質に富化した燃料集合体と本実施例の低プルトニウム
富化度の燃料集合体２１の超ウラン元素の混合比に対す
る燃料中心温度及び線出力密度を表している。ここで、
縦軸の温度は、燃料表面温度との差の相対値で表わして
いる。

まず、従来の燃料集合体の特性について説明する。燃料
棒の平均線出力密度は超ウラン元素の混合比によらず第
５図のＡ工のように一定となる。

前述のように超ウラン元素を燃料に混合して富化した従
来技術の燃料集合体では、超ウラン元素の混合比が大き
くなるほど燃料の熱伝導率が小さくなるので、燃料中心
温度はムのように上昇する。

このとき、燃料の融点は、工のように変化するので、燃
料の熱的余裕は、超ウラン元素の混合比が大きくなるほ
ど低下していく。

次に、本実施例の燃料集合体の特性について説明する。

第６図の横軸は燃料集合体全体における超ウラン元素の
混合比で、旦よ、上よは、それぞれ、超ウラン元素を富
化しない燃料及び超ウラン元素を富化した燃料の線出力
密度を、ム、上よは、それぞれ、超ウラン元素を富化し
ない燃料及び超ウラン元素を富化した燃料の燃料中心温
度を、！、丈は、それぞれ、超ウラン元素を富化しない
燃料及び超ウラン元素を富化した燃料の融点を表してい
る。超ウラン元素からなる燃料と、ウランとプルトニウ
ムからなる通常の燃料とを分離しであるので、各々の燃
料中心温度、燃料の融点は、いずれも、燃料集合体全体
における超ウラン元素の混合比によって変ることはない
。。したがって、燃料の熱的余裕も超ウラン元素を富化
しない場合と同等に確保することができる。

以上のように、本発明の実施例では、熱的余裕を確保で
きるので、燃焼にともなう反応度変化が小さいという超
ウラン元素混合燃料の特長を活かして、長期運転・高燃
焼度化を図ることができる。

また、高燃焼度化により、超ウラン元素を効率的に消滅
させることができる。

第一の実施例では、第一の燃料棒には超ウラン元素を富
化しなかったが、わずかに富化しても、炉心の熱的余裕
を損なうことなく、長期運転・高燃焼度化を実現するこ
とができる。これは、以下の実施例においても同様であ
る。

次に、第二の実施例の燃料棒および燃料集合体について
第７〜１０図を用いて説明する。低スミア密度の燃料集
合体２４は、第一の実施例と同様に、第一の燃料棒１１
及び低スミア密度の第二の燃料棒１３をラッパ管３で覆
って構成されている。

本実施例では、低スミア密度の第二の燃料棒１３に充填
される超ウラン元素を富化した燃料５３のスミア密度を
、第一の燃料棒１１に充填される超ウラン元素を富化し
ない燃料５１のスミア密度よりも小さくしたことが特徴
である。このような構成によっても、低スミア密度の第
二の燃料棒１３の線出力密度を小さくすることができ、
したがって、熱的余裕を確保できる。

第１１図〜第１４図に示した第三の実施例では、第二の
実施例において、超ウラン元素を富化した燃料を中空ペ
レットとしたことが特徴である。このような構成では、
第２の実施例に比べ、燃料温度を低減することができる
。

第１５図〜第１８図に示した第四の実施例では、第二の
実施例において、超ウラン元素を富化した燃料を金属燃
料としたことが特徴である。このような構成では、第二
の実施例に比べ、熱伝導率が大きくなるので、燃料温度
を低減することができる。

次に、第五の実施例の燃料棒および燃料集合体について
第１９〜２１図を用いて説明する。外側に超ウラン元素
を富化した燃料集合体２７は、外側に超ウラン元素を富
化した第二の燃料棒１６をラッパ管３で覆って構成され
ている。外側に超ウラン元素を富化した第二の燃料棒１
６に充填される燃料は、超ウラン元素を富化しないウラ
ン、プルトニウムの酸化物からなる燃料５７の外側に超
ウラン元素の酸化物からなる燃料５８を配置した構成と
している。このような構成によれば、融点の比較的低い
超ウラン元素を燃料温度の低い燃料棒の半径方向周辺部
に配置しであるので、熱的余裕を確保できる。

第六の実施例の燃料棒および燃料集合体について第２２
〜２５図を用いて説明する。中心部ブランケットを装填
した燃料集合体２８は、中心部ブランケットを装填した
第一の燃料棒１７および中心部ブランケットを装填した
第二の燃料棒１８を交互に束ね、これらをラッパ管３で
覆って構成されている。本実施例では、燃料棒の燃料充
填部の中心付近に劣化ウランの酸化物からなるブランケ
ット燃料５６を充填したことが特徴である。本実施例の
中心部ブランケットを装填した燃料集合体２８を装荷し
た高速炉の炉心では、燃料親物質のブランケット燃料が
炉心の中心付近に配置されることから、中性子束が平坦
化され、前述のボイド反応度や高速中性子照射量を低減
することができる。したがって、原子炉の安全性の向上
および燃料の長寿命化を実現できる。

次に、本発明の燃料集合体を装荷した原子炉の炉心の実
施例について説明する。第２６図は、炉心の水平断面図
であり、前述したように半径方向内側に本発明の低プル
トニウム富化度の第一の燃料集合体２１を、また、外側
には高プルトニウム富化度の第二の燃料集合体２２を装
荷しである。

炉心の外側には増殖性を高めるために、劣化ウランの酸
化物からなるブランケット集合体２３が装荷しである。

また、炉心の反応度を調整するために、炭化硼素からな
る制御棒２９が設けである。

高プルトニウム富化度の第二の燃料集合体２２では、超
ウラン元素からなる第二の燃料棒の本数を低プルトニウ
ム富化度の第一の燃料集合体２１よりも多くしである。

このような構成により、運転期間を通じて出力分布の平
坦化が可能となり、炉心の熱的余裕を増大することがで
きる。

最後に、燃料集合体交換方法の実施例について説明する
。炉心全体に新しい本発明の燃料集合体を装荷した初装
荷炉心での超ウラン元素による中性子の吸収効果が大き
く、初期の反応度が低下する傾向がある。これを補償す
るためにはプルトニウム富化度を高める必要がある。こ
れは、燃料経済性上有利とは言えないので、初装荷炉心
は超ウラン元素を富化しないウラン、プルトニウムの酸
化物燃料を装荷した炉心とし、この燃料を本発明の超ウ
ラン元素を富化した燃料集合体２２で置き換えていく構
成とする。このような燃料交換方法によれば、プルトニ
ウム富化度を高めることなく、長期運転・高燃焼度化と
いった炉心の高性能化を実現できる。

上記の実施例では、燃料として、超ウラン元素の酸化物
や合金、あるいは、ウランとプルトニウムの混合酸化物
を、炉心構造材としてフェライト鋼を、制御棒の中性子
吸収材として炭化硼素を。

冷却材としてナトリウムをそれぞれ使用したが、その他
の燃料、構造材、冷却材、中性子吸収材を使用した場合
にも本発明は適用できる。また、上記の実施例では、炉
心燃料の上下にブランケット燃料を充填しない構成とし
たが、ブランケット燃料を充填した構成としても本発明
の効果は得られる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、燃料集合体を通常の燃料棒と超ウラン
元素を富化した燃料棒とから構成することにより、熱的
余裕の確保が可能となり、超ウラン元素の特徴を活かし
た長期運転・高燃焼度化が実現できる。したがって、原
子炉の稼働率の向上や燃料サイクル費の低減という効果
が得られる。

また、同時に、超ウラン元素を効率的に消滅させる効果
が得られる。

更に、ボイド反応度や高速中性子照射量を低減できるた
め、原子炉の安全性の向上や燃料サイクルコストの低減
という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る燃料集合体の斜視図。 第２図は第１図に示した燃料集合体の水平断面図、第３
図は第２図に示した第一の燃料棒の縦断面図、第４図は
第２図に示した第二の燃料棒の縦断面図、第５図は従来
技術に係る燃料集合体の燃料温度特性図表、 第６図は本発明の実施例に係る燃料集合体の燃料温度特
性図表。 第７図は本発明の他の実施例に係る燃料集合体の斜視図
、 第８図は第７図に示した燃料集合体の水平断面図、第９
図は第８図に示した第一の燃料棒の縦断面図、第１０図
は第８図に示した第二の燃料棒の縦断面図。 第１１図は本発明の他の実施例に係る燃料集合体の斜視
図、 第１２図は第１１図に示した燃料集合体の水平断面図。 第１３図は第１２図に示した第一の燃料棒の縦断面図、 第１４図は第１２図に示した第二の燃料棒の縦断面図、 第１５図は本発明の他の実施例に係る燃料集合体の斜視
図、 第１６図は第１５図に示した燃料集合体の水平断面図、 第１７＠は第１６図に示した第一の燃料棒の縦断面図、 第１８図は第１６図に示した第二の燃料棒の縦断面図、 第１９図は本発明の他の実施例に係る燃料集合体の斜視
図、 第２０図は第１９図に示した燃料集合体の水平断面図、 第２１図は第２０図に示した燃料棒の縦断面図、第２２
図は本発明の他の実施例に係る燃料集合体の斜視図、 第２３図は第２２図に示した燃料集合体の水平断面図、 第２４図は第２３図に示した第一の燃料棒の縦断面図、 第２５図は第２３図に示した第二の燃料棒の縦断面図、 第２６図は本発明の実施例に係る原子炉の炉心の水平断
面図である。 ３・・・ラッパ管、１１・・・第一の燃料棒、１２・・
・細径の第二の燃料棒、１３・・・低スミア密度の第二
の燃料棒、１４・・・中空燃料ペレットの第二の燃料棒
、１５・・・金属燃料の第二の燃料棒。 １６・・・外側に超ウラン元素を富化した第二の燃料棒
、１７・・・中心部ブランケットを装填した第一の燃料
棒、１８・・・中心部ブランケットを装填した第二の燃
料棒、２１・・・低プルトニウム富化度の燃料集合体、
２２・・・高プルトニウム富化度の燃料集合体、２３・
・・ブランケット集合体、２４・・・低スミア密度の燃
料集合体、２５・・中空燃料ペレットの燃料集合体、２
６・・・金属燃料の燃料集合体、２７・・・外側に超ウ
ラン元素を富化した燃料集合体、 ２８・・・中心部ブランケットを装填した燃料集合体、
２９・・・制御棒

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、核燃料を充填した第一の燃料棒と、該第一の燃料棒
   よりも超ウラン元素を単位質量当り多く含む核燃料を充
   填した第二の燃料棒とから構成したことを特徴とする燃
   料集合体。２、前記超ウラン元素はネプチニウム、アメ
   リシウム、キュリウムであることを特徴とする請求項１
   に記載の燃料集合体。 ３、前記第二の燃料棒の直径を前記第一の燃料棒の直径
   よりも小さくしたことを特徴とする請求項１又は請求項
   ２に記載の燃料集合体。 ４、前記第二の燃料棒の燃料スミア密度を前記第一の燃
   料棒の燃料スミア密度よりも小さくしたことを特徴とす
   る請求項１又は請求項２に記載の燃料集合体。 ５、前記第二の燃料棒に充てんされる燃料ペレットを円
   筒状の中空ペレットとしたことを特徴とする請求項４に
   記載の燃料集合体。 ６、前記第一の燃料棒は酸化物燃料を充填し、前記第二
   の燃料棒は金属燃料を充填したことを特徴とする請求項
   ４に記載の燃料集合体。 ７、前記第一の燃料棒はウランとプルトニウムの混合物
   であることを特徴とする請求項１から請求項６のうち何
   れか１項に記載の燃料集合体。 ８、核燃料からなる第一の燃料の半径方向外側に超ウラ
   ン元素を該第一の燃料よりも単位質量当り多く含む第二
   の燃料を配置したことを特徴とする燃料ペレット。 ９、前記超ウラン元素はネプチニウム、アメリシウム、
   キュリウムであることを特徴とする請求項８に記載の燃
   料ペレット。 １０、前記第一の燃料はウラン又はウランとプルトニウ
   ムの混合物であることを特徴とする請求項８又は請求項
   ９に記載の燃料ペレット。 １１、特許請求の範囲第８項から第１０項のうち何れか
   １項に記載の燃料ペレットを少なくとも一つ充填したこ
   とを特徴とする燃料棒。 １２、燃料の充填部の軸方向中心付近に、主として燃料
   親物質からなるブランケット燃料を充填したことを特徴
   とする燃料棒。 １３、特許請求の範囲第１１項又は第１２項に記載の燃
   料棒を少なくとも一つ含むことを特徴とする燃料集合体
   。 １４、特許請求の範囲第１項から第７項及び第１３項に
   記載の燃料集合体のうち、少なくとも１つを含むことを
   特徴とする原子炉の炉心。 １５、特許請求の範囲第１項から第７項及び第１３項の
   うち何れか１項に記載の燃料集合体を装荷した原子炉の
   炉心において、前記第一の燃料棒より前記第二の燃料棒
   の数が少ないか含まない第一の燃料集合体を前記炉心の
   内側に、該第一の燃料集合体よりも前記第二の燃料棒の
   数が多い第二の燃料集合体を前記炉心の外側に装荷した
   ことを特徴とする原子炉の炉心。 １６、前記第二の燃料集合体に含まれる前記第一の燃料
   棒の核分裂性物質の富化度を前記第一の燃料集合体に含
   まれる前記第一の燃料棒より高くしたことを特徴とする
   請求項１５に記載の原子炉の炉心。 １７、特許請求の範囲第１５項に記載の炉心において前
   記第一の燃料集合体を前記第二の燃料集合体で置き換え
   ていくことを特徴とする原子炉の燃料集合体交換方法。