JPH06273558A - 燃料棒 - Google Patents
燃料棒Info
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- JPH06273558A JPH06273558A JP6025139A JP2513994A JPH06273558A JP H06273558 A JPH06273558 A JP H06273558A JP 6025139 A JP6025139 A JP 6025139A JP 2513994 A JP2513994 A JP 2513994A JP H06273558 A JPH06273558 A JP H06273558A
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- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
- G21C3/02—Fuel elements
- G21C3/04—Constructional details
- G21C3/16—Details of the construction within the casing
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
- G21C3/02—Fuel elements
- G21C3/28—Fuel elements with fissile or breeder material in solid form within a non-active casing
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- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C5/00—Moderator or core structure; Selection of materials for use as moderator
- G21C5/18—Moderator or core structure; Selection of materials for use as moderator characterised by the provision of more than one active zone
- G21C5/20—Moderator or core structure; Selection of materials for use as moderator characterised by the provision of more than one active zone wherein one zone contains fissile material and another zone contains breeder material
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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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 軸方向燃焼分布を改良するように核分裂性燃
料ペレットの軸方向の積重体を被覆管内に収容する燃料
棒を提供する。 【構成】 燃料ペレット１６.１〜１６.３は軸方向領域
に積重体として設けられる。中間領域は、天然ウランの
濃縮度よりも大きい第１のＵ−２３５濃縮度を有する燃
料ペレット１６．１を含む。中間領域と被覆管１２の端
部との間に配置される軸方向ブランケットは、天然ウラ
ンの濃縮度よりも大きいが上記第１の濃縮度よりも小さ
い第２のＵ−２３５濃縮度を有する燃料ペレット１６.
２、１６.３から構成される。軸方向ブランケットの核
燃料ペレットは、付加的なプレナムを付与するように環
状に形成することができる。
料ペレットの軸方向の積重体を被覆管内に収容する燃料
棒を提供する。 【構成】 燃料ペレット１６.１〜１６.３は軸方向領域
に積重体として設けられる。中間領域は、天然ウランの
濃縮度よりも大きい第１のＵ−２３５濃縮度を有する燃
料ペレット１６．１を含む。中間領域と被覆管１２の端
部との間に配置される軸方向ブランケットは、天然ウラ
ンの濃縮度よりも大きいが上記第１の濃縮度よりも小さ
い第２のＵ−２３５濃縮度を有する燃料ペレット１６.
２、１６.３から構成される。軸方向ブランケットの核
燃料ペレットは、付加的なプレナムを付与するように環
状に形成することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、原子炉で用いられる燃
料集合体用の燃料棒に関し、特に、核燃料棒のための中
程度の濃縮度の軸方向ブランケットに関するものであ
る。
料集合体用の燃料棒に関し、特に、核燃料棒のための中
程度の濃縮度の軸方向ブランケットに関するものであ
る。
【０００２】
【関連技術の説明】軽水炉の炉心は、幾つかの燃料集合
体から構成されるのが典型的であり、一方、該燃料集合
体は、円筒状燃料棒の配列から構成されている。各燃料
棒は、各端部が封止されると共に、原子量２３５を有す
るウラン同位体（Ｕ−２３５）が濃縮された酸化ウラン
のような核分裂性物質を収容している中空の管である。
燃料内におけるウランの大部分は原子量２３８を有する
同位体（Ｕ−２３８）である。核分裂性燃料は、典型的
には、燃料棒内に積み重ねられたペレットの形態にある
（以下、積重体と称する）。燃料棒は、高い核分裂率を
維持するのに充分な中性子束を炉心内に発生するように
配置されており、他方、該核分裂により熱の形態で大量
のエネルギーが放出される。燃料棒は、垂直に配置され
ると共に互いに横方向に離間しているので、液体冷却材
はポンプにより送られて各燃料棒間及び炉心を通ること
ができ、このようにして、炉心内で核分裂により発生さ
れた熱が有用な仕事のために取り出される。
体から構成されるのが典型的であり、一方、該燃料集合
体は、円筒状燃料棒の配列から構成されている。各燃料
棒は、各端部が封止されると共に、原子量２３５を有す
るウラン同位体（Ｕ−２３５）が濃縮された酸化ウラン
のような核分裂性物質を収容している中空の管である。
燃料内におけるウランの大部分は原子量２３８を有する
同位体（Ｕ−２３８）である。核分裂性燃料は、典型的
には、燃料棒内に積み重ねられたペレットの形態にある
（以下、積重体と称する）。燃料棒は、高い核分裂率を
維持するのに充分な中性子束を炉心内に発生するように
配置されており、他方、該核分裂により熱の形態で大量
のエネルギーが放出される。燃料棒は、垂直に配置され
ると共に互いに横方向に離間しているので、液体冷却材
はポンプにより送られて各燃料棒間及び炉心を通ること
ができ、このようにして、炉心内で核分裂により発生さ
れた熱が有用な仕事のために取り出される。
【０００３】ところで、Ｕ−２３５原子の核分裂により
発生する中性子は、より多くの燃料原子の核分裂を誘発
する。燃料棒の端部において放出される中性子は、端部
を囲む燃料が少ないために、燃料棒の中間部で放出され
る中性子と比較して、炉心から逃げ出る確率が大きい。
このように逃げ出た中性子は更なる核分裂を生起しな
い。従って、燃料棒の端部に近い燃料ほど中心部に近い
燃料よりも遅く燃焼することになる。初期においては、
核分裂誘発中性子の空間分布は、燃料棒の軸線に沿って
近似的に余弦波形状（cosinosoidal）である。燃焼が進
むに伴いこの分布は平坦になる。全体的に、燃料棒の長
さ方向に沿う核分裂性燃料の減損、換言すれば燃焼は不
均一であり、燃料棒の端部における燃焼は中間部もしく
は中央部よりも小さい。このことは燃料棒の端部におけ
るＵ−２３５の利用効率が低いことを意味する。炉心の
端部における燃料利用率を増加することができる燃料棒
設計によれば、経済上大きな利益が得られる。何故なら
ば、ウランを購入し濃縮するのに全燃料サイクルコスト
の相当な部分が費やされるからである。
発生する中性子は、より多くの燃料原子の核分裂を誘発
する。燃料棒の端部において放出される中性子は、端部
を囲む燃料が少ないために、燃料棒の中間部で放出され
る中性子と比較して、炉心から逃げ出る確率が大きい。
このように逃げ出た中性子は更なる核分裂を生起しな
い。従って、燃料棒の端部に近い燃料ほど中心部に近い
燃料よりも遅く燃焼することになる。初期においては、
核分裂誘発中性子の空間分布は、燃料棒の軸線に沿って
近似的に余弦波形状（cosinosoidal）である。燃焼が進
むに伴いこの分布は平坦になる。全体的に、燃料棒の長
さ方向に沿う核分裂性燃料の減損、換言すれば燃焼は不
均一であり、燃料棒の端部における燃焼は中間部もしく
は中央部よりも小さい。このことは燃料棒の端部におけ
るＵ−２３５の利用効率が低いことを意味する。炉心の
端部における燃料利用率を増加することができる燃料棒
設計によれば、経済上大きな利益が得られる。何故なら
ば、ウランを購入し濃縮するのに全燃料サイクルコスト
の相当な部分が費やされるからである。
【０００４】燃料効率を増大する試みとして用いられて
いる典型的な方法は、「軸方向ブランケット（axial bl
ankets）」を採用することにより中性子漏れを減少する
ことである。通常、軸方向ブランケットは、燃料棒の上
部及び下部において０．７１１重量％のＵ−２３５濃縮
度を有する天然ウランペレットの部分から構成されてい
る。天然ウランブランケットのＵ−２３５濃縮度は標準
の燃料ペレットのＵ−２３５濃縮度（通常、少なくとも
３．５％Ｕ−２３５）よりも相当に低いので、ブランケ
ット内におけるＵ−２３５の核分裂によって発生される
中性子数は少なく、従って、燃料サイクル開始時におい
て燃料棒端部から逃げる中性子は比較的少ない。Ｕ−２
３８原子は中性子を吸収し、変換してプルトニウムにな
る。このプルトニウムは核分裂性であり、従って、後の
燃料サイクル段階で燃料としての役割を果たし、それに
より、燃料棒のエネルギー出力が改善される。
いる典型的な方法は、「軸方向ブランケット（axial bl
ankets）」を採用することにより中性子漏れを減少する
ことである。通常、軸方向ブランケットは、燃料棒の上
部及び下部において０．７１１重量％のＵ−２３５濃縮
度を有する天然ウランペレットの部分から構成されてい
る。天然ウランブランケットのＵ−２３５濃縮度は標準
の燃料ペレットのＵ−２３５濃縮度（通常、少なくとも
３．５％Ｕ−２３５）よりも相当に低いので、ブランケ
ット内におけるＵ−２３５の核分裂によって発生される
中性子数は少なく、従って、燃料サイクル開始時におい
て燃料棒端部から逃げる中性子は比較的少ない。Ｕ−２
３８原子は中性子を吸収し、変換してプルトニウムにな
る。このプルトニウムは核分裂性であり、従って、後の
燃料サイクル段階で燃料としての役割を果たし、それに
より、燃料棒のエネルギー出力が改善される。
【０００５】しかし、天然ウランを有するブランケット
には幾つかの大きな欠点がある。その１つは、該ブラン
ケットの濃縮度が上記のように低いために、燃料サイク
ルの開始時にはエネルギー発生に殆ど関与せず、その結
果、炉心のピーキング係数が高くなる(出力を炉心内の
他の箇所で発生しなければならない)。炉心のピーキン
グ係数は、通常、サイクルの早期部分においては最も制
限的な因子であるので、ピーキング係数の増大は天然ウ
ランブランケットにとって大きな欠点となる。
には幾つかの大きな欠点がある。その１つは、該ブラン
ケットの濃縮度が上記のように低いために、燃料サイク
ルの開始時にはエネルギー発生に殆ど関与せず、その結
果、炉心のピーキング係数が高くなる(出力を炉心内の
他の箇所で発生しなければならない)。炉心のピーキン
グ係数は、通常、サイクルの早期部分においては最も制
限的な因子であるので、ピーキング係数の増大は天然ウ
ランブランケットにとって大きな欠点となる。
【０００６】第２の問題は、軸方向ブランケットを用い
ない燃料棒と同じエネルギー出力を達成するためには、
燃料棒の中央部分の濃縮度を、ブランケットにおけるＵ
−２３５の減少分を補償するように増加しなければなら
ない点にある。製造、輸送及び格納施設は一般に、Ｕ−
２３５の５重量％濃縮度かそれ以下に制限されている。
燃焼度を高くする傾向が、この限界を押し上げ始めてい
る。このような濃縮度制限では、軸方向のブランケット
燃料はブランケットを用いない燃料ほど大きなエネルギ
ーを発生することができない。
ない燃料棒と同じエネルギー出力を達成するためには、
燃料棒の中央部分の濃縮度を、ブランケットにおけるＵ
−２３５の減少分を補償するように増加しなければなら
ない点にある。製造、輸送及び格納施設は一般に、Ｕ−
２３５の５重量％濃縮度かそれ以下に制限されている。
燃焼度を高くする傾向が、この限界を押し上げ始めてい
る。このような濃縮度制限では、軸方向のブランケット
燃料はブランケットを用いない燃料ほど大きなエネルギ
ーを発生することができない。
【０００７】第３の問題点は、燃料サイクルの長さが増
加するに伴い、漏れ量が減少するという利益が低減する
ことである。これは、プルトニウムの形成に起因しブラ
ンケット内のエネルギー発生が増大するためである。こ
のことは、利益が低減するばかりではなく解決すべき問
題が残っていることを意味する。
加するに伴い、漏れ量が減少するという利益が低減する
ことである。これは、プルトニウムの形成に起因しブラ
ンケット内のエネルギー発生が増大するためである。こ
のことは、利益が低減するばかりではなく解決すべき問
題が残っていることを意味する。
【０００８】天然ブランケットを用いることに関連する
第４の問題点は、炉心からの中性子漏れは低減するが、
依然として、炉心の濃縮部分からブランケット領域への
中性子の高い損失が起こり得ることである。炉心の濃縮
部分から天然ウランブランケット内に漏れる中性子の多
くは、Ｕ−２３８原子により吸収されて核分裂性なプル
トニウム−２３９（Ｐｕ−２３９）を生成するが、この
プルトニウムの多くは天然ウランブランケット内の出力
レベルが低いために燃焼されない。プルトニウムは一般
に再処理されず、従って、天然ブランケット内に吸収さ
れた中性子の殆どは実効的に永久に失われてしまうこと
になる。
第４の問題点は、炉心からの中性子漏れは低減するが、
依然として、炉心の濃縮部分からブランケット領域への
中性子の高い損失が起こり得ることである。炉心の濃縮
部分から天然ウランブランケット内に漏れる中性子の多
くは、Ｕ−２３８原子により吸収されて核分裂性なプル
トニウム−２３９（Ｐｕ−２３９）を生成するが、この
プルトニウムの多くは天然ウランブランケット内の出力
レベルが低いために燃焼されない。プルトニウムは一般
に再処理されず、従って、天然ブランケット内に吸収さ
れた中性子の殆どは実効的に永久に失われてしまうこと
になる。
【０００９】米国特許第４,４９３,８１４号明細書に開
示されている他の形式の軸方向ブランケットにおいて
は、均等な密度の天然濃縮ウランを有する軸方向ブラン
ケットの代わりに、燃料棒の各端に３層の軸方向ブラン
ケットが用いられている。各ブランケット毎に、燃料棒
の中央部における燃料のＵ−２３５濃縮度に等しいＵ−
２３５濃縮度を有する低密度の燃料領域が、標準密度の
天然濃縮ウランの２つの領域により挟着されている。上
記米国特許明細書には、低密度の燃料領域を、単位長当
たりのウラン装入を減少するように設計された中空の環
状のペレット、低密度のペレット又は小さいペレットと
し得ることが開示されている。この方法は、確かに或る
程度の改善をもたらすが、最適なウラン燃焼度及び燃料
利用度の達成には至っていない。
示されている他の形式の軸方向ブランケットにおいて
は、均等な密度の天然濃縮ウランを有する軸方向ブラン
ケットの代わりに、燃料棒の各端に３層の軸方向ブラン
ケットが用いられている。各ブランケット毎に、燃料棒
の中央部における燃料のＵ−２３５濃縮度に等しいＵ−
２３５濃縮度を有する低密度の燃料領域が、標準密度の
天然濃縮ウランの２つの領域により挟着されている。上
記米国特許明細書には、低密度の燃料領域を、単位長当
たりのウラン装入を減少するように設計された中空の環
状のペレット、低密度のペレット又は小さいペレットと
し得ることが開示されている。この方法は、確かに或る
程度の改善をもたらすが、最適なウラン燃焼度及び燃料
利用度の達成には至っていない。
【００１０】米国特許第４,６８７,６２９号明細書に開
示されている軸方向ブランケットの別の考え方によれ
ば、均等なＵ−２３５濃縮度を有するが、漸進的な濃縮
度装荷(enrichment loading)を実現するように異なった
環径を有する環状の燃料ペレットの積重体からなる燃料
棒が開示されている。この方法は主として沸騰水形原子
炉用に設計されているものである。また、米国特許第
４,９９４,２３３号明細書に開示されている技術も本発
明に関連する技術として挙げることができる。
示されている軸方向ブランケットの別の考え方によれ
ば、均等なＵ−２３５濃縮度を有するが、漸進的な濃縮
度装荷(enrichment loading)を実現するように異なった
環径を有する環状の燃料ペレットの積重体からなる燃料
棒が開示されている。この方法は主として沸騰水形原子
炉用に設計されているものである。また、米国特許第
４,９９４,２３３号明細書に開示されている技術も本発
明に関連する技術として挙げることができる。
【００１１】
【発明の目的】本発明の目的は、改良された軸方向燃焼
分布を達成する核燃料棒を提供することにある。
分布を達成する核燃料棒を提供することにある。
【００１２】本発明の他の目的は、核分裂過程における
二次的ガス生成物のための付加的なプレナムを燃料棒内
に設けることにある。
二次的ガス生成物のための付加的なプレナムを燃料棒内
に設けることにある。
【００１３】
【発明の概要】本発明によると、原子炉燃料集合体に用
いられる燃料棒は、両端部が封止されると共に、核分裂
性燃料の積重体を収容する細長い中空の管により構成さ
れる。核分裂性燃料の積重体は、天然濃縮ウランの濃縮
度よりも大きい第１のＵ−２３５同位体濃縮度を有して
いる中間部軸方向燃料領域を有する。中間部軸方向領域
よりも管の端部の少なくとも一方に近く配置される軸方
向ブランケットは、天然ウラン濃縮度よりも大きく且つ
上記第１の濃縮度よりも小さい第２のＵ−２３５濃縮度
を有する。
いられる燃料棒は、両端部が封止されると共に、核分裂
性燃料の積重体を収容する細長い中空の管により構成さ
れる。核分裂性燃料の積重体は、天然濃縮ウランの濃縮
度よりも大きい第１のＵ−２３５同位体濃縮度を有して
いる中間部軸方向燃料領域を有する。中間部軸方向領域
よりも管の端部の少なくとも一方に近く配置される軸方
向ブランケットは、天然ウラン濃縮度よりも大きく且つ
上記第１の濃縮度よりも小さい第２のＵ−２３５濃縮度
を有する。
【００１４】
【実施例】本発明の他の目的、利点及び特徴は以下の詳
細な説明から当業者には明らにとなるであろう。
細な説明から当業者には明らにとなるであろう。
【００１５】図１及び図２を参照するに、本発明の燃料
棒は、参照数字１０で示されている。被覆管（中空の
管）１２は、両端部を端栓１４により封止されている。
このようにして封止された管内には、核分裂性燃料ペレ
ット１６の積重体が存在する。燃料ペレットは全体的に
円筒形状を有して、管内に同軸関係で積み重ねられてい
る。この燃料の積重体の長さは、本出願人の原子炉の場
合、約１１４インチ（２８９.５６ｃｍ）である。これ
等の燃料棒の直径は原子炉毎に変わり、０.３６インチ
（０.９１４４ｃｍ）〜０.４４インチ（１.１１７６ｃ
ｍ)の範囲にある。ペレットは一般に、直径のほぼ１．
２倍に等しい長さを有する。
棒は、参照数字１０で示されている。被覆管（中空の
管）１２は、両端部を端栓１４により封止されている。
このようにして封止された管内には、核分裂性燃料ペレ
ット１６の積重体が存在する。燃料ペレットは全体的に
円筒形状を有して、管内に同軸関係で積み重ねられてい
る。この燃料の積重体の長さは、本出願人の原子炉の場
合、約１１４インチ（２８９.５６ｃｍ）である。これ
等の燃料棒の直径は原子炉毎に変わり、０.３６インチ
（０.９１４４ｃｍ）〜０.４４インチ（１.１１７６ｃ
ｍ)の範囲にある。ペレットは一般に、直径のほぼ１．
２倍に等しい長さを有する。
【００１６】燃料ペレット１６.1を含む中間領域におい
ては、燃料ペレットは、天然濃縮ウランの濃縮度よりも
大きいＵ−２３５濃縮度を有する酸化ウランからなる中
実の円筒体である。典型例として、この中間領域におけ
る濃縮度は、３．４重量％Ｕ−２３５〜５．０重量％Ｕ
−２３５の間の範囲であろう。この数値は、原子炉の運
転条件に依存する。中間領域の両側には、管の両端に向
かって、燃料ペレット１６.２及び１６.３から構成され
る上部及び下部もしくは第１及び第２の軸方向ブランケ
ットが配置されている。これ等の軸方向ブランケットの
燃料ペレットも酸化ウランであるが、中間領域の酸化ウ
ランよりも小さく且つ天然濃縮ウランよりも大きい濃縮
度を有する。
ては、燃料ペレットは、天然濃縮ウランの濃縮度よりも
大きいＵ−２３５濃縮度を有する酸化ウランからなる中
実の円筒体である。典型例として、この中間領域におけ
る濃縮度は、３．４重量％Ｕ−２３５〜５．０重量％Ｕ
−２３５の間の範囲であろう。この数値は、原子炉の運
転条件に依存する。中間領域の両側には、管の両端に向
かって、燃料ペレット１６.２及び１６.３から構成され
る上部及び下部もしくは第１及び第２の軸方向ブランケ
ットが配置されている。これ等の軸方向ブランケットの
燃料ペレットも酸化ウランであるが、中間領域の酸化ウ
ランよりも小さく且つ天然濃縮ウランよりも大きい濃縮
度を有する。
【００１７】ブランケット濃縮度の関数としての燃料サ
イクルコスト利益曲線（fuel cyclecost benefit curv
e）の最小値には大きな幅がある。このことは、中間領
域に対しては、単一のブランケット濃縮度で、広範囲の
燃料濃縮度に対して満足であることを意味する。好適な
実施例においては、軸方向ブランケットは２．６重量％
のＵ−２３５濃縮度を有する。しかし、１．５重量％も
の低い濃縮度でも顕著な燃料サイクルコスト利益を達成
することができる。この顕著な燃料サイクルコスト利益
を達成する軸方向ブランケット濃縮度の上限は中間領域
の濃縮度に依存するが、典型例としては、中間領域の濃
縮度よりも約１％低い濃縮度までであろう。
イクルコスト利益曲線（fuel cyclecost benefit curv
e）の最小値には大きな幅がある。このことは、中間領
域に対しては、単一のブランケット濃縮度で、広範囲の
燃料濃縮度に対して満足であることを意味する。好適な
実施例においては、軸方向ブランケットは２．６重量％
のＵ−２３５濃縮度を有する。しかし、１．５重量％も
の低い濃縮度でも顕著な燃料サイクルコスト利益を達成
することができる。この顕著な燃料サイクルコスト利益
を達成する軸方向ブランケット濃縮度の上限は中間領域
の濃縮度に依存するが、典型例としては、中間領域の濃
縮度よりも約１％低い濃縮度までであろう。
【００１８】燃料棒設計における付加的な問題は、核分
裂プロセスの副産物であるガスに対するプレナム室を設
けることである。燃焼度が益々高くなる傾向から、燃料
棒の内部圧力を許容レベルに維持するために益々大きな
プレナム室の必要性が生じている。従って、本発明の一
実施例によれば、上部軸方向ブランケットの燃料ペレッ
ト１６．２の上方で積重体の上部にプレナム室１８が設
けられる。上部端栓と上部軸方向ブランケットの最上位
のペレットとの間には、伸縮ばね２０が配置されてお
り、燃料ペレットの積重体を所定位置に維持する。この
実施例においては、軸方向ブランケットの燃料ペレット
は、中間領域におけるもっと濃縮された燃料のように、
中実の円筒体である。
裂プロセスの副産物であるガスに対するプレナム室を設
けることである。燃焼度が益々高くなる傾向から、燃料
棒の内部圧力を許容レベルに維持するために益々大きな
プレナム室の必要性が生じている。従って、本発明の一
実施例によれば、上部軸方向ブランケットの燃料ペレッ
ト１６．２の上方で積重体の上部にプレナム室１８が設
けられる。上部端栓と上部軸方向ブランケットの最上位
のペレットとの間には、伸縮ばね２０が配置されてお
り、燃料ペレットの積重体を所定位置に維持する。この
実施例においては、軸方向ブランケットの燃料ペレット
は、中間領域におけるもっと濃縮された燃料のように、
中実の円筒体である。
【００１９】本発明の別の実施例においては、ブランケ
ットの燃料ペレット内に付加的なプレナムを設けること
ができる。即ち、図３には、各ペレットが内部に円筒状
の空間２２を有する環状体である軸方向ブランケットペ
レット１６.２、１６.３の構造形態が示してある。空間
２２は、各ブランケット内に連続した円筒状の通路もし
くはチャンネルを画成する。この中間領域における燃料
ペレットは、中実の円筒体であっても良いし、また、こ
のように付加的なプレナムを付与する形態のものとする
こともできる。この実施例においても、燃料ペレットの
積重体の上部にはプレナム１８が設けられる。
ットの燃料ペレット内に付加的なプレナムを設けること
ができる。即ち、図３には、各ペレットが内部に円筒状
の空間２２を有する環状体である軸方向ブランケットペ
レット１６.２、１６.３の構造形態が示してある。空間
２２は、各ブランケット内に連続した円筒状の通路もし
くはチャンネルを画成する。この中間領域における燃料
ペレットは、中実の円筒体であっても良いし、また、こ
のように付加的なプレナムを付与する形態のものとする
こともできる。この実施例においても、燃料ペレットの
積重体の上部にはプレナム１８が設けられる。
【００２０】各中間濃縮度ブランケットの長さは最適に
は６インチ（１５.２４ｃｍ)〜１１インチ（２７.９４
ｃｍ)の範囲内にある。この長さは、漏れを更に減少す
るために天然濃縮ウランそのものから形成されるブラン
ケットの場合よりも大きくすることができる可能性が高
い。これは、天然ウランブランケットを有する燃料棒の
場合のように、本来的に大きい精鉱及び分離に要する費
用ペナルティが無いからである。
は６インチ（１５.２４ｃｍ)〜１１インチ（２７.９４
ｃｍ)の範囲内にある。この長さは、漏れを更に減少す
るために天然濃縮ウランそのものから形成されるブラン
ケットの場合よりも大きくすることができる可能性が高
い。これは、天然ウランブランケットを有する燃料棒の
場合のように、本来的に大きい精鉱及び分離に要する費
用ペナルティが無いからである。
【００２１】以上、本発明の好適な実施例に関して説明
したが、当業者には、本発明の精神及び範囲から逸脱す
ることなく、ここに開示した事項に加え、本発明の全体
もしくはその一部分に対し変更を加えることが可能であ
ろう。
したが、当業者には、本発明の精神及び範囲から逸脱す
ることなく、ここに開示した事項に加え、本発明の全体
もしくはその一部分に対し変更を加えることが可能であ
ろう。
【図１】 本発明による核燃料棒の斜視図である。
【図２】 燃料ペレットを収容する図１の燃料棒の２ー
２線に沿った部分断面図である。
２線に沿った部分断面図である。
【図３】 図２に示した燃料ペレットの斜視図である。
１０…燃料棒、１２…被覆管（中空の管）、１４…端
栓、１６…核燃料ペレット（核分裂性燃料）、１６．１
…中間領域の核燃料ペレット、１６.２、１６.３…第
１、第２の軸方向ブランケットの核燃料ペレット。
栓、１６…核燃料ペレット（核分裂性燃料）、１６．１
…中間領域の核燃料ペレット、１６.２、１６.３…第
１、第２の軸方向ブランケットの核燃料ペレット。
Claims (2)
- 【請求項１】 封止された端部を有する細長い中空の管
と、該管内に収容された核分裂性燃料とを含む燃料棒に
おいて、前記核分裂性燃料が、 天然ウランのＵ−２３５含有率よりも大きい第１のＵ−
２３５濃縮度を有する中間領域と、 前記管の一端と前記中間領域との間に配置されて、天然
ウランのＵ−２３５含有率よりも大きいが前記第１のＵ
−２３５濃縮度よりも小さい第２のＵ−２３５濃縮度を
有する軸方向ブランケットと、 を含むことを特徴とする燃料棒。 - 【請求項２】 第１及び第２の端部で封止された細長い
中空の被覆管と、該管内に同軸関係で積み重ねて配置さ
れると共に、Ｕ−２３５同位体濃縮された核分裂性物質
からなる複数個の円筒形の燃料ペレットの積重体とを含
む燃料棒において、前記積重体が、 前記燃料ペレットが少なくとも約３．４重量％の第１の
Ｕ−２３５濃縮度を有する連続した中間領域と、 前記管の前記第１の端部と前記中間領域との間に配置さ
れた第１の軸方向ブランケットと、 前記管の前記第２の端部と前記中間領域との間に配置さ
れた第２の軸方向ブランケットとを含み、前記第１及び
第２の軸方向ブランケットの前記燃料ペレットは、前記
第１のＵ−２３５濃縮度よりも約１．５重量％〜約１重
量％小さいＵ−２３５濃縮度を有する、 ことを特徴とする燃料棒。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US2343693A | 1993-02-26 | 1993-02-26 | |
| US08/023436 | 1993-02-26 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06273558A true JPH06273558A (ja) | 1994-09-30 |
Family
ID=21815086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6025139A Pending JPH06273558A (ja) | 1993-02-26 | 1994-02-23 | 燃料棒 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0613152A1 (ja) |
| JP (1) | JPH06273558A (ja) |
| KR (1) | KR940020431A (ja) |
| TW (1) | TW241366B (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200126776A (ko) * | 2019-04-30 | 2020-11-09 | 한국수력원자력 주식회사 | 사용후 핵연료봉의 초음파 검사 방법 |
| WO2022010183A1 (ko) * | 2020-07-07 | 2022-01-13 | 한국수력원자력 주식회사 | 사용후 핵연료봉의 초음파 검사 방법 및 핵연료 집합체 |
Families Citing this family (2)
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|---|---|---|---|---|
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| US20140169516A1 (en) * | 2012-12-14 | 2014-06-19 | Global Nuclear Fuel - Americas, Llc | Fuel rods with varying axial characteristics and nuclear fuel assemblies including the same |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US4994233A (en) * | 1989-01-27 | 1991-02-19 | Westinghouse Electric Corp. | Fuel rod with axial regions of annular and standard fuel pellets |
-
1994
- 1994-02-04 TW TW083100959A patent/TW241366B/zh not_active IP Right Cessation
- 1994-02-23 JP JP6025139A patent/JPH06273558A/ja active Pending
- 1994-02-25 KR KR1019940003390A patent/KR940020431A/ko not_active Application Discontinuation
- 1994-02-25 EP EP94301369A patent/EP0613152A1/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200126776A (ko) * | 2019-04-30 | 2020-11-09 | 한국수력원자력 주식회사 | 사용후 핵연료봉의 초음파 검사 방법 |
| WO2022010183A1 (ko) * | 2020-07-07 | 2022-01-13 | 한국수력원자력 주식회사 | 사용후 핵연료봉의 초음파 검사 방법 및 핵연료 집합체 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0613152A1 (en) | 1994-08-31 |
| KR940020431A (ko) | 1994-09-16 |
| TW241366B (ja) | 1995-02-21 |
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