JPH0990080A

JPH0990080A - 原子炉用制御棒

Info

Publication number: JPH0990080A
Application number: JP7249665A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Miyashita; 茂宮下; Kiyoshi Ueda; 精植田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1995-09-27
Filing date: 1995-09-27
Publication date: 1997-04-04

Abstract

(57)【要約】【課題】原子炉運転中は自動的に反応度価値を低減し、
かつ停止時には反応度価値を自動的に増大させること。【解決手段】中性子吸収体の少なくとも一部はハフニウ
ムを含む（ｎ，γ）反応型中性子吸収材２１で構成され
た箱状ブレード１８ａとし、この箱状ブレード１８ａ
に、原子炉停止中は炉水が箱状ブレード１８ａに浸入
し、運転中は中性子吸収材２１のγ発熱によって箱状ブ
レー１８ａド内の炉水が沸騰して内部から排出される程
度の大きさに設定された通水孔２４を穿設した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は長寿命型の沸騰水型
原子炉に用いられる制御棒に係り、特に原子炉出力を調
整制御する原子炉用制御棒に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、沸騰水型原子炉用制御棒は、中
央タイロッドに細長いＵ字状シースを取り付けて形成し
たウィング内にボロンカーバイド粉末を充填した中性子
吸収棒が多数装填されている。この中性子吸収棒内で
は、ボロン−１０が（ｎ，α）反応により中性子を吸収
してヘリウム−４とリチウム−７に変化するが、両者と
も中性子をほとんど吸収しない性質を有するため、制御
棒の核的寿命が短いとされている。また、（ｎ，α）反
応により発生したヘリウムガスは、被覆管内の圧力を上
昇させるため、制御棒の機械的寿命にも制限を加えるこ
とになる。

【０００３】そのため最近では、中性子吸収材にハフニ
ウム金属板を用いた長寿命型制御棒が開発されており、
ハフニウムは複数の同位体が（ｎ，γ）反応により多段
階に亘って中性子を吸収するため核的寿命が長く、かつ
ガス圧の問題が生じないという利点がある。また、
（ｎ，γ）反応であるため、γ線によりハフニウム金属
自体が発熱するという特徴がある。

【０００４】また、ハフニウム金属は比重が重く、かつ
高価であるという問題があるため、その使用量を極力少
なくする必要がある。そこで、制御棒ブレードの構造を
ハフニウム板２枚を水ギャップを挟んで対向させたもの
が開発されている。このような構造を中性子トラップ型
と呼び、水ギャップの中性子減速効果により反応度価値
が増大するため、ハフニウム金属の使用量を減らすこと
ができるという利点を有している。この中性子トラップ
型制御棒は特開昭５７−８０５９２号公報に開示されて
いる。

【０００５】沸騰水型原子炉では、制御棒が原子炉下部
から挿入されるため、制御棒上部の中性子照射量が多
く、核的寿命も上部が短くなる。そのため、ハフニウム
制御棒では、上部の方がハフニウム金属の厚みを増すな
どの工夫がなされている。

【０００６】また、沸騰水型原子炉では、コントロール
セルと呼ばれる特定のセルの制御棒を出力制御用として
使用する一方、他のセルの制御棒は運転中に全引き抜き
状態で使用し、原子炉停止時のみ挿入するという運転方
法が一般的である。そのため、中性子照射量の多いコン
トロールセルには長寿命型のハフニウム制御棒を用い、
他のセルには従来型のボロンカーバイド制御棒を用いて
いる。

【０００７】原子炉運転中に制御棒が挿入されているコ
ントロールセルでは、出力が抑えられているため、ウラ
ンの燃焼度が低い上、制御棒によって減速材が排除され
ているため、プルトニウムの蓄積が多くなっている。そ
のため、挿入されていた制御棒が引き抜かれた場合、こ
の引き抜かれた部分の燃料の出力が大幅に大きくなる現
象が発生する。これをブレードヒストリ効果と呼び、燃
料の健全性上好ましくないとされている。上記ブレード
ヒストリ効果を緩和するために、コントロールセルには
燃焼が進んで反応度が低くなった燃料集合体または濃縮
度の低い集合体を設置しているが、そのために炉心設計
の自由度は減少することになる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、コントロー
ルセルのブレードヒストリ効果を緩和するためには、前
述のように反応度価値の低い制御棒を用いればよいが、
その場合炉停止余裕が減少し臨界安全上不利になる場合
がある。また、コントロールセル用制御棒は、運転中に
３分の２以上挿入された状態で使用されるか、または全
引き抜き状態で使用される場合がほとんどである。

【０００９】そして、先端部の反応度価値を高めると、
スクラム時に原子炉への負の反応度を即座に加えること
ができ、非常時の原子炉停止を直ちに行うことができる
ため、安全性を向上させることができる本発明は上述し
た事情を考慮してなされたもので、第１の目的とすると
ころは原子炉運転中は自動的に反応度価値を低減し、か
つ停止時には反応度価値を自動的に増大させることによ
り、臨界安全上不利になることはなく、ブレードヒスト
リ効果を緩和した原子炉用制御棒を提供することにあ
る。

【００１０】また、本発明の第２の目的とするところ
は、先端部の限られた範囲を大反応度とすることによ
り、スクラム特性を向上させた原子炉用制御棒を提供す
ることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明の請求項１は、先端構造体と末端構造体
との間に長寿命型中性子吸収体を挿入してウィングを形
成した原子炉用制御棒において、上記中性子吸収体の少
なくとも一部はハフニウムを含む（ｎ，γ）反応型中性
子吸収材で構成された箱状ブレードとし、この上記箱状
ブレードに、原子炉停止中は炉水が上記箱状ブレードに
浸入し、運転中は中性子吸収材のγ発熱によって上記箱
状ブレード内の炉水が沸騰して内部から排出される程度
の大きさに設定された通水孔を穿設したことを特徴とす
る。

【００１２】請求項２は、先端構造体と末端構造体との
間に長寿命型中性子吸収体を挿入してウィングを形成し
た原子炉用制御棒において、上記中性子吸収体はハフニ
ウムを含む（ｎ，γ）反応型中性子吸収材で構成された
板状ブレードとし、この板状ブレードの幅方向に、原子
炉停止中は炉水が上記板状ブレードに浸入し、運転中は
中性子吸収材のγ発熱によって上記板状ブレード内の炉
水が沸騰して内部から排出される程度の大きさに設定さ
れた横孔を穿設したことを特徴とする。

【００１３】請求項３は、請求項２記載の横孔が制御棒
の挿入・引き抜き方向に対して傾斜して設けられたこと
を特徴とする。

【００１４】請求項４は、先端構造体と末端構造体との
間に長寿命型中性子吸収体を挿入してウィングを形成し
た原子炉用制御棒において、上記中性子吸収体はハフニ
ウムを含む（ｎ，γ）反応型中性子吸収材で構成された
板状ブレードとし、この板状ブレードに制御棒挿入方向
の下部から縦孔を穿設し、この縦孔上部に、原子炉停止
中は炉水が上記板状ブレードに浸入し、運転中は中性子
吸収材のγ発熱によって上記板状ブレード内の炉水が沸
騰して内部から排出される程度の大きさに設定された通
水孔を設けたことを特徴とする。

【００１５】請求項５は、先端構造体と末端構造体との
間に長寿命型中性子吸収体を挿入してウィングを形成し
た原子炉用制御棒において、上記中性子吸収体は、制御
棒中心軸近傍を外側部に比べて中性子吸収材の板厚を薄
く形成したことを特徴とする。

【００１６】請求項６は、先端構造体と末端構造体との
間に長寿命型中性子吸収体を挿入してウィングを形成し
た原子炉用制御棒において、上記中性子吸収体は、制御
棒中心軸近傍を外側部に比べて中性子吸収材に穿設する
孔の大きさを大きくしたことを特徴とする。

【００１７】請求項７は、請求項１乃至６のいずれかに
記載の先端構造体がハフニウムを含む（ｎ，γ）反応型
中性子吸収材で構成されたことを特徴とする。

【００１８】請求項８は、請求項１乃至６のいずれかに
記載の先端構造体がハフニウムを含む（ｎ，γ）反応型
中性子吸収材を水ギャップを挟んで対向させたことを特
徴とする。

【００１９】請求項９は、請求項１乃至６のいずれかに
記載の先端構造体に孔が穿設され、この孔からユーロピ
ウムを含む（ｎ，γ）反応型の中性子吸収物質を充填し
たことを特徴とする。

【００２０】請求項１０は、請求項１乃至６のいずれか
に記載の先端構造体と末端構造体とを中央タイロッドに
より一体的に結合し、この中央タイロッドにシースを固
設したことを特徴とする。

【００２１】請求項１１は、請求項１０記載の原子炉用
制御棒において、シースを用いずに中央タイロッドに中
性子吸収材を直接固設したことを特徴とする。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。

【００２３】図１は本発明を適用する原子炉用制御棒の
全体構成を示す斜視図である。図１に示すように、原子
炉用制御棒１０はハンドル１１を備えた先端構造体１２
と、スピードリミッタ１３と一体化させた末端構造体１
４とが横断面十字状の中央タイロッド１５で一体的に結
合されている。この中央タイロッド１５には深いＵ字状
の断面を有するシース１６が固設されてウィング１７が
形成されている。シース１６内には、ハフニウム金属を
含む（ｎ，γ）反応型中性子吸収材を材料とするブレー
ド１８が挿入されている。また、シース１６には減速材
である炉水がシース１６内に流入または流出するための
通水孔１９が多数穿設されている。

【００２４】図２は本発明に係る原子炉用制御棒の第１
実施形態における制御棒ブレードを示す斜視図である。
図２に示すように、ブレード１８ａは箱状に形成され、
ハフニウム金属を含む（ｎ，γ）反応型の中性子吸収材
２１と支持スペーサ２２とで水ギャップ２３を挟んだ中
空箱状ブレードを構成し、その上部には通水孔２４が穿
設されている。

【００２５】この通水孔２４は、原子炉停止時、水ギャ
ップ２３に自動的に炉水を注入する一方、運転時には水
ギャップ２３内において中性子吸収材２１のγ発熱によ
って炉水が沸騰した際、その蒸気をブレード１８内部に
保持しながら内圧が高まらないように外部に放出する程
度の大きさ（例えば直径３〜５ｍｍ）に設定されてい
る。

【００２６】このように本実施形態によれば、原子炉運
転中は制御棒の中性子吸収材２１が（ｎ，γ）反応の発
熱によりブレード１８ａ内の炉水を沸騰させて蒸気と
し、そのため中性子トラップ効果を失い、制御棒の反応
度価値を減少させる一方、原子炉出力が低下すると、中
性子吸収材２１のγ発熱量が低下してブレード１８ａ内
の蒸気が凝結するとともに、ブレード１８ａの上部に穿
設した通水孔２４から炉水が浸入するため、中性子トラ
ップ効果により反応度価値を増大させることが可能とな
る。その結果、臨界安全上不利になることはなく、ブレ
ードヒストリ効果を緩和することができる。

【００２７】図３は本発明に係る原子炉用制御棒の第２
実施形態における制御棒ブレードを示す斜視図である。
図３に示すように、ブレード１８ｂは板状に形成される
とともに、ハフニウム金属を含む（ｎ，γ）反応型の中
性子吸収材２１で構成され、その幅方向に横孔２５が多
数穿設されている。

【００２８】これらの横孔２５は、原子炉停止中は炉水
がブレード１８ｂ内に浸入し、運転中は中性子吸収材２
１のγ発熱によってブレード１８ｂ内の炉水を沸騰させ
て内部から排出される程度の大きさに設定されている。
すなわち、横孔２５の大きさは、原子炉運転時に横孔２
５内部の沸騰した蒸気の圧力で炉水の浸入を阻止する程
度の大きさ、例えば直径３〜５ｍｍに設定されている。

【００２９】このように本実施形態によれば、原子炉運
転中は制御棒の中性子吸収材２１が（ｎ，γ）反応の発
熱によりブレード１８ｂの横孔２５内の炉水を沸騰させ
て蒸気とし、そのため中性子トラップ効果を失い、制御
棒の反応度価値を減少させる一方、原子炉出力が低下す
ると、中性子吸収材２１のγ発熱量が低下して横孔２５
内の蒸気が凝結するとともに、炉水が浸入するため、中
性子トラップ効果により反応度価値を増大させることが
可能となる。

【００３０】また、本実施形態では、横孔２５の出口側
が上になるように制御棒の挿入・引き抜き方向に対して
傾斜させることによって、横孔２５内部の蒸気の排出や
炉水の浸入を円滑にすることができる結果、反応度の急
激な変化を防止することが可能となる。

【００３１】図４は本発明に係る原子炉用制御棒の第３
実施形態における制御棒ブレードを示す斜視図である。
図４に示すように、ブレード１８ｃは板状に形成される
とともに、ハフニウム金属を含む（ｎ，γ）反応型の中
性子吸収材２１で構成され、ブレード１８ｃに制御棒挿
入方向の下部から縦孔２６が穿設されている。

【００３２】この縦孔２６の上部には通水孔２７が穿設
され、この通水孔２７は、原子炉停止中は炉水がブレー
ド１８ｃ内に浸入し、運転中は中性子吸収材２１のγ発
熱によってブレード１８ｂ内の炉水が沸騰して内部から
排出される程度の大きさに設定されている。すなわち、
通水孔２７は、原子炉運転中に沸騰した蒸気を縦孔２６
内部に保持しながら蒸気をブレード１８上部へ排出する
機能を有するように孔の大きさが決定されている。

【００３３】また、ブレード１８ｃは、挿入方向（図４
の上方向）の一定の長さ（１５〜２００ｃｍ程度）で、
原子炉の高出力運転中は縦孔２６内の炉水が排除される
ものの、末端部（図４の上方向）ではブレードヒストリ
効果の関係上、必ずしも排除する必要はなく、原子炉停
止時に注水が容易になるように側面通水孔２８が穿設さ
れている。

【００３４】なお、ブレード１８ｃは、製造時に長い縦
孔を穿設するのは一般的に困難であるとされているた
め、ブレード１８ｃを軸方向に多数分割して縦孔を穿設
した後、積み重ねたり、あるいは溶接により固定するよ
うにしてもよい。

【００３５】このように本実施形態によれば、原子炉運
転中は制御棒の中性子吸収材２１が（ｎ，γ）反応の発
熱によりブレード１８ｃの縦孔２６内の炉水を沸騰させ
て蒸気とし、そのため中性子トラップ効果を失い、制御
棒の反応度価値を減少させる一方、原子炉出力が低下す
ると、中性子吸収材２１のγ発熱量が低下して縦孔２６
内の蒸気が凝結するとともに、炉水が浸入するため、中
性子トラップ効果により反応度価値を増大させることが
可能となる。

【００３６】図５は本発明に係る原子炉用制御棒の第４
実施形態における制御棒ブレードを示す横断面図であ
る。なお、図１と同一の部分には同一の符号を付して説
明する。以下の実施形態についても同様である。

【００３７】図５に示すように、本実施形態におけるブ
レード１８ｄの中性子吸収材２１は、少なくとも一部で
制御棒中心軸近傍の板厚が薄く形成され、外側方向に従
って段階的に厚く形成されている。

【００３８】コントロールセルの燃料集合体内の径方向
出力分布は、通常制御棒挿入側コーナーが最も低く、こ
のコーナーから離間するほど高くなる。そのため、制御
棒中心軸近傍の反応度価値を低減してもスクラム特性に
悪影響はない。

【００３９】そこで、上記のように制御棒外側部から中
心軸に向かって中性子吸収材２１の板厚を段階的に薄く
することにより、外側部に比べて中性子照射量の少ない
中心軸近傍の反応度価値を低減させることができる。こ
れにより、スクラム特性を悪化させることなく、ブレー
ドヒストリ効果を低減させることができる。

【００４０】この場合、制御棒中心軸近傍は外側部に比
べて中性子吸収材２１に穿設する孔の大きさを大きくす
ることによって、同様に中性子吸収効果を低減させるこ
とができる。

【００４１】図６は本発明に係る原子炉用制御棒の第５
実施形態における制御棒先端構造体を示す斜視図であ
る。図６に示すように、本実施形態では先端構造体１２
の制御棒挿入方向の長さ、例えば１０〜３０ｍｍをハフ
ニウム金属を用い、このハフニウム金属板を水ギャップ
２３を挟んで対向させた構造としている。

【００４２】また、ハフニウム金属板の間には、構造上
強固にするため支持スペーサ２９が介挿され、そしてハ
ンドル１１は中央タイロッド１５に固設または一体構造
として強度の保持を図っている。

【００４３】このように本実施形態によれば、先端構造
体１２をハフニウムを含む（ｎ，γ）反応型の中性子吸
収材で構成したことにより、原子炉スクラム時に負の反
応度を一段と速く付加することができる。また、先端構
造体１２はハフニウムを含む（ｎ，γ）反応型の中性子
吸収材を水ギャップ２３を挟んで対向させたことによ
り、同様に原子炉スクラム時に負の反応度を一段と速く
付加することができる。ここで、先端構造体１２に孔を
穿設し、この孔からユーロピウムを含む（ｎ，γ）反応
型の中性子吸収物質を充填しても、同様の効果が得られ
る。

【００４４】ところで、本実施形態では、図１に示すよ
うに先端構造体１２と末端構造体１４とを中央タイロッ
ド１５により一体的に結合し、この中央タイロッド１５
にシース１６を固設したので、従来型の制御棒と同様に
シースを用いることにより、既設プラントの炉心への導
入が容易になる。

【００４５】なお、本発明は上記各実施形態に限定され
ることなく、種々の変更が可能である。例えば、シース
１６を用いずに、中央タイロッド１５に中性子吸収材２
１を直接固設することにより、制御棒全体の重量を増加
させることなく、シース１６の重量分だけ中性子吸収材
２１の使用量を増加させることができるため、制御棒の
寿命を延長させることが可能となる。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
によれば、中性子吸収体の少なくとも一部はハフニウム
を含む（ｎ，γ）反応型中性子吸収材で構成された箱状
ブレードとし、この上記箱状ブレードに、原子炉停止中
は炉水が箱状ブレードに浸入し、運転中は中性子吸収材
のγ発熱によって箱状ブレード内の炉水が沸騰して内部
から排出される程度の大きさに設定された通水孔を穿設
したことにより、原子炉運転時には自動的に反応度価値
を低減し、かつ停止時には反応度価値を自動的に増大さ
せることができ、臨界安全上不利になることはなく、ブ
レードヒストリ効果を緩和することができる。

【００４７】請求項２によれば、中性子吸収体はハフニ
ウムを含む（ｎ，γ）反応型中性子吸収材で構成された
板状ブレードとし、この板状ブレードの幅方向に、原子
炉停止中は炉水が板状ブレードに浸入し、運転中は中性
子吸収材のγ発熱によって板状ブレード内の炉水が沸騰
して内部から排出される程度の大きさに設定された横孔
を穿設したことにより、請求項１と同様の効果が得られ
る。

【００４８】請求項３によれば、請求項２記載の横孔が
制御棒の挿入・引き抜き方向に対して傾斜して設けられ
たことにより、横孔内部の蒸気の排出や炉水の浸入を円
滑にすることができ、反応度の急激な変化を防止するこ
とが可能となる。

【００４９】請求項４によれば、中性子吸収体はハフニ
ウムを含む（ｎ，γ）反応型中性子吸収材で構成された
板状ブレードとし、この板状ブレードに制御棒挿入方向
の下部から縦孔を穿設し、この縦孔上部に、原子炉停止
中は炉水が板状ブレードに浸入し、運転中は中性子吸収
材のγ発熱によって板状ブレード内の炉水が沸騰して内
部から排出される程度の大きさに設定された通水孔を設
けたことにより、請求項１と同様の効果が得られる。

【００５０】請求項５によれば、中性子吸収体は、制御
棒中心軸近傍を外側部に比べて中性子吸収材の板厚を薄
く形成したことにより、外側部に比べて中性子照射量の
少ない中心軸近傍の反応度価値を低減させることができ
る。これにより、スクラム特性を悪化させることなく、
ブレードヒストリ効果を低減させることができる。

【００５１】請求項６によれば、中性子吸収体は、制御
棒中心軸近傍を外側部に比べて中性子吸収材に穿設する
孔の大きさを大きくしたことにより、外側部に比べて中
性子照射量の少ない中心軸近傍の反応度価値を低減させ
ることができ、請求項５と同様の効果が得られる。

【００５２】請求項７によれば、請求項１乃至６のいず
れかに記載の先端構造体がハフニウムを含む（ｎ，γ）
反応型中性子吸収材で構成されたことにより、原子炉ス
クラム時に負の反応度を一段と速く付加することができ
る。

【００５３】請求項８によれば、請求項１乃至６のいず
れかに記載の先端構造体がハフニウムを含む（ｎ，γ）
反応型中性子吸収材を水ギャップを挟んで対向させたこ
とにより、請求項７と同様の効果が得られる。

【００５４】請求項９によれば、請求項１乃至６のいず
れかに記載の先端構造体に孔が穿設され、この孔からユ
ーロピウムを含む（ｎ，γ）反応型の中性子吸収物質を
充填したことにより、請求項７と同様の効果が得られ
る。

【００５５】請求項１０によれば、請求項１乃至６のい
ずれかに記載の先端構造体と末端構造体とを中央タイロ
ッドにより一体的に結合し、この中央タイロッドにシー
スを固設したことにより、既設プラント炉心への導入が
容易になる。

【００５６】請求項１１によれば、請求項１０記載の原
子炉用制御棒において、シースを用いずに中央タイロッ
ドに中性子吸収材を直接固設したことにより、制御棒全
体の重量を増加させることなく、シースの重量分だけ中
性子吸収材の使用量を増加させることができるため、制
御棒の寿命を延長させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用する原子炉用制御棒の全体構成を
示す斜視図。

【図２】本発明に係る原子炉用制御棒の第１実施形態に
おける制御棒ブレードを示す斜視図。

【図３】本発明に係る原子炉用制御棒の第２実施形態に
おける制御棒ブレードを示す斜視図。

【図４】本発明に係る原子炉用制御棒の第３実施形態に
おける制御棒ブレードを示す斜視図。

【図５】本発明に係る原子炉用制御棒の第４実施形態に
おける制御棒ブレードを示す横断面図。

【図６】本発明に係る原子炉用制御棒の第５実施形態に
おける制御棒先端構造体を示す斜視図。

【符号の説明】

１０原子炉用制御棒１１ハンドル１２先端構造体１３スピードリミッタ１４末端構造体１５中央タイロッド１６シース１７ウィング１８，１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄブレード１９通水孔２１中性子吸収材２２支持スペーサ２３水ギャップ２４通水孔２５横孔２６縦孔２７通水孔２８側面通水孔２９支持スペーサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】先端構造体と末端構造体との間に長寿命
型中性子吸収体を挿入してウィングを形成した原子炉用
制御棒において、上記中性子吸収体の少なくとも一部は
ハフニウムを含む（ｎ，γ）反応型中性子吸収材で構成
された箱状ブレードとし、この上記箱状ブレードに、原
子炉停止中は炉水が上記箱状ブレードに浸入し、運転中
は中性子吸収材のγ発熱によって上記箱状ブレード内の
炉水が沸騰して内部から排出される程度の大きさに設定
された通水孔を穿設したことを特徴とする原子炉用制御
棒。
【請求項２】先端構造体と末端構造体との間に長寿命
型中性子吸収体を挿入してウィングを形成した原子炉用
制御棒において、上記中性子吸収体はハフニウムを含む
（ｎ，γ）反応型中性子吸収材で構成された板状ブレー
ドとし、この板状ブレードの幅方向に、原子炉停止中は
炉水が上記板状ブレードに浸入し、運転中は中性子吸収
材のγ発熱によって上記板状ブレード内の炉水が沸騰し
て内部から排出される程度の大きさに設定された横孔を
穿設したことを特徴とする原子炉用制御棒。
【請求項３】横孔は、制御棒の挿入・引き抜き方向に
対して傾斜して設けられたことを特徴とする請求項２記
載の原子炉用制御棒。
【請求項４】先端構造体と末端構造体との間に長寿命
型中性子吸収体を挿入してウィングを形成した原子炉用
制御棒において、上記中性子吸収体はハフニウムを含む
（ｎ，γ）反応型中性子吸収材で構成された板状ブレー
ドとし、この板状ブレードに制御棒挿入方向の下部から
縦孔を穿設し、この縦孔上部に、原子炉停止中は炉水が
上記板状ブレードに浸入し、運転中は中性子吸収材のγ
発熱によって上記板状ブレード内の炉水が沸騰して内部
から排出される程度の大きさに設定された通水孔を設け
たことを特徴とする原子炉用制御棒。
【請求項５】先端構造体と末端構造体との間に長寿命
型中性子吸収体を挿入してウィングを形成した原子炉用
制御棒において、上記中性子吸収体は、制御棒中心軸近
傍を外側部に比べて中性子吸収材の板厚を薄く形成した
ことを特徴とする原子炉用制御棒。
【請求項６】先端構造体と末端構造体との間に長寿命
型中性子吸収体を挿入してウィングを形成した原子炉用
制御棒において、上記中性子吸収体は、制御棒中心軸近
傍を外側部に比べて中性子吸収材に穿設する孔の大きさ
を大きくしたことを特徴とする原子炉用制御棒。
【請求項７】先端構造体は、ハフニウムを含む（ｎ，
γ）反応型中性子吸収材で構成されたことを特徴とする
請求項１乃至６のいずれかに記載の原子炉用制御棒。
【請求項８】先端構造体は、ハフニウムを含む（ｎ，
γ）反応型中性子吸収材を水ギャップを挟んで対向させ
たことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の
原子炉用制御棒。
【請求項９】先端構造体には孔が穿設され、この孔か
らユーロピウムを含む（ｎ，γ）反応型の中性子吸収物
質を充填したことを特徴とする請求項１乃至６のいずれ
かに記載の原子炉用制御棒。
【請求項１０】先端構造体と末端構造体とを中央タイ
ロッドにより一体的に結合し、この中央タイロッドにシ
ースを固設したことを特徴とする請求項１乃至６のいず
れかに記載の原子炉用制御棒。
【請求項１１】請求項１０記載の原子炉用制御棒にお
いて、シースを用いずに中央タイロッドに中性子吸収材
を直接固設したことを特徴とする原子炉用制御棒。