JPH065311B2 - 原子炉燃料要素用燃料棒 - Google Patents

原子炉燃料要素用燃料棒

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JPH065311B2
JPH065311B2 JP61181811A JP18181186A JPH065311B2 JP H065311 B2 JPH065311 B2 JP H065311B2 JP 61181811 A JP61181811 A JP 61181811A JP 18181186 A JP18181186 A JP 18181186A JP H065311 B2 JPH065311 B2 JP H065311B2
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ハインツ、シユテーレ
エカルト、シユタインベルク
ハンス、ワイデインガー
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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
    • G21C3/06—Casings; Jackets
    • G21C3/07—Casings; Jackets characterised by their material, e.g. alloys
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は原子炉燃料要素用燃料棒に関する。
〔従来の技術〕
合金成分が錫１．２〜１．７重量％、鉄０．０７〜０．
２重量％、クロム０．０５〜０．１５重量％、ニツケル
０．０３〜０．０８重量％、酸素０．０７〜０．１５重
量％でありかつ鉄、クロム及びニツケル合金成分の合計
重量％が０．１８〜０．３８重量％であるか、又は合金
成分が錫１．２〜１．７重量％、鉄０．１８〜０．２４
重量％、クロム０．０７〜０．１３重量％、酸素０．１
０〜０．１６重量％でありかつ鉄及びクロム合金成分の
合計重量％が０．２８〜０．３７重量％であるジルコニ
ウム合金からなる被覆管内に存在する核燃料を有する原
子炉燃料要素用燃料棒はすでに使用されており、この場
合燃料棒は原子炉燃料要素の骨組内に組込まれ、最終的
にこの原子炉燃料要素は例えば軽水で冷却される原子炉
内に挿入される。この原子炉内で被覆管のジルコニウム
合金は熱中性子に対して比較的小さな捕獲断面積を有す
る。
燃料棒の被覆管の外面では原子炉の運転中に腐食が生
じ、これは原子炉内での原子炉燃料要素の使用可能性を
時間的に制限する。通常の耐用年数は三年から四年であ
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明はこの種の原子炉燃料要素の使用可能性を改良
し、原子炉内でのその耐用年数を延長することを目的と
している。
〔問題点を解決するための手段〕
この目的を達成するために本発明によれば、冒頭に述べ
た形式の燃料棒において、被覆管が外面に別のジルコニ
ウム合金からなる表面層を有し、この表面層が被覆管の
全壁厚の５〜２０％の範囲の層厚を有し、また合金成分
として鉄０〜１重量％と、バナジウム０．１〜１重量
％、白金０．１〜１重量％及び銅１〜３重量％の群から
選択される少なくとも１種の合金成分とを有するように
する。
〔作用効果〕
本発明は、燃料棒被覆管の外面表面層を形成するジルコ
ニウム合金が、被覆管の残りの部分を形成しているジル
コニウム合金よりも一層耐食性であることが有利である
という認識に基づく。更に熱中性子に対するバナジウ
ム、白金及び銅の捕獲断面積はかなり大きいが、上記３
種の合金成分は被覆管の比較的薄い表面層内に存在する
にすぎないことから、被覆管による原子炉内での熱中性
子の吸収損失は比較的僅かである。
合金成分として鉄０．５重量％及びバナジウム０．２５
重量％を有するジルコニウム合金からなる試料の水蒸気
中における腐食速度は同じ条件下で商品名ジルカロイ
（Zircaloy）４のジルコニウム合金（これはジルコニウ
ムの他に合金成分として錫１．２〜１．７重量％、鉄
０．１８〜０．２４重量％、クロム０．０７〜０．１３
重量％及び酸素０．１〜0.16重量％を含みかつそのうち
の合金成分鉄及びクロムの重量％の合計は０．２８〜
０．３７重量％の範囲にある）からなる試料の腐食速度
の十分の一にすぎない。本発明による燃料棒を有する原
子炉燃料要素の原子炉内での耐用年数は、被覆管の外面
が例えばジルカロイ４からなる燃料棒を有する原子炉燃
料要素よりも少なくとも１年は長い。
〔実施例〕
本発明による燃料棒用被覆管を製造するには、例えばジ
ルカロイ４からなる内管とこの内管に固着しかつ鉄０．
５重量％及びバナジウム０．２５重量％を有するジルコ
ニウム−バナジウム−鉄合金からなる外管とを有する管
素材から出発するのが有利である。この場合管素材を５
００℃〜７００℃の範囲の温度に加熱し、次いで押し出
し成形する。その際両方のジルコニウム合金の間に金属
結合が生ずる。
引続きこの管状のプレス加工品をピルガーミルで鍛造す
ることによつて最終的に燃料棒用の完成被覆管が得ら
れ、これは例えば直径１０．７mm及び壁厚０．７２mmを
有していてよい。バナジウム含有のジルコニウム合金か
らなる表面層は被覆管の外側をすべて被いまた例えば
０．１mmの厚さであつてよい。ピルガーミルは例えば米
国特許第４２３３８３４号明細書に記載されている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−59744（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−5629（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】合金成分が錫１．２〜１．７重量％、鉄
    ０．０７〜０．２重量％、クロム０．０５〜０．１５重
    量％、ニツケル０．０３〜０．０８重量％、酸素０．０
    ７〜０．１５重量％でありかつ鉄、クロム及びニツケル
    合金成分の合計重量％が０．１８〜０．３８重量％であ
    るか、又は合金成分が錫１．２〜１．７重量％、鉄０．
    １８〜０．２４重量％、クロム０．０７〜０．１３重量
    ％、酸素０．１０〜０．１６重量％でありかつ鉄及びク
    ロム合金成分の合計重量％が０．２８〜０．３７重量％
    であるジルコニウム合金からなる被覆管内に存在する核
    燃料を有する原子炉燃料要素用燃料棒において、被覆管
    が外面に別のジルコニウム合金からなる表面層を有し、
    この表面層が被覆管の全壁厚の５〜２０％の範囲の層厚
    を有し、また合金成分として鉄０〜１重量％と、バナジ
    ウム０．１〜１重量％、白金０．１〜１重量％及び銅１
    〜３重量％の群から選択される少なくとも１種の合金成
    分とを有していることを特徴とする原子炉燃料要素用燃
    料棒。
JP61181811A 1985-08-08 1986-08-01 原子炉燃料要素用燃料棒 Expired - Lifetime JPH065311B2 (ja)

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JPS6235287A JPS6235287A (ja) 1987-02-16
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