JPH0666977A - Fuel assembly containing plutonium and core of atomic reactor - Google Patents

Fuel assembly containing plutonium and core of atomic reactor

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JPH0666977A
JPH0666977A JP5151995A JP15199593A JPH0666977A JP H0666977 A JPH0666977 A JP H0666977A JP 5151995 A JP5151995 A JP 5151995A JP 15199593 A JP15199593 A JP 15199593A JP H0666977 A JPH0666977 A JP H0666977A
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plutonium
fuel
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uranium
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JP5151995A
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Japanese (ja)
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Marot Jean-Francois
ジャン・フランソワ・マロー
Mahe Patrice
パトリス・マエ
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Areva NP SAS
Orano Demantelement SAS
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Fragema
Framatome SA
Compagnie Generale des Matieres Nucleaires SA
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    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
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    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C3/00Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
    • G21C3/30Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
    • G21C3/32Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
    • G21C3/326Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements comprising fuel elements of different composition; comprising, in addition to the fuel elements, other pin-, rod-, or tube-shaped elements, e.g. control rods, grid support rods, fertile rods, poison rods or dummy rods
    • G21C3/328Relative disposition of the elements in the bundle lattice
    • YGENERAL 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
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Abstract

PURPOSE: To obtain a fuel assembly for natural water-cooled and moderation type reactor by taking advantage of the fact that the plutonium and uranium of fuel rod takes a form of mixed oxide. CONSTITUTION: In a fuel assembly comprising fuel rods at the nodes of a regulate lattice, these fuel rods are distributed in the form of a central group comprising fuel rods having first content t1 of plutonium, a peripheral row of fuel rods having content t2 of plutonium lower than t1, and a corner fuel rod group 1 having content t3 of plutonium lower than t2. The plutonium takes a form of mixed oxide of a plutonium having identical isotope composition for all fuel rods and a natural uranium or a depleted uranium. The contents t1, t2 and t3 are utilized similarly from the view point of allowable residence time in the reactor and selected to obtain such an average content (t) as an enriched uranium assembly is equivalent to a plutonium assembly.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、天然水冷却及び減速型
原子炉、より特定的には、この原子炉向けの燃料集合体
に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to natural water cooled and moderated nuclear reactors, and more particularly to fuel assemblies for such nuclear reactors.

【0002】[0002]

【従来の技術】照射を受けた燃料集合体の再処理は、減
損ウラン及びプルトニウム(この語はPu240の放射
能減衰に由来するアメリシウムを低含有量で含むプルト
ニウムも同様に指すものとして解釈されるべきである)
を大量に利用できるようにした。沸とう水型原子炉(U
S−A−4251321)のためであれ加圧水型原子炉
(US−A−4652416)のためであれ、原子炉の
燃料集合体の一分画を占める燃料棒の中で天然ウラン又
は減損ウランと混合させるべく(その他の燃料棒は一般
に濃縮ウランを含んでいる)、照射を受けた集合体の再
処理に由来するプルトニウムを使用することは、ずいぶ
ん以前から提案されてきた。
Reprocessing of irradiated fuel assemblies is construed to refer to depleted uranium and plutonium (this term also refers to plutonium with a low content of americium from the radioactive decay of Pu240). Should be)
Made available in large quantities. Boiling water reactor (U
S-A-4251321) or pressurized water reactors (US-A-4652416) mixed with natural or depleted uranium in the fuel rods that make up a fraction of the fuel assemblies of the reactor. To do so (other fuel rods generally contain enriched uranium), the use of plutonium from the reprocessing of irradiated assemblies has been proposed for some time.

【0003】プルトニウムの同位体とウランの同位体の
間の中性子特性の違いは、同位体235が濃縮されたウ
ランに対するU−Pu混合物の無条件の置換を不可能な
ものにしている。これらの差異のいくつかはすでに上述
の米国特許中で報告されており、これを参照することが
できる。その上、再処理に由来するプルトニウムは、照
射が行なわれた原子炉内の中性子エネルギースペクトル
により(初期濃縮によって或る程度条件づけされた)燃
料が受ける照射率に応じて、又つまりは原子炉内の滞留
時間、その後の保存時間、再処理時間及び集合体内への
再取込み時間に応じて著しく変化する同位体組成を有す
る。
The difference in neutron properties between plutonium and uranium isotopes renders unconditional substitution of U-Pu mixtures for uranium enriched with isotope 235 impossible. Some of these differences have already been reported in the above-referenced US patents and can be referred to. Moreover, the plutonium from the reprocessing depends on the neutron energy spectrum in the irradiated nuclear reactor, depending on the irradiation rate that the fuel receives (somewhat conditioned by the initial enrichment), and thus on the reactor. It has an isotopic composition that varies significantly depending on the residence time within, the subsequent storage time, the reprocessing time and the reuptake time into the aggregate.

【0004】プルトニウムを含む燃料集合体の利用が経
済的に受諾可能であるためには、混合酸化物の状態でプ
ルトニウム及び天然ウラン又は減損ウランを含む集合体
の存在が、濃縮ウランのみを利用する原子炉との関係に
おいて平衡状態のサイクル長の縮小を要求しないことが
必要である。その上、U−Pu燃料の存在が原子炉の機
能に不利な条件を与えることがあってはならない。特
に、不規則な出力分布を特にその原因として、公称出力
の減少をひき起こしてはならない。最後に、プルトニウ
ムの利用が、燃料の製造及び管理に過度の複雑さをもた
らしてはならない。
In order for the utilization of fuel assemblies containing plutonium to be economically acceptable, the presence of the assemblies containing plutonium and natural or depleted uranium in the form of mixed oxides utilizes only enriched uranium. It is necessary not to require a reduction in equilibrium cycle length in relation to the reactor. Moreover, the presence of U-Pu fuel should not adversely affect the functioning of the reactor. In particular, it should not cause a reduction in the nominal power, especially due to the irregular power distribution. Finally, the use of plutonium should not introduce undue complexity in fuel production and management.

【0005】克服すべき問題点をより良くわかるように
するため、まず第1に、現在大量に利用可能であり、濃
縮ウランが当初充てんされ原子炉の中に約2〜3年間滞
留していた燃料集合体から由来するプルトニウムの主要
な特徴についてもう一度喚起しておきたい。
[0005] In order to better understand the problems to be overcome, first of all, the uranium enriched uranium was initially filled and stayed in the reactor for about 2-3 years now in large quantities. I would like to reiterate the main characteristics of plutonium derived from fuel assemblies.

【0006】再処理に由来するプルトニウムはもはや極
くわずかな核分裂元素及びウランしか含んでいない。こ
れには、低含有量の超プルトニウム元素特にアメリシウ
ム241しか付随しない。代表的な同位体組成は(質量
%で)以下のとおりである: Pu238 2.6% Pu239 53.4% Pu240 23.9% Pu241 11.7% Pu242 7.3% Am241 1.1%
The plutonium from the reprocessing now contains very few fissile elements and uranium. This is accompanied by only a low content of superplutonium element, in particular americium 241. Typical isotopic compositions are (in% by mass): Pu238 2.6% Pu239 53.4% Pu240 23.9% Pu241 11.7% Pu242 7.3% Am241 1.1%.

【0007】プルトニウムの奇同位体は核分裂性であ
る。偶同位体は吸収性であり、従って連鎖反応の妨げと
なる。しかしPu238及びPu240は親物質であ
り、後に中性子の生産に参与しうることになる核分裂性
物質を生み出す。
The odd isotopes of plutonium are fissile. Even isotopes are absorbable and thus interfere with chain reactions. However, Pu238 and Pu240 are parent materials, producing fissile material that may later participate in the production of neutrons.

【0008】プルトニウムの核分裂性ある親物質のさま
ざまな同位体は、ウランの相応する同位体とはかなり異
なった形で中性子エネルギと共に変動する捕獲断面積を
有する。
The various isotopes of the fissile parent substance of plutonium have trapping cross sections that vary with neutron energy in a manner that is significantly different from the corresponding isotopes of uranium.

【0009】− 熱中性子吸収の有効ミクロ断面積(1
eV未満のエネルギー)はUに比べPuの場合の方が大き
い:吸収断面積は、U235に比べPu239及びPu
241についてほぼ2倍大きい;
The effective micro-area of thermal neutron absorption (1
energy below eV) is greater for Pu than for U: absorption cross sections are Pu 239 and Pu compared to U 235.
Almost twice as large for 241;

【0010】この断面積は、U238に比べPu240
について約100倍大きい。つまりPu240は中性子
の優先的吸収によって、U238の転換によるプルトニ
ウムの生産を低減させることになる。
This cross-sectional area is Pu240 compared to U238.
About 100 times larger. In other words, Pu240 reduces plutonium production due to the conversion of U238 by preferential absorption of neutrons.

【0011】− U235の核分裂有効断面積は、プル
トニウムの同位体239、240及び241が各々きわ
めて顕著な共鳴すなわち239及び241については
0.3eV、240については約1eVを呈するのに対し
て、熱領域においてエネルギーに反比例して変動する。
The effective fission cross section of U235 is such that the isotopes 239, 240 and 241 of plutonium each exhibit a very significant resonance, namely 0.3 eV for 239 and 241 and about 1 eV for 240, whereas It varies in inverse proportion to energy in the region.

【0012】− 熱領域内のプルトニウムの奇同位体の
核分裂有効断面積は、U235のものより約3倍大き
い。
The fission effective cross section of the odd isotopes of plutonium in the thermal region is about three times larger than that of U235.

【0013】従って、天然水冷却及び減速型原子炉にお
いて一般に利用されているタイプの集合体の全ての燃料
棒において混合酸化物(U、Pu)を無条件に利用する
ことは、機能サイクルの初めにおいて水流の存在によっ
て熱化が増大する周囲での出力ピークを誘発させること
になり、又、公称出力を減少させざるを得なくする。
Therefore, the unconditional utilization of mixed oxides (U, Pu) in all fuel rods of an assembly of the type commonly used in natural water cooling and moderators is the beginning of a functional cycle. At, the presence of water flow will induce a power peak in the environment where the thermalization will increase and will also reduce the nominal power.

【0014】周囲燃料棒及び中心燃料棒がU235で同
位体により濃縮されたウランを含んでいるものもあれば
又減損ウランとプルトニウムを含んでいるものもあるよ
うな集合体を構成することによって、この問題を解決す
る試みが特に行なわれてきた(US−A−425132
1)。同様に、中性子束がほぼ熱中性子束である濃縮ウ
ランを含む燃料棒から成る周囲部分と、中の中性子がよ
り高いエネルギーをもつように含水量が減少されたプル
トニウムを含む中心部分を有する集合体を構成すること
も提案されてきた(US−A−4652,416)。
By constructing an assembly such that some of the surrounding fuel rods and the central fuel rods contain uranium enriched by isotope at U235 and some contain depleted uranium and plutonium. Attempts have been made in particular to solve this problem (US-A-425132).
1). Similarly, an assembly having a peripheral portion consisting of fuel rods containing enriched uranium whose neutron flux is approximately thermal neutron flux, and a central portion containing plutonium with a reduced water content so that the neutrons in it have higher energies. Has also been proposed (US-A-4652,416).

【0015】これらの解決法はさまざまな欠点をもつ。
これらは、同じ集合体の中に濃縮ウランを含む燃料棒と
プルトニウムを含む燃料棒を置くことになる。これらの
解決法は、原子炉の同じ炉心の中でウラン集合体とプル
トニウム集合体を同時に利用するのに適していない。と
ころで、集合体のいくつかのみが、プルトニウムの高い
放射能及び毒性によって必要とされる高い安全性条件の
中で製造されるべきである場合、燃料の製造は非常に容
易になる。
These solutions have various drawbacks.
These would place fuel rods containing enriched uranium and fuel rods containing plutonium in the same assembly. These solutions are not suitable for simultaneously utilizing uranium and plutonium assemblies in the same core of a nuclear reactor. By the way, if only some of the assemblies should be produced in the high safety conditions required by the high radioactivity and toxicity of plutonium, the production of fuel will be very easy.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】本発明は特に、天然水
により冷却され減速される原子炉の中で利用可能で、プ
ルトニウムを含み、濃縮ウランを含まず、濃縮ウランの
集合体に置換可能で、しかも原子炉内でこのような集合
体と同時に利用できるような燃料集合体を提供すること
を目的としている。
The present invention is particularly applicable to natural water cooled and moderated nuclear reactors, which contain plutonium, are free of enriched uranium and can be replaced by aggregates of enriched uranium. Moreover, it is an object of the present invention to provide a fuel assembly that can be used simultaneously with such an assembly in a nuclear reactor.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】このため、本発明は、規
則的な格子の結節点に分布された燃料棒を有する燃料集
合体において(燃料棒は、いくつかの結節点においては
例えば案内管又は控え棒を設置できるように削除でき
る)、これらの燃料棒が、 − 第1のプルトニウム含有量t1をもつ燃料棒で構成
された中心グループ − t1よりも低いプルトニウム含有量t2を有する燃
料棒の周囲列、及び − t3よりも低い含有量t3をもつ隅の燃料棒グルー
プ、の形で分布させられ、プルトニウムが、有利にも全
ての燃料棒について同じ同位体組成をもつプルトニウム
と天然ウラン又は減損ウランの混合酸化物の形をしてい
る燃料集合体を提案している。
Therefore, the present invention is directed to a fuel assembly having fuel rods distributed at the nodes of a regular grid (fuel rods at some nodes, for example, guide tubes). Or rods can be deleted so that a restraint rod can be installed), these fuel rods are: -a central group consisting of fuel rods having a first plutonium content t1-of fuel rods having a plutonium content t2 lower than t1 Plutonium is distributed in the form of a peripheral row and a group of fuel rods in the corners with a content t3 lower than t3, the plutonium being preferably plutonium and natural uranium or depleted with the same isotopic composition for all fuel rods A fuel assembly in the form of a mixed oxide of uranium is proposed.

【0018】含有量t1、t2及びt3は、原子炉での
許容可能な滞留時間の点から見て同様に利用されている
濃縮ウラン集合体とプラトニウム集合体が同等となるよ
うな平均含有量を得るような形で選択される。
The contents t1, t2 and t3 are the average contents t such that the enriched uranium aggregate and the plutonium aggregate which are similarly used in terms of the allowable residence time in the reactor are equivalent. Is selected in such a way that

【0019】正方形断面をもつ集合体の場合、隅の燃料
棒は有利なことに、4つの角の燃料棒のみならず、各角
燃料棒をとり囲む2本の縁燃料棒をも有する。
In the case of an assembly with a square cross section, the corner fuel rods advantageously have not only four corner fuel rods, but also two edge fuel rods surrounding each corner fuel rod.

【0020】この濃度分布は、原子炉内で集合体を分離
する水流の減速効果が誘発する中性子エネルギー減少に
もかかわらず、異なる燃料棒により放出される出力を平
衡化できるようにしている。
This concentration distribution allows the power delivered by the different fuel rods to be balanced, despite the neutron energy reduction induced by the moderating effect of the water stream separating the assemblies in the reactor.

【0021】いくつかの結節点が燃料棒を備えておらず
従って水の穴を構成している集合体においては、中性子
の減速の局所的余剰分を補償することが有効でありう
る。これは特に、集合体の縁部に近いところにある例え
ば周囲から3番目の列に置かれているものをいくつか含
む案内管を含む骨格を有する加圧水型原子炉のための燃
料集合体の場合にいえることである。このとき、スペク
トル変動又は制御棒を含まない場合中性子の強い熱化の
ゾーンを構成する第1列と各案内管の間で、周囲から2
番目の列の中で含有量t1の燃料棒に対し含有量t2の
燃料棒を置換することが有用でありうる。
In assemblies where some nodes do not have fuel rods and thus constitute water holes, it may be useful to compensate for the local excess of neutron moderation. This is especially the case for fuel assemblies for pressurized water nuclear reactors having a skeleton containing some guide tubes, some of which are located near the edges of the assembly, for example some in the third row from the periphery. That is true. At this time, if the spectrum fluctuation or control rod is not included, between the first row and each guide tube that constitute the zone of strong thermalization of neutrons, 2
It may be useful to replace fuel rods with content t2 for fuel rods with content t1 in the second column.

【0022】本発明は、17×17セルの正方形の格子
に従って燃料棒が分布させられている加圧水型熱中性子
原子炉のための集合体のケースに相応する。制限的な意
味の無い一例として与えられた特定の一実施態様につい
ての以下の記述を読むことによりより良く理解できるだ
ろう。
The invention corresponds to the case of an assembly for a pressurized water thermal neutron reactor in which the fuel rods are distributed according to a square grid of 17 × 17 cells. It will be better understood by reading the following description of a particular embodiment given by way of non-limiting example.

【0023】記述は、添付図面を参考にしている。The description refers to the accompanying drawings.

【0024】[0024]

【実施例】1つの集合体のさまざまな燃料棒の間の含有
量分布を決定する前に、原子炉の炉心内で同様に利用さ
れている濃縮ウラン集合体との相容性を確保するため集
合体に与えるべきプルトニウムの平均含有量を選択し
ておくことが適切である。
EXAMPLE To ensure compatibility with enriched uranium assemblies that are also utilized in the core of the reactor before determining the content distribution between the various fuel rods of an assembly. It is appropriate to select the average content t of plutonium to be given to the aggregate.

【0025】以下では、パーセント単位で表わした混合
酸化物内の合計質量(Pu+Am)と重同位体合計質量
(U+Pu+Am)の比率を、燃料棒のプルトニウム含
有量と呼称する。同様に、完全集合体の場合規則的格
子の結節点に分布した燃料棒を含む質量比も、で表わ
す。
In the following, the ratio of the total mass (Pu + Am) in the mixed oxide and the total heavy isotope mass (U + Pu + Am) expressed in percent will be referred to as the plutonium content t of the fuel rod. Similarly, for a complete assembly, the mass ratio including the fuel rods distributed at the nodes of the regular lattice is also represented by t .

【0026】実験データにより、プルトニウムの同位体
組成及びプルトニウムに結びつけられた天然又は減損ウ
ランのU235残留含有量により左右される等価率を考
慮に入れて、濃縮ウランのみを燃料棒が含んでいる集合
体のウラン235含有量に相応する含有量を決定す
ることのできる1つの関係を打ち立てることができた。
Experimental data show that the fuel rods contain only enriched uranium, taking into account the equivalence rate which depends on the isotopic composition of plutonium and the residual U235 content of plutonium-bound natural or depleted uranium. I was able to Uchitateru one relationship capable of determining the content t corresponding to uranium 235 content t of the body.

【0027】集合体の4分の1が毎年交換され5個中1
個の集合体がプルトニウムで濃縮されているような加圧
水型原子炉の炉心という極めて代表的なケースを考慮し
てみよう。
One-quarter of the aggregate is exchanged every year and one in five
Consider the very typical case of a pressurized water reactor core where individual assemblies are enriched with plutonium.

【0028】− UO2 集合体が3.80%の濃縮率
を有し − 抜き出しの際の集合体の平均原子炉燃焼率がトンあ
たり45,000MWj であり、 − プルトニウムが、再装てんから照射終りまで5年を
おいて、このような濃縮ウラン燃料の再処理に由来する
ものである場合、 − プルトニウム平均含有量は、U235が0.225
%で減損ウランとの混合酸化物状態にある場合t=7.
70%であるはずであるということが確認された。
-The concentration rate T of UO 2 aggregates is 3.80%.
The average reactor burning rate of the assembly at the time of extraction is 45,000 MWj per ton, and-the plutonium is reprocessed for such enriched uranium fuel after 5 years from recharging to the end of irradiation. The average plutonium content is 0.225 for U235.
% In the mixed oxide state with depleted uranium t = 7.
It was confirmed that it should be 70%.

【0029】前述のとおり、全ての燃料棒が同じプルト
ニウムの質量含有量をもつ集合体の場合において出力
分布は非常に不規則なものとなる。図1は、一例とし
て、集合体が、例えば参考となる文書EP−A−018
7578又は相応する特許FR8418645の中に記
されているものでありうる従来の構成及び17×17の
セルを有する場合における、隣接するUO2 集合体の出
力分布に比較した、全ての燃料棒が7.70%という同
じプルトニウム原子含有量をもつ集合体が示すはずの
計算上の出力分布を示している。特定の出力が、2つの
集合体を隔離する水流10近くで周囲から1つ目の集合
体クラウンの中に強いピークを呈することがわかる。
As mentioned above, in the case where all the fuel rods are the assemblies having the same mass content t of plutonium, the power distribution becomes very irregular. In FIG. 1, as an example, the document is a reference document EP-A-018.
All fuel rods compared to the power distribution of adjacent UO 2 assemblies with a conventional configuration and 17 × 17 cells, which may be that described in 7578 or in the corresponding patent FR 8418645. It shows the calculated power distribution that would be exhibited by an aggregate with the same plutonium atom content t of .70%. It can be seen that a particular output exhibits a strong peak in the first aggregate crown from the ambient near the water stream 10 separating the two aggregates.

【0030】毎年3分の1の炉心を交換する原子炉向け
の、酸化ウランを比較的低い濃縮率で含む集合体に結び
つけられた、プルトニウム濃縮の比較的少ない燃料棒を
含む集合体の場合に、類似の出力ピークが再び発見でき
る。
In the case of an assembly containing fuel rods with a relatively low plutonium enrichment associated with an assembly containing a relatively low enrichment of uranium oxide for a nuclear reactor which replaces one third of the core each year. , A similar output peak can be found again.

【0031】クラウン間の特定の出力偏差を減衰させる
ために、燃料棒は、集合体内の平均含有量がt=7.7
0%に近くなるように各グループ内の燃料棒の数に応じ
て選ばれた異なるプルトニウム含有量をもつ3つのグル
ープに分布させられる。
In order to damp certain power deviations between the crowns, the fuel rods have an average content in the assembly of t = 7.7.
It is distributed in three groups with different plutonium contents chosen depending on the number of fuel rods in each group to be close to 0%.

【0032】以下のグループを利用することにより満足
のいく結果が得られる: − 例えば1.13tといった第1のプルトニウム含有
量t1を有する燃料棒から成る中心グループ、 − 例えば0.73t、いずれにせよ平均含有量より
は小さい含有量t2をもつ燃料棒の周囲列、及び − 2つの水流に共通のゾーン内の強い熱化を考慮に入
れるため例えば0.51tに等しいt2より小さい含有
量t3をもつ隅の燃料棒グループ。
Satisfactory results are obtained by using the following groups: -a central group of fuel rods with a first plutonium content t1 of, for example 1.13t, -0.73t, for example. A peripheral row of fuel rods with a content t2 smaller than the average content t , and-a content t3 smaller than t2, e.g. equal to 0.51t, to take into account strong thermalization in the zone common to the two water streams. Fuel rod group in the corner.

【0033】2つの水流のこの交差の影響は4つの隅の
燃料棒を超えて感じられることから、含有量t1をもつ
燃料棒の場所が線影ハッチングされ、含有量t2の燃料
棒の場所に網目スクリーンがかけられ、含有量t3の燃
料棒の場所が白のまま残されている図1に表わされてい
るとおり、各々の隅に3本の燃料棒を具備することが往
々にして有利であろう。中心の場所は計装管が占有して
いる。
Since the effect of this intersection of the two water streams is felt over the four corner fuel rods, the location of the fuel rods with content t1 is line shaded to the location of the fuel rods with content t2. It is often advantageous to have three fuel rods in each corner, as shown in Figure 1, where a mesh screen is applied and the locations of the fuel rods with a content t3 are left white. Will. The central location is occupied by instrumentation tubes.

【0034】図1に示されている燃料集合体は、制御棒
又はやや熱外中性子炉にされうる原子炉の場合にはエネ
ルギースペクトルの変動燃料棒によって占有されない場
合水の穴を構成するような24本の案内管を含んでい
る。周囲と縁部に最も近い案内管12との間に含まれる
場所で水流と水穴の組合さった効果によって誘発される
中性子の熱化の増大を考慮に入れるため、含有量t1の
燃料棒を、14といったこれらの場所で含有量t2の燃
料棒によって置き換えることができる。同様に、含有量
t3の制御棒の場所にすぐ隣接した場所16に含有量t
2の制御棒を置くことも可能である。
The fuel assembly shown in FIG. 1 is such that in the case of a control rod or a reactor which may be a somewhat epithermal neutron reactor, energy spectrum fluctuations constitute a water hole when not occupied by a fuel rod. Includes 24 guide tubes. To take into account the increased thermalization of neutrons induced by the combined effect of water flow and water holes where they are contained between the circumference and the guide tube 12 closest to the edge, a fuel rod with a content t1 is It can be replaced by fuel rods with a content t2 at these places, such as 14. Similarly, at the location 16 immediately adjacent to the location of the control rod with the content t3, the content t
It is also possible to put two control rods.

【0035】かくして、クラウン1つあたりの特定の出
力分布が図3に示されているものである集合体が得られ
る(数字1は、燃料棒の外部クラウンを示す)。
Thus, an assembly is obtained whose specific power distribution per crown is that shown in FIG. 3 (numeral 1 indicates the outer crown of the fuel rod).

【0036】出力偏差は図2のケースにおいてはるかに
低減されており、受諾可能であることがわかる。
It can be seen that the output deviation is much lower in the case of FIG. 2 and is acceptable.

【0037】本発明に従った集合体は、原子炉の中に規
則的に分布させることができ、これらの集合体の間の場
所は濃縮ウラン集合体によって占められている。特に、
当初プルトニウムを測定可能なほどの量含んでいない、
濃縮ウラン集合体を80%、そして上述の含有量をもつ
集合体を20%用いて、炉心を構成することが可能であ
る。同様に30%と70%の集合体の炉心も考慮した。
The assemblies according to the invention can be regularly distributed in the nuclear reactor, the places between these assemblies being occupied by enriched uranium assemblies. In particular,
Initially does not contain measurable amount of plutonium,
It is possible to construct a core with 80% enriched uranium aggregate and 20% with the above content. Similarly, 30% and 70% aggregate cores were also considered.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】複数の含有量でプルトニウムを含む集合体にお
ける燃料棒の3つのグループへの分布を示すための平面
図である。
FIG. 1 is a plan view showing distribution of fuel rods into three groups in an assembly containing plutonium in a plurality of contents.

【図2】全ての燃料棒が同じプルトニウム含有量を有す
る集合体及び隣接する濃縮ウラン集合体における燃料棒
クラウン毎の出力分布を示すグラフ。
FIG. 2 is a graph showing the power distribution per fuel rod crown in an assembly where all fuel rods have the same plutonium content and in adjacent enriched uranium assemblies.

【図3】図1に示されているタイプの集合体における、
燃料棒クラウン間で得られる出力分布を示す図2と類似
したグラフ。
FIG. 3 in an aggregate of the type shown in FIG.
3 is a graph similar to FIG. 2 showing the power distribution obtained between the fuel rod crowns.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10−水流 12−案内管 14、16−置換場所 10-water flow 12-guide pipe 14, 16-replacement place

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 593128116 カンパニ・ジェネラル・デ・マチエール・ ニュクリエール COMPAGNIE GENERALE DES MATIERES NUCLEA IRES フランス国、78140 ヴェリジ・ヴィラク ブレ、リュ・ポール・ドーチエ 2 (72)発明者 ジャン・フランソワ・マロー フランス国、01710、ネロン、アンパー ス・コルナ 3 (72)発明者 パトリス・マエ フランス国、69003、リヨン、リュ・ポー ル・ベル 79 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (71) Applicant 593128116 Campani General de Matiere Nucriere COMPAGNIE GENERAL DES MATIERES NUCLEA IRES France, 78140 Verisi-Villag-Bure, Rue Paul Dautier 2 (72) Inventor Jean・ Francois Mallow France, 01710, Néron, Ampers Koruna 3 (72) Inventor Patrice Mae France, 69003, Lyon, Ryu Paul Bell 79

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 規則的格子の結節点に分布した酸化物状
態で天然ウラン又は減損ウラン及びプルトニウムを含む
燃料棒の束を含む、天然水冷却及び減速型原子炉のため
の燃料集合体において、これらの燃料棒が:第1のプラ
トニウム含有量t1をもつ燃料棒から成る中心グループ
と、 t1よりも低いプルトニウム含有量t2をもつ燃料棒の
周囲列と、 t2よりも低い含有量t3をもつ隅の燃料棒グループ
と、の形に分布されており、プラトニウム及びウランが
混合酸化物の形をしていることを特徴とする、燃料集合
体。
1. A fuel assembly for a natural water cooling and moderating nuclear reactor comprising a bundle of fuel rods comprising natural uranium or depleted uranium and plutonium in the oxide state distributed at regular lattice nodes. These fuel rods are: a central group of fuel rods having a first plutonium content t1, a perimeter row of fuel rods having a plutonium content t2 lower than t1, and a corner having a content t3 lower than t2. Of fuel rod groups, and the fuel assembly is characterized in that the plutonium and uranium are in the form of mixed oxides.
【請求項2】 周囲から3番目の列の中に置かれたもの
をいくつか含む複数の案内管を含んだ骨格を有し、含有
量t2をもつ燃料棒が第1の列と各案内管の間で周囲か
ら2番目の列の中の含有量t1の燃料棒に置換されてい
ることを特徴とする、請求項1に記載の集合体。
2. A fuel rod having a content of t2 having a skeleton containing a plurality of guide tubes, some of which are located in a third row from the periphery, the fuel rod having a content t2 being in the first row and each guide tube. The assembly according to claim 1, wherein the fuel rod is replaced with a fuel rod having a content t1 in the second row from the surroundings.
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