JPH0528798B2 - - Google Patents
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Classifications
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、中性子吸収棒に係り、特に、該中性
子吸収棒内に密封された中性子吸収材自体からの
トリチウムの漏出を防止したものに関し、例え
ば、加圧水型原子炉の炉心内に核燃料要素ととも
に配置される中性子吸収棒として利用できる。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a neutron absorption rod, and particularly to a neutron absorption rod that prevents leakage of tritium from the neutron absorption material itself sealed within the neutron absorption rod. For example, it can be used as a neutron absorption rod placed together with nuclear fuel elements in the core of a pressurized water reactor.
［従来の技術］
例えば、加圧水型原子炉（PWR）においては、
その運転サイクルの初期に於ける出力ピーキング
及び減速材温度係数制御のためにホウ素(B)等の可
燃性毒物からなる中性子吸収材を燃料棒と同様な
ロツドに封入した中性子吸収棒を燃料集合体アセ
ンブリに組み込んで使用している。[Prior art] For example, in a pressurized water reactor (PWR),
A fuel assembly is made of neutron absorbing rods in which a neutron absorbing material made of a burnable poison such as boron (B) is sealed in a rod similar to the fuel rod in order to control output peaking and moderator temperature coefficient at the beginning of the operation cycle. It is used by incorporating it into an assembly.
一般に、このような中性子吸収棒は、第６図に
示されるように、被覆管１内に中性子吸収材であ
るホウ素入りアルミナペレツト（Al2O3−B4C）
２を複数個重ねて装填し、密封して形成されてい
る。 Generally, such a neutron absorption rod has boron-containing alumina pellets (Al 2 O 3 -B 4 C) as a neutron absorption material in the cladding tube 1, as shown in FIG.
2 are stacked and loaded, and sealed.
ところで、この中性子吸収棒中のホウ素入りア
ルミナペレツト２は、中性子照射を受けるとその
一部が原子炉核変換を起こし、放射性同位体のト
リチウム（3H）（半減期12.26年）を生ずる。 By the way, when the boron-containing alumina pellets 2 in this neutron absorption rod are irradiated with neutrons, a part of them undergoes nuclear transmutation in a nuclear reactor, producing the radioactive isotope tritium ( 3 H) (half-life 12.26 years).
このトリチウムが外部に漏れると環境汚染等の
問題が生ずる。 If this tritium leaks outside, problems such as environmental pollution will occur.
このため、従来は以下のようにしてトリチウム
の外部への漏出を防止していた。 For this reason, conventionally, leakage of tritium to the outside has been prevented in the following manner.
即ち、第７図は第６図に於けるＡ部拡大図であ
るが、第７図に示されるように中性子吸収棒１中
のプレナム部４にウラン〓をその他のトリチウム
捕捉材５を封入し（例えば、特開昭59−99392号
公報参照）、該中性子吸収棒１内で生じたトリチ
ウムを捕捉させる等の手段がとられている。 That is, FIG. 7 is an enlarged view of part A in FIG. 6, and as shown in FIG. (For example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-99392). Measures have been taken to capture tritium generated within the neutron absorption rod 1.
［発明が解決しようとする問題点］
ところが、このような従来の借置はいずれも前
記中性子吸収材で生じたトリチウムが該中性子吸
収材から中性子吸収棒１内に一旦出た場合にこれ
を中性子吸収材と別部材であるトリチウム捕捉材
によつて捕捉するものである。[Problems to be Solved by the Invention] However, in all of these conventional borrowing methods, once the tritium generated in the neutron absorbing material comes out from the neutron absorbing material into the neutron absorbing rod 1, it is Tritium is captured by a tritium capturing material that is a separate member from the absorbing material.
このため、前記中性子吸収材と前記中性子吸収
棒１の内壁との間、あるいは、互いの中性子吸収
材間に入り込んでいるトリチウムを総て漏れなく
捕捉することは困難であり、中性子吸収棒１が破
損したような場合に、トリチウムが冷却材中に解
け出すおそれを完全に除去することは困難であつ
た。 For this reason, it is difficult to capture all the tritium that has entered between the neutron absorbing material and the inner wall of the neutron absorbing rod 1 or between each neutron absorbing material without leaking, and the neutron absorbing rod 1 It has been difficult to completely eliminate the possibility that tritium will dissolve into the coolant in the event of damage.
本発明の目的は、上記欠点を除去した中性子吸
収棒を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a neutron absorption rod that eliminates the above-mentioned drawbacks.
［問題点を解決するための手段］
本発明は、中空管内に封入される中性子吸収材
自体に固体状のトリチウム捕捉材を一体化したも
のであり、これにより、トリチウムが中性子吸収
材の外部に漏出しないようにしたものである。[Means for Solving the Problems] The present invention integrates a solid tritium trapping material into the neutron absorbing material itself sealed in a hollow tube, thereby preventing tritium from leaving the neutron absorbing material. This is to prevent leakage.
［実施例］
第１図は本発明の第１実施例に係る中性子吸収
棒の一部省略破断図である。[Example] FIG. 1 is a partially omitted cutaway view of a neutron absorption rod according to a first example of the present invention.
第１図において、被覆管１１内には中性子吸収
材としてのトリチウム捕捉材を共存させたホウ素
入りアルミナペレツト（Al2O3−B4C）１２が複
数個重ねて装填され、その一端側、即ち、図中上
端側には前記ペレツトを軸方向に押圧付勢するた
めのプレナムコイルバネ１１ａが配されていると
ともに、前記被覆管１１の両端はそれぞれ上下の
端栓１１ｂ及び１１ｃを熔接することにより密封
されている。 In FIG. 1, a plurality of boron-containing alumina pellets (Al 2 O 3 -B 4 C) 12 containing a tritium trapping material as a neutron absorbing material are stacked and loaded in a cladding tube 11, and one end thereof That is, a plenum coil spring 11a is disposed on the upper end side in the figure to press and bias the pellet in the axial direction, and upper and lower end plugs 11b and 11c are welded to both ends of the cladding tube 11, respectively. sealed by.
この場合、前記トリチウム捕捉材としては、
Ｕ、Ti、Zr、Nb、Ta、Cr、Mo、Ｗ、Fe、Co、
Ni、Rh、Pb、Pt等の単体金属またはこれらの金
属の二種以上からなる合金を単独で、あるいは、
混合したものが用いられる。 In this case, the tritium trapping material is
U, Ti, Zr, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Fe, Co,
Single metals such as Ni, Rh, Pb, and Pt, or alloys consisting of two or more of these metals, or
A mixture is used.
また、第２図は、本発明の第２実施例に係る中
性子吸収棒の一部省略破断図である。 Moreover, FIG. 2 is a partially omitted cutaway view of a neutron absorption rod according to a second embodiment of the present invention.
第２図において、被覆管２１内には中性子吸収
材としてのトリチウム捕捉材を共存させたホウケ
イ酸ガラスロツド２３が装填され、前記被覆管２
１の両端はそれぞれ上下の端栓２１ｂ及び２１ｃ
を熔接することにより密封されている。 In FIG. 2, a borosilicate glass rod 23 containing a tritium trapping material as a neutron absorbing material is loaded into the cladding tube 21.
Both ends of 1 are upper and lower end plugs 21b and 21c, respectively.
It is sealed by welding.
これらトリチウム捕捉材を前記ペレツト１２あ
るいはホウケイ酸ガラスロツド２３に共存させる
態様として以下のものがあげられる。 Examples of embodiments in which these tritium scavenging materials are made to coexist in the pellets 12 or the borosilicate glass rods 23 include the following.
即ち、第３図は中性子吸収材にトリチウム捕捉
材を一様に分散させた例を示す図であり、第３図
Ａはアルミナペレツト３２中に粉状又は粒状のト
リチウム捕捉材３５を一様に分散させたものの一
部破断斜視図、第３図Ｂはホウケイ酸ガラスロツ
ド３３中に粉状又は粒状のトリチウム吸収材３６
を一様に分散させたものの一部破断斜視図であ
る。 That is, FIG. 3 is a diagram showing an example in which tritium trapping material is uniformly dispersed in a neutron absorbing material, and FIG. FIG. 3B is a partially cutaway perspective view of the tritium absorbing material 36 in powder or granular form dispersed in the borosilicate glass rod 33.
FIG. 3 is a partially cutaway perspective view of a product in which the particles are uniformly dispersed.
また、第４図は中性子吸収材にトリチウム捕捉
材の総を含ませた例を示す図であり、第４図Ａは
アルミナペレツト４２の表面に蒸着法その他の手
段によりトリチウム捕捉材の薄層４５の形成させ
たものの一部破断斜視図、第４図Ｂはホウケイ酸
ガラスロツド４３の表面に蒸着法その他の手段に
よりトリチウム捕捉材の薄層４６を形成させたも
のの一部破断斜視図である。 Furthermore, FIG. 4 is a diagram showing an example in which the neutron absorbing material contains the entire tritium trapping material, and FIG. FIG. 4B is a partially cutaway perspective view of a thin layer 46 of tritium scavenging material formed on the surface of a borosilicate glass rod 43 by vapor deposition or other means.
更に、第５図は繊維状に形成されたトリチウム
捕捉材を中性子吸収材中に含ませた例を示す図で
あり、第５図Ａはアルミナペレツト５２の軸方向
に沿つて繊維状に形成された多数のトリチウム捕
捉材５５を埋め込んだものの一部破断斜視図、第
５図Ｂはホウケイ酸ガラスロツド５３の軸方向に
沿つて繊維状に形成された多数のトリチウム捕捉
材５６を埋め込んだものの一部破断斜視図であ
る。 Furthermore, FIG. 5 is a diagram showing an example in which a tritium trapping material formed in the form of fibers is included in the neutron absorbing material, and FIG. FIG. 5B is a partially cutaway perspective view of a borosilicate glass rod 53 in which a large number of tritium scavenging materials 55 are embedded in the borosilicate glass rod 53. FIG. FIG. 3 is a partially cutaway perspective view.
尚、図示しないが、他の態様として、例えば、
アルミナペレツトもしくはホウケイ酸ロツド内に
トリチウム捕捉材の層を同心円状にあるいは放射
状にあるいは軸方向に沿つてあるいは軸方向と直
交する方向に沿つてあるいは任意の方向に沿つて
多数形成させたり、繊維状に形成されたトリチウ
ム捕捉材を種々の方向に沿つてあるいはランダム
に埋め込んだり、表面積を大きくするために複雑
な形状の凹凸を設けたトリチウム捕捉材の塊を多
数埋め込んだり、又は、これら各態様のいずれか
２つ又は全部を組み合わせたもの等の種々の態様
があげられる。 Although not shown, other aspects include, for example,
Multiple layers of tritium scavenging material are formed in alumina pellets or borosilicate rods concentrically, radially, along the axial direction, along a direction perpendicular to the axial direction, or along any direction; Tritium trapping materials shaped like shapes can be buried along various directions or randomly, many lumps of tritium trapping materials with complicated shapes can be buried to increase the surface area, or each of these methods can be used. Various embodiments include a combination of any two or all of the above.
前記実施例にあつては以下の利点がある。 The above embodiment has the following advantages.
即ち、中性子吸収材中において、原子核変換反
応によつて生じたトリチウムは、該中性子吸収材
中に共存するトリチウム捕捉材によつて直ちに捕
捉されるから、トリチウムが前記中性子吸収材か
ら外部に出るのが未然に防止され、従つて、トリ
チウムによる汚染のおそれが未然に防止される。 That is, since tritium produced by the transmutation reaction in the neutron absorbing material is immediately captured by the tritium trapping material coexisting in the neutron absorbing material, it is difficult for tritium to escape from the neutron absorbing material. is obviated, and therefore the risk of contamination with tritium is obviated.
この場合、第３図で示されるように粉状又は粒
状のトリチウム捕捉材３５もしくは３６をそれぞ
れ前記アルミナペレツト３２もしくはホウケイ酸
ガラスロツド３３内に一様に分散させた場合に
は、トリチウムが発生すると該トリチウムは発生
と同時にする近くに存在するトリチウム捕捉材３
５もしくは３６によつて捕捉されるから、これら
ペレツト３２もしくはロツド３３中にトリチウム
が充満することがなく、従つて、中性子吸収棒１
１もしくは２１が破損した場合は勿論のこと仮に
前記プレツト１２自体が破損した場合においても
トリチウムが外部に漏れるおそれがない。 In this case, if powdered or granular tritium trapping material 35 or 36 is uniformly dispersed in the alumina pellets 32 or borosilicate glass rods 33, as shown in FIG. 3, tritium will be generated. The tritium is generated at the same time as the tritium trapping material 3 that exists nearby.
5 or 36, the pellets 32 or rods 33 are not filled with tritium, and therefore the neutron absorption rods 1
Even if the plate 1 or 21 is damaged, or even if the plate 12 itself is damaged, there is no risk of tritium leaking to the outside.
また、第４図に示されるように、前記アルミナ
ペレツト４２もしくはホウケイ酸ガラスロツド４
３の表面にそれぞれトリチウム捕捉材の薄層４５
もしくは４６を形成した場合には、これらペレツ
ト４２もしくはロツド４３の内部で生じたトリチ
ウムが外部に出ようとする段階で前記薄層４５も
しくは４６によつて捕捉され、トリチウムの外部
への漏出を完全に防止できる。 Further, as shown in FIG. 4, the alumina pellets 42 or the borosilicate glass rods 4
A thin layer 45 of tritium scavenging material on each surface of 3
Or, if a tritium 46 is formed, the tritium generated inside these pellets 42 or rods 43 is captured by the thin layer 45 or 46 at the stage when it is about to go out, and the leakage of tritium to the outside is completely prevented. can be prevented.
また、第５図に示されるように、前記ペレツト
５２もしくはロツド５３に繊維状に形成したトリ
チウム捕捉材５５もしくは５６を埋め込んだ場合
には、前記第３図で示される場合と同様な利点を
有する他に、前記繊維状のトリチウム捕捉材５５
もしくは５６が前記ペレツト５２もしくはロツド
５３の強度を増大させる働きをなし、特に中性子
吸収材として破損しやすいホウケウ酸ガラスロツ
ドを採用した場合、該ロツドの輸送時やハンドリ
ング時に破損するというおそれが軽減される。 Further, as shown in FIG. 5, when a tritium trapping material 55 or 56 formed in the form of a fiber is embedded in the pellet 52 or rod 53, the same advantages as in the case shown in FIG. 3 can be obtained. In addition, the fibrous tritium trapping material 55
Alternatively, 56 serves to increase the strength of the pellet 52 or rod 53, and in particular, if a boroboronate glass rod, which is easily damaged, is used as the neutron absorbing material, the risk of the rod being damaged during transportation or handling is reduced. .
尚、前記核態様のものを組み合わせた場合には
トリチウム漏出のおそれを更に完全に防止でき
る。 In addition, when the above-mentioned nuclear configurations are combined, the possibility of tritium leakage can be more completely prevented.
［発明の効果］
以上詳述したように、本発明は、中空管内に封
入される中性子吸収自体に固体状のトリチウム捕
捉材を一体化させたものであり、これにより、ト
リチウムを中性子吸収材自体の内部で捕捉し、外
部に漏出しないようにして、トリチウムによる汚
染のおそれを除去したものである。[Effects of the Invention] As detailed above, the present invention integrates a solid tritium trapping material into the neutron absorbing material itself sealed in a hollow tube. This eliminates the risk of tritium contamination by capturing the tritium internally and preventing it from leaking outside.
第１図は本発明の第１実施例に係る中性子吸収
棒の一部省略破断図、第２図は本発明の第２実施
例に係る中性子吸収棒一部省略破断図、第３図は
中性子吸収材にトリチウム捕捉材を一様に分散さ
せた例を示す図、第４図は中性子吸収材の表面に
トリチウム捕捉材の層を形成させた例を示す図、
第５図は繊維状に形成されたトリチウム捕捉材を
中性子吸収材中に含ませた例を示す図、第６図は
従来の中性子吸収棒一部省略縦断面図、第７図は
第６図のＡ部拡大図である。
１１，２１……被覆層、１２，３２，４２，５
２……中性子吸収材を構成するホウ素入りアルミ
ナペレツト、２３，３３，４３，５３……中性子
吸収材を構成するホウケイ酸ガラスロツド、３
５，３６……粉状又は粒状のトリチウム捕捉材、
４５，４６……トリチウム捕捉材の層、５５，５
６……繊維状に形成されたトリチウム捕捉材。
FIG. 1 is a partially omitted cutaway view of a neutron absorption rod according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partially omitted cutaway view of a neutron absorption rod according to a second embodiment of the present invention, and FIG. A diagram showing an example in which a tritium trapping material is uniformly dispersed in an absorbing material, and FIG. 4 is a diagram showing an example in which a layer of tritium trapping material is formed on the surface of a neutron absorbing material.
Fig. 5 is a diagram showing an example in which a fibrous tritium trapping material is included in a neutron absorbing material, Fig. 6 is a partially omitted longitudinal cross-sectional view of a conventional neutron absorbing rod, and Fig. 7 is a diagram showing a partially omitted longitudinal cross-sectional view of a conventional neutron absorbing rod. It is an enlarged view of part A. 11, 21...Covering layer, 12, 32, 42, 5
2... Boron-containing alumina pellets constituting the neutron absorbing material, 23, 33, 43, 53... Borosilicate glass rod constituting the neutron absorbing material, 3
5,36...Powdered or granular tritium trapping material,
45, 46... layer of tritium scavenging material, 55, 5
6... Tritium trapping material formed into fibers.
Claims (1)
子吸収棒において、前記中性子吸収材にトリチウ
ム（3H）を捕捉する固体状の物質を一体化させ
たことを特徴とする中性子吸収棒。 ２ 前記中性子吸収材は、トリチウムを捕捉する
物質が一様に分散されたものであることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の中性子吸収棒。 ３ 前記中性子吸収材は、とリチウムを捕捉する
物質で形成された層を含むものであることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の中性子吸収
棒。 ４ 前記中性子吸収材は、繊維状に形成されたト
リチウム捕捉物質を含むものであることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の中性子吸収棒。[Scope of Claims] 1. A neutron absorption rod comprising a neutron absorption material enclosed in a hollow tube, characterized in that a solid substance that captures tritium ( 3 H) is integrated into the neutron absorption material. Neutron absorption rod. 2. The neutron absorbing rod according to claim 1, wherein the neutron absorbing material has a substance that captures tritium uniformly dispersed therein. 3. The neutron absorbing rod according to claim 1, wherein the neutron absorbing material includes a layer formed of a substance that captures lithium. 4. The neutron absorbing rod according to claim 1, wherein the neutron absorbing material includes a tritium trapping material formed in the form of fibers.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP60287333A JPS62147396A (en) | 1985-12-20 | 1985-12-20 | Neutron absorbing rod |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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Families Citing this family (1)
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|---|---|---|---|---|
| SE536814C2 (en) * | 2010-03-01 | 2014-09-16 | Westinghouse Electric Sweden | Neutron Absorbing Component and Process for Preparing a Neutron Absorbing Component |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60125588A (en) * | 1983-11-16 | 1985-07-04 | ウエスチングハウス エレクトリック コ−ポレ−ション | Nuclear reactor member |
-
1985
- 1985-12-20 JP JP60287333A patent/JPS62147396A/en active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60125588A (en) * | 1983-11-16 | 1985-07-04 | ウエスチングハウス エレクトリック コ−ポレ−ション | Nuclear reactor member |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62147396A (en) | 1987-07-01 |
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