JPH04194780A - 小型原子炉 - 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、長寿命反応度を有する小型原子炉に係り、特
に液体金属ナトリウムを冷却材として使用する高速炉に
関する。

（従来の技術） 原子炉の反応度制御は、装荷燃料の富化度を調整して、
所定の燃焼反応度減少量等の運転サイクル長さ・定格出
力運転に伴なう分を補償し、そのための余剰反応度は、
制御棒等の中性子吸収物質の挿入状態を変更することに
より、臨界調整が行なわれている。制御棒の配置は、炉
停止条件を満足させつつ、出力分布の平坦化等と併せて
最適化される。制御棒の配置は、炉停止条件を満足させ
つつ、出力分布の平坦化等と併せて最適化される。

この方法は、小型から大型炉心まで、広い炉心出力範囲
で採用されている。

反応度制御の観点からは、前記制御棒による方法の他に
、中性子の洩れ量を制御する方法が利用されている。特
に、炉心からの中性子の漏れが多い小型炉心では有効で
あり、過去には、実験炉５ＥＰＯＲか運転された（ＳＥ
ＰＯＲ，臨界１９６９年、Ｕ　ＯＰ　ｕ　Ｏ２燃料、Ｎ
ａ冷却。

熱出力２０ＭＷ、炉心サイズ約す６６ｇ）。

５ＥＰＯＲ炉では、炉心の外側にセクタ状に分割された
反射体領域かあり、分割された反射体を上下に移動させ
、炉心部との相対位置関係を変更することにより、中性
子の漏れを制御している。

また反射体による小型炉心概念の設計例としては、米国
の軍事用の１０ＭＷｅ級プラントの報告が参考文献（Ｉ
ＥＣＥＣ−８７１ｎｔｅｒｓｏｃｉｅｔｙ　Ｅｎｅｒｇ
ｙＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃ
ｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　Ｔ、Ａ、Ｍｏ５ｓａｎｄ　Ｅ、Ｂ
、Ｂａｕｍｅｉｓｔｅｒ、　　−Ａ、Ｌｉｑｕｊｄ−Ｍ
ｅｔａｌ　Ｒｅａｃｔｏｒ）Ａｊｒ　　Ｂｒａｙｔｏｎ
−ｃｙｃｌｅ　　ｏｐｔｉｏｎ　　ｆｏｒ　　ａＭｕｌ
ｔＡｒｓｅｇａＷａｔｔ　　Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ　
　Ｐｏｗｅｒ（Ｍ丁Ｐ）Ｐｌａｎｔ　　”Ｐｒｏｃ、ｏ
ｒ　ｌＥＣＥＣ−８７，ｐ１５９６　）に示されている
。

この炉心は、濃縮ウラン酸化物燃料を使用して長寿命（
１０年）を狙ったものである。炉心出力は５５ＭＷ＋ｈ
　（５５００ＫＷ）という小出力規模である。ただし、
炉心の反応度制御には、炉容器外の反射体を上下するこ
とにより行なっている。

そして、炉心部を調整することにより、炉心出力密度を
調整するという自明のことを利用し、運転期間をある程
度加減できることか示されているが、ボイド係数低減と
反射体長との関係については記述されていない。また、
この報告例では、濃縮ウランを使用しているため、冷却
材のボイド係数か容易に負となるようになっている。

（発明か解決しようとする課８） ところで、プルトニウム（Ｐｕ）を利用する高速炉にお
いて、冷却材（Ｎａ）の密度係数を正（冷却材密度減少
に伴ない反応度も減少）にするようにすることは、仮想
的に考え得るＡＴＷＳ（スクラムしない過渡変動）事象
の緩和に役立つと考えられる。特に流量低下型事象では
、炉心構成物の温度変化に伴なうフィードバック反応度
か負となることが自然炉停止能力を向上させることにな
る。

ところが、この特徴を具備する炉心を、Ｐｕ燃料を利用
した体系で実現することは、炉の安全性向上の観点から
重要であるか容易ではない。特に、反応度の長寿命化〔
（原子炉出力）×（運転期間）の最大化〕とボイド反応
度の非圧化とを両立させることは難しいことか、これま
での研究例でも数多く示されている。

１サイクルの燃焼反応度減少量を長期化のために低減す
ることと、ボイド反応度の一般的傾向は、第１９図に従
来の円柱状の炉心で得られる傾向として示すように、相
反する要求となっている。これは、第２０図に示すよう
に、ボイド係数を低減し、非正とするために、炉心の形
状等を変化させることに伴ない、燃料富化度の上昇（ボ
イド効果のうち、中性子漏れを増大させることにより必
要となる）を必要とし、内部転換化が低下するためであ
る。また、炉心の燃焼度を増大させる場合も、核分裂生
成物（Ｆ　Ｐ）による中性子吸収が増加し、スペクトル
が硬くなってボイド係数を正側にシフトすることになる
。ボイド反応度を低減するために、高濃縮ウランを燃料
とする領域を設置するか、炉全体領域で利用することは
、従来から、炉心スペクトル、核断面積の比較から知ら
れている。

このように、Ｐｕ利用高速炉心では、反応度寿命中ボイ
ド係数を負（非正）とし、長期反応度寿命を達成するに
は特段の工夫か必要となる。特に、小型反射体付炉心で
長寿命化を狙う場合には、反射体で炉心を取囲むことに
より炉心の中性子漏れを抑制することになり、ボイド係
数を寿命中非正とすることと相反する方向となる。

本発明は、このような点を考慮してなされたもので、燃
料にプルトニウムを利用して長寿命化を図る場合に、寿
命中のとの燃焼状態においても、炉心部ボイド係数が正
とならないようにし、仮に炉心の流量が低下しても、原
子炉か固有の反応度フィードバック作用により自然に炉
停止する能力を強化することができる小型原子炉を提供
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〉 本発明は、前記目的を達成する手段として、プルトニウ
ムを燃料の全部または一部として利用するとともに、冷
却材として液体金属を使用し、かつ炉心反応度を、炉心
外に設置した反射体を駆動する二とにより制御する小型
原子炉において、炉心燃料部の高さをＨ１炉心の等価直
径をり１反射体の有効長さをＬとしたときに、炉心をＨ
／Ｄ＞１を満足する縦長円柱形状に形成し、かつＬ／Ｈ
を０．４〜０．６の範囲とするようにしたことを特徴と
する。

（作　用） 本発明に係る小型原子炉においては、炉心燃料部分の高
さをＨ１炉心の等価直径をり１反射体の有効長をＬとし
たときに、炉心がＨ／Ｄ＞１を満足する縦長円柱形状に
形成され、かつＬ／Ｈか、０．４〜０．６の範囲となる
ように設定されている。このため、運転期間中の炉心ボ
イド係数が零以下（負）になり、極低頻度事象である定
格出力運転中の流量低下型事象が生じても、炉の健全性
を確保したまま原子炉を停止することが可能となり、し
かも（１バツチ炉心の反応度寿命）×（炉出力）の最大
化を図って、炉の反応度寿命を長期化できる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は、本発明の第１実施例に係る小型原子炉を示す
もので、この小型原子炉は、縦長円柱形状をなす炉心１
外に反射体２を設置し、この反射体２を、主として上下
方向（径方向への移動、炉心１との距離の調整の併用も
可能）に移動させることにより、炉の反応度を調整する
ようになっている。

前記炉心１の上下端部には、第１図に示すように、上部
反射体領域３および下部反射体領域４かそれぞれ形成さ
れており、また炉心１の外周部には、内周側から、炉心
バレル５、Ｎａダウンカマ６および炉容器（安全容器）
７がそれぞれ設けられ、炉容器７の外周側には、空隙８
を介して反射体領域９か形成されている。そして、前記
反射体２は、この反射体領域９を昇降するようになって
いる。

この小型原子炉は、熱出力１２５ＭＷ＋ｈとし、１０年
間の反応度寿命を１指したもので、炉心１の高さＨが約
３　ｍ　ｓ炉心１の等価直径りが約９２■、反射体２の
有効長さしが約１．７ｍに設定されている。

また、寿命初期は、反射体２の上端か下部反射体領域４
にあり、いわゆる“裸の炉心″状態となっており、燃焼
前の最も燃料が多く含まれる場合でも、低温停止時には
未臨界であることを満足させるよう、炉心１の高さＨ５
燃料体積比、燃料体の配置・種類が決められている。例
えば、炉心１は、径方向サイズに比べ軸方向サイズか長
いので、“裸の炉心”の未臨界度は、実質的に径方向の
サイジング燃料富化度を決める１つの要因となる。

第２図は、炉心１の水平断面図であり、この炉心１は、
炉心バレル５内に、通常集合体１０および特殊形状集合
体１１を配して構成され、液体金属を冷却材１２として
用いるようになっている。

そしてこの炉心１は、径方向の集合体出力分布を平坦化
し、径方向への中性子漏れを増大させて反射体２の制御
能力を増大させ、かつ炉心部全体の漏洩増大（反射性の
ない部分からの漏れ）のため、径方向に富化度分布かつ
けられている。すなわち、中心が低富化度、その外周か
中音化度、最外周か高富化度となっている。

また、前・記各集合体１０．１１は、第３Ａ図および第
３Ｂ図に示すように、燃料ビン１３とタイロッド１４と
から構成され、かつ反射体２の制御能力の増大およびボ
イド係数低減を図るため、いずれの集合体１０．１１も
ダクトレス集合体となっている。

次に、炉心部ボイド係数の“非圧（零）化のために、炉
心設計の基本仕様設定上重要かつ基本的なパラメータの
選定範囲について説明し、経済的でしかも安全性向上の
範囲で成立させる範囲につき説明する。

第４図は、炉心高さＨか炉心径Ｒに対し、Ｈ／Ｒ＞１が
成立する炉心において、炉心径Ｒ１反応度寿命を決める
反射体による反応度印加可能量および燃焼反応度量の関
係を示したものであり、図中、符号Ａは、炉心外の反射
体による反応度付加の曲線、符号Ｂは、炉心サイズによ
る燃焼反応度可能量の曲線、符号Ｃは、炉心／反射体間
の距離を少なくしたときの反射体印加反応度の曲線をそ
れぞれ示す。

反応度的にみると、反射体制御炉心では、反射体の引上
等による反応度補償ΔＫｒｅｆ’ｌがΔＫｒｅｆｌ＝Δ
ＫＢｕｒｎ＋ΔＫ（温度補償分）・・・（１）の関係式
が成立するように、ΔＫＢｕｒ。燃焼に伴なう反応度減
少を補償することができれば、最適化されたと言える。

ΔＫｒｅｆｌは、炉心外の反射体による印加反応度で、
これは、炉心径Ｒか小さい場合は効果として大きいが、
炉心径Ｒが大きくなると、動き方は急激に小さくなる。

燃焼反応度は、同一出力密度では、炉心径Ｒが小さくな
れば富化度が高くなり、運転サイクル長は、炉心径Ｒか
小さくなると急激に大きくなり、炉心径Ｒか大きくなる
と富化度が低くなり小さくなる。

炉出カ一定ならば、出力密度低減効果もあり、炉心径Ｒ
か大きくなるに従って、燃焼反応度は低減する。第４図
の曲線Ａ、Ｂの関係とボイド係数との観点から、前記（
１）式が成立するように最適化される。

以上のことから、炉心径Ｒの下限は、設計目標寿命、炉
心径Ｒの上限は、“裸の炉心′の臨界（未臨界要求条件
）性、反射体による反応度印加量によって主として支配
される。

反射体による反応度調整可能量の大きさには、炉心と反
射体までの距離、反射体がカバーする範囲の広さが重要
なパラメータとなるが、本実施例では、全周方向をカバ
ーしている。

炉心外周と反射体との間の構造物は、炉心からの中性子
を遮蔽するので、反射体の効果も減少することになる。

したがって、炉心および炉心周辺の構成要素、炉容器を
含めた構造材のステンレス鋼の厚さを約１０ｃｍとして
いる。

炉心性能目標（炉の精算出力の最大化）には炉容器外に
反射体を設置する場合には、炉容器への中性子照射条件
等からの要求事項、制約事項を考慮する必要かある。−
船釣には、炉精算出力の最大化と炉心径Ｒとの関係は、
第５図に示すようになる。

炉心径Ｒの拡大は、炉出力当りの炉からの中性子漏れを
減少させ、構造物への照射量の制約の範囲で、燃焼反応
度減少による反応度寿命長期化に有効となる。

以上のことから、炉心径Ｒに関した大筋が決められるか
、次に燃料基本仕様として、燃料体積化について説明す
る。これは、主として炉心ボイド係数に対する目標性能
（ボイド係数零化）と関係している。

第１図に示す炉心を運転していく場合、運転中の制御用
反射体の概略軸方向レベルと炉寿命中のボイド係数との
関係を第６図に示す。

燃焼の進んでいない初期は、反射体の炉心燃料部分の重
なりは少なく、燃焼が進むに従って、反応度の補償のた
めに、゛反射体と炉心との重なりが増加していく。

第６図に示す例（炉出力１２５ＭＷ＋ｈ　）ては、運転
開始後約８年で反射体か炉心部と完全に重なるようにな
り、８〜１２年では、反射体長さは炉心部高さの範囲に
含まれる。

このような反射体の動きと、炉心燃焼状態との関連を示
すために、第７図に中心軸の軸方向出力分布を示す。第
７図において、曲線ＢＯＣは燃焼初期の場合、曲線ＭＯ
Ｃは燃焼中期の場合、曲線ＥＯＣは燃焼末期の場合をそ
れぞれ示す。

第７図からも明らかなように、反射体位置に従って、軸
方向出力ピーク位置が軸方向に変化している様子が判る
。このピーク値は、核分裂反応を維持させる中性子束分
布のピーク位置と重なっているので、反射体が重なって
いる軸方向範囲か、実質的な炉心部分となっていること
を示している。

また、第７図の出力分布で示されているように、燃料イ
ンベントリの多い初期は、反射体のカバーしていない領
域でも、出力分担を比較的多く持っている。このことは
、径方向の中性子漏れを考えたときには、反射体との重
なりのない部分からの中性子漏れが多いことを意味し、
第６図の下段に示すボイド係数の図で示すように、運転
初期はど“負′となっている。

燃焼中期の反射体の重なりの多くなった状態では、実質
炉心部が反射体との重なり領域とほぼ一致する。この場
合には、径方向反射効果が大きいことは、実質的に径方
向への中性子漏れか減少することになる。また、軸方向
への中性子漏れも相対的に減少することが、出力分布の
曲線ＢＯＣ。

ＭＯＣの比較から理解される。

反射体が炉心の上部に配置される燃焼末期（ＥＯＣ）で
は、第６図に示すようにボイド係数かほぼ最大となる。

これは、燃焼か進んだ燃焼末期では、実質の炉心部の燃
料インベントリか減少しており、反射体による反応度回
復が特に重要となるので、反応度寿命の長期化のために
は反射体の長さが重要となる。第６図に示すボイド係数
も、燃焼末期では増加する。その理由は、核分裂生成物
（ＦＰ）か増加しているので、スペクトル効果もあり、
燃焼初期（ＢＯＣ）より増加するという本質的なもので
あるが、燃焼中期（ＭＯＣ）に比べ燃焼末期（ＥＯＣ）
は出力分布か若干急となっているにもかかわらず、ボイ
ド係数は両者はとんと一致している。燃焼末期のボイド
反応度か“非圧”となることに反射体長さとは関係かあ
る。したかって、可動反射体の長さは、反射体位置を決
めた後では、寿命ボイド係数の点で炉心の基本仕様とな
る重要なものである。

本発明が目標とするプルトニウム利用炉心で、ボイド反
応度を“非圧″とする長尺炉心における反射体の長さの
最適化については後に詳述するか、まず炉心径Ｒの決定
と関係する燃料体積化について、ボイド係数の観点から
説明する。

第８図は、炉心半径および高さを、第１図で説明した値
に設定したときの燃焼末期の炉心ボイド係数と燃料体積
比（スメア）との関係および反応度寿命を示す。第８図
において、曲線りは燃料体積比とボイド係数との関係を
示し、また曲線Ｅは、燃料体積比と反応度寿命との関係
を示す。

スメア燃料体積比は、ピン内側半径をｄ４、ビス ン本数をＮ、炉心の断面積をＳとしたとき、π・ｄ、・
Ｎ／Ｓ　　　　　　・・・・・（２）で定義される値で
ある。そして、この半径ｄ、内に実効スメア密度Ｐ、の
燃料が入る。

燃料体積比か大きいと、高い密度を有する燃料シートか
多くなるので、平均自由行程か小さくなり、径方向の漏
れが減少してボイド係数は正となるか、この例で示され
る３５％程度では、ボイド係数が“非圧”となることが
示されている。原子炉反応度寿命長期化のためには、燃
料体積比は大きい方がよいが、ボイド反応度低減のため
には、上限として約３５％のスメア燃料体積比が見積ら
れる。

本実施例におけるサーベイ解析の結果は、反射体長さお
よび燃料体積比（スメア）について炉心ボイド（Ｅ　Ｏ
Ｃ）係数の“非圧”化目標および炉心反応度寿命長期化
目標の達成範囲を第９図に示す。第９図において、曲線
Ｆは、ボイド係数零の成立範囲を示し、また曲線Ｇは、
反応度寿命１０年の曲線を示し、さらに曲線Ｈは、反応
度寿命１２年の曲線を示す。

燃料体積比が大きい場合は、寿命中のボイド係数を“非
圧”化するためには、軸方向への漏れを増大させるため
に反射体長さは短くする必要かある。一方、炉の反応度
寿命増大のためには、反射体は長くする方が有効である
という傾向があるので、この両者を成立させる範囲が限
定される。本実施例では、燃料体積比約３５％、反射体
長さ／炉心部さの比的０．６か選定される。

次に、第２図に示すように燃料富化度に径方向分布をつ
ける効果と、ボイド係数低減と、反応度寿命のサーベイ
結果を第１０図に示す。

反射体に近い側の燃料富化度を高くすることで、反射体
による反応度印加効果を増大させることになる。このと
き、燃焼初期の“裸の炉心“の未臨界度を確保する範囲
で成立することが確認されている。ボイド係数について
は、炉心の内側領域については、中性子漏れによるボイ
ド係数を負にする成分が減少するが、富化度を高くした
外側領域では、外側への中性子漏れ成分か増大し、全体
として燃焼末期のボイド係数が低減し、第１０図に示す
ように、初期富化度が径方向に一様の場合にわずかに正
のボイド係数であっても、富化度比（外側富化度ε２／
平均富化度ε１）か約１．２の場合に、ボイド係数が負
になっている。

この出力分布の平坦化は、一般にはボイド係数を正側に
シフトさせる傾向を有するか、前述のように、反応度寿
命の長期化およびボイド係数の低減が両立することは、
一般の偏平型炉心（Ｈ／Ｄ〈１）では難しい。第１０図
のように、反応度寿命増大とボイド係数低減が両立する
のは、小型炉心に特徴的なものである。

次に、炉の出力の増大または反応度寿命の増大のために
、炉心を第１図に示す例（炉心高さ３ｍ）からさらに長
大化し、６ｍとした場合の反射体長さとの関係を第１１
図に示す。第１１図において、曲線■は３ｍ炉心当りの
反応度寿命、曲線Ｊは３ｍ炉心の場合のＬ／Ｈ１曲線に
は６ｍ炉心の場合のＬ／Ｈをそれぞれ示す。

同一出力の場合、径方向サイズ、燃料仕様を同一にした
ときには、反応度寿命はほぼ倍増することが確認されて
いる。第１１図の曲線Ｉは、３ｍ当りの反応度寿命に換
算したか、炉心長を増大させてもこの割合はほぼ同一で
、プラスαの効果は顕著ではなかった。

燃焼末期に“非負゛ボイド係数達成目標については、炉
心の長大化によって成立範囲か第１１図の曲線にのよう
になり、反射体長さＬ／炉心高さＨの値で０．４から０
．６となった。そして、径方向の富化度比の調整を行な
うことにより、寿命の長期化の若干の改善とＬ／Ｈを０
．６に近付けることができた。

したがって、本方式では、Ｌ／Ｈ−０，４〜０．６とす
ることが反射体長と炉心高さの最適化範囲となる。

以上、第４図で説明したように、炉心半径が大きい方が
寿命長期化に一般に有利となる傾向があるが、例えば炉
心半径を小さくした場合には、ボイド係数の低減には有
利となる。このときの反射体長さとの関係を第１２図に
示す。第１２図からも明らかなように、径が小さい場合
には、反射体位置についての条件を同一にすると、（反
応度寿命）Ｘ（出力）値については低下する傾向にある
か、ボイド係数を負とすることは容易となる。

しかして、第１３図に示すように、ＡＴＷＳ流量低流量
低下型事象−ても、負のフィードバックのみを有し、低
流量時にも冷却材の温度上昇が小さく、炉の固有の特性
を行って安全に炉を停止させることができる。

第１４図ないし第１６図は、本発明の第２実施例を示す
もので、以下これについて説明する。

反射体を炉容器外に設置する場合は、炉心と反射体との
間に構造材を多く入れることは、反射体印加反応度を小
さくし寿命低減につながる。したかって、構造材を少な
くすることを狙うが、そのために炉容器のフルエンスは
高くなる。これを低減する方策としては、第１４図に示
すように、軸方向の富化度分布を設置する方法がある。

すなわち、従来は、第１４図（ａ）に示すように、燃料
の軸方向富化度分布か一様であったものを、第１４図（
ｂ）に示すように、炉心下端より炉心有効長の約１／３
の位置を中心にして、幅約５０ｃｍの天然ウラン（ブラ
ンケット）領域を設けるようにする。この領域は、ＤＩ
、ＮＵ、ＮＰを含んでいてもよい。

このようにすることにより、第１４図（Ｃ）に示すよう
に、高速中性子積分照射量の最大値か下がり、炉容器フ
ルエンスを低減することができる。

軸方向に富化度を変更する場合には、第１５図（ａ）に
示すように、反射体に近い最外周の集合体のみを、第１
４図（ｂ）に示す集合体構造とする方法と、第１５図（
ｂ）に示すように、天然ウラン領域の設置位置を、最外
周とその内側とで異　　−ならしめる方法とがある。す
なわち、第１５図（ｂ）の場合は、最外周の集合体は、
第１６図＜ａ＞に示すように、天然ウラン領域が中心レ
ベルよりも下方に設置され、それ以外の集合体は、第１
６図（ｂ）に示すように、天然ウラン領域か中心レヘル
よりも上方に設置されている。

第１７図および第１８図は、本発明の第３実施例を示す
もので、中性子遮蔽体２１を、炉心１とともに炉心バレ
ル５内に配したり（第１７図参照）、あるいは炉心バレ
ル５外に配したり（第１８図参照）して炉容器内に設置
し、一方反応度調整用運転反射体は炉容器外に設置する
ようにしたものである。

前記中性子遮蔽体２１は、炉容器へのフルエンスを低減
させるために設置されるもので、第１７図（ａ）、第１
８図（ａ）に示すように、部分的な遮蔽体開口部２２を
有し、この遮蔽体開口部２２に対応する外側反射体を操
作する。この遮蔽体開口部２２の炉容器フルエンスか設
計制限値に達したら、第１７図（ｂ）、第１８図（ｂ）
に示すように、遮蔽体開口部２２を変更するよう中性子
遮蔽体２１を移動操作し、次の運転を行なう。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、燃料にプルトニウ
ムを利用して長寿命化を図る場合に、寿命中のどの燃焼
状態においても、炉心部ボイド係数が正とならないよう
にし、仮に炉心の流量が低下しても、原子炉か固有の反
応度フィードバック作用により自然炉停止する能力を強
化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係る小型原子炉を示す炉
心概念図、第２図は炉心の水平断面図、第３Ａ図は通常
の燃料集合体の構成図、第３Ｂ図は特殊形状の燃料集合
体の構成図、第４図は円柱炉心における炉心半径、反射
体による印加反応度、および燃焼反応度の関係を示すグ
ラフ、第５図は原子炉積算出力と原子炉直径との関係を
示すグラフ、第６図は燃焼制御反射体の位置変動とＮａ
ボイド係数との関係を示すグラフ、第７図は燃焼初、中
、末期における軸方向出力分布を示すグラフ、第８図は
燃料体積比、ボイド反応度、および反応度寿命の関係を
示すグラフ、第９図は反射体有効長、燃料体積比、ゼロ
ボイド領域、および反応度寿命長期化の関係を示すグラ
フ、第１０図は径方向富化度とボイド係数との関係を示
すグラフ、第１１図はボイド反応度と反射体長さ／炉心
部さの比との関係を示すグラフ、第１２図は炉半径とボ
イド係数“非負”のためのＬ／Ｈとの関係を示すグラフ
、第１３図はサイクル末期における流量低下型事象の反
応度印加の様子を示すグラフ、第１４図（ａ）〜（ｃ）
はそれぞれ本発明の第２実施例を示す説明図、第１５図
（ａ）、　　（ｂ）は軸方向に富化度分布を設けた集合
体の炉心配置をそれぞれ示す説明図、第１６図（ａ）は
第１５図（ｂ）の炉心における最外周の集合体の富化度
分布の状態を示す模式図、第１６図（ｂ）は第１５図（
ｂ）の炉心における中心側の集合体の富化度分布の状態
を示す模式図、第１７図（ａ）、（ｂ）および第１８図
（ａ）、（ｂ）は本発明の第３実施例をそれぞれ示す説
明図、第１９図はＰｕ利用高速炉の炉心ボイド係数と反
応度減少量との関係を示すグラフ、第２０図はＰｕ利用
高速炉の炉心ボイド係数と内部転換比の傾向例を示すグ
ラフである。 １・・・炉心、２・・・反射体、７・・・炉容器、Ｈ・
・・炉心の高さ、Ｄ・・・炉心の等価直径、Ｌ・・・反
射体の有効長さ、Ｒ・・・炉心径。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 慕　１　回 藝２　吋 苓３Ａ　図 藝３Ｂ　図 若４　図 ６０　　　　　　　ＱＯＲ 厚千炒直径（ｃｍ） ０ｔＯＯ２ｏＯ 出力達度Ｅｌｌ／／ｃｃｌ ｔＨヱ０６〜０．４ 嘉　　　　　　　　　４吹 燃對俸積比 第　ｆＯ図 都　１／　　図 （ｄ）　　　　　　　　　　　　　（Ｊ）高速中性子 積分照軒ｔ　　　　（Ｃ） 塔　！５　　図（α） 娘１５　１溪） 茶！７図（α） 塾　１７　国（り 奈１６　　図（６） 某　１９　　図 Ｆｓ２７−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. プルトニウムを燃料の全部または一部として利用すると
   ともに、冷却材として液体金属を使用し、かつ炉心反応
   度を、炉心外に設置した反射体を駆動することにより制
   御する小型原子炉において、炉心燃料部分の高さをＨ、
   炉心の等価直径をＤ、反射体の有効長をＬとしたときに
   、炉心をＨ／Ｄ＞１を満足する縦長円柱形状に形成し、
   かつＬ／Ｈを０．４〜０．６の範囲としたことを特徴と
   する小型原子炉。