JPS58172583A - 中性子吸収棒 - Google Patents
中性子吸収棒Info
- Publication number
- JPS58172583A JPS58172583A JP57055503A JP5550382A JPS58172583A JP S58172583 A JPS58172583 A JP S58172583A JP 57055503 A JP57055503 A JP 57055503A JP 5550382 A JP5550382 A JP 5550382A JP S58172583 A JPS58172583 A JP S58172583A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- neutron absorbing
- rod
- cladding tube
- neutron
- absorbing rod
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
- 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
Landscapes
- Fluid-Damping Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明Ｏ技術分野〕
本発明は、原子炉の運転制御に用いる制御棒の構成要嵩
九る中性子吸収棒に関し、更に詳しくは、被覆管に収納
される中性子吸収材に関する。
九る中性子吸収棒に関し、更に詳しくは、被覆管に収納
される中性子吸収材に関する。
原子炉の炉内核反応を適正に制御するためには制御棒が
用いられる。この制御棒は、ステ／レス鋼又はインコネ
ルなどから成る小径の被覆管の中に中性子吸収材を充填
した中性子吸収棒から構成されている。
用いられる。この制御棒は、ステ／レス鋼又はインコネ
ルなどから成る小径の被覆管の中に中性子吸収材を充填
した中性子吸収棒から構成されている。
中性子吸収材としては、熱中性子吸収断面積の大きい特
性を有する材料が用いられ、現在、価格などの点から通
常は炭化ホウ素（１１４Ｃ）の粉末（通常４５〜１２０
０μ禦の粒径）が広く採用されている。
性を有する材料が用いられ、現在、価格などの点から通
常は炭化ホウ素（１１４Ｃ）の粉末（通常４５〜１２０
０μ禦の粒径）が広く採用されている。
さて、このような状態において、核反応制御過程時にＦ
ｉＢ４ｃの＋ＯＢが熱中性子音吸収すると、１０Ｂ（墓
、α）’Ｌｌの反応が起ｊ９ ’Ｌｌと’Ｈ＠ ｆ生成
すゐ、これら核反応生成物の大半は、そのｔｔＢ４ｃ粉
末Ｏ内Ｓに残留し、そのことによって１０粉末が時間と
ともに膨張していく。
ｉＢ４ｃの＋ＯＢが熱中性子音吸収すると、１０Ｂ（墓
、α）’Ｌｌの反応が起ｊ９ ’Ｌｌと’Ｈ＠ ｆ生成
すゐ、これら核反応生成物の大半は、そのｔｔＢ４ｃ粉
末Ｏ内Ｓに残留し、そのことによって１０粉末が時間と
ともに膨張していく。
この現象は、被覆管内に高密度で充填されている！１４
Ｃ粉末相互の接触面積の増大をもたらし、全体を高温に
し、かつ被覆管の内圧上昇を招きながら、ｌ、Ｃ粉末の
焼結【誘導する。この焼結現象は、核反応生成物たる’
Ｌｔ 、 ’Ｈ＠を一層閉塞状趨にするので、ｌｌ４Ｃ
の更なる膨張現象を促進することとなる。
Ｃ粉末相互の接触面積の増大をもたらし、全体を高温に
し、かつ被覆管の内圧上昇を招きながら、ｌ、Ｃ粉末の
焼結【誘導する。この焼結現象は、核反応生成物たる’
Ｌｔ 、 ’Ｈ＠を一層閉塞状趨にするので、ｌｌ４Ｃ
の更なる膨張現象を促進することとなる。
その結果、核反応制御過程の進行に伴って、最後には、
被覆管がＢ４Ｃ粉末の膨張−焼結に基づく内圧に抗しき
れず、ひび割れ現象を招くことになる。この被覆管のひ
び割れ現象が一層進行して、被覆管の内外壁が貫通すれ
ば、そこからＢ４Ｃが流出してしまい、中性子吸収棒の
中性子吸収効果が減殺され、かつ、その使用寿命が短縮
するという事ｌｌを招く、このような事態は、用いる中
性子吸収棒の使用限界に対応しで、制御棒の頻繁にして
煩雑な交換作業を必要とするので実炉運転にあっては好
ましくない。
被覆管がＢ４Ｃ粉末の膨張−焼結に基づく内圧に抗しき
れず、ひび割れ現象を招くことになる。この被覆管のひ
び割れ現象が一層進行して、被覆管の内外壁が貫通すれ
ば、そこからＢ４Ｃが流出してしまい、中性子吸収棒の
中性子吸収効果が減殺され、かつ、その使用寿命が短縮
するという事ｌｌを招く、このような事態は、用いる中
性子吸収棒の使用限界に対応しで、制御棒の頻繁にして
煩雑な交換作業を必要とするので実炉運転にあっては好
ましくない。
本発明は、上記した不都合を全く起すことのない中性子
吸収材を有する中性子吸収棒の提供を目的とする。
吸収材を有する中性子吸収棒の提供を目的とする。
本発明は、中性子吸収材がＢ４Ｃの粉末ではなくて表面
に中性子吸収効果を有するホウ化処理層を備えた金属棒
であることに特徴を有する。すなわち、本発明の中性子
吸収棒は、表面にホウ化処理層を備えた金属棒を、被覆
管の中に所定の間隙を１１弓 介して収納した構造である□、″ 本発明にかかる中性子吸収材は、ホウ化処理できる金属
、例えば、鉄、クロム、□ニッケル、軟銖好會しくに軟
鋼などから成る棒の表面を所定の厚みでホウ化処理して
構成される。
に中性子吸収効果を有するホウ化処理層を備えた金属棒
であることに特徴を有する。すなわち、本発明の中性子
吸収棒は、表面にホウ化処理層を備えた金属棒を、被覆
管の中に所定の間隙を１１弓 介して収納した構造である□、″ 本発明にかかる中性子吸収材は、ホウ化処理できる金属
、例えば、鉄、クロム、□ニッケル、軟銖好會しくに軟
鋼などから成る棒の表面を所定の厚みでホウ化処理して
構成される。
ホウ化処理は、通常行なわれている方法、例えば、粉末
法（Ｂｔ−含むＢ４ Ｃ＋ ＮＨ４Ｃ１＋ Ｎａ０ＣＮ
等の粉末中に堀込み大気中又は雰囲気中で加熱する方法
）、溶融＃ｊＬ法（Ｂを含むＮａ１Ｂ４ｏ、 ＋ Ｂ４
Ｃ＋ ８１Ｃ等の溶融塩中に浸漬する方法）、溶融電解
法（Ｂを含むＮａ１１４４０ｙ等の溶融塩中で電解をす
る方法）、ガス法（ｉｌｖｒ含むＢｓＨｓ ＋ ＢＣＩ
ｓガス！囲気中Ａｒ。
法（Ｂｔ−含むＢ４ Ｃ＋ ＮＨ４Ｃ１＋ Ｎａ０ＣＮ
等の粉末中に堀込み大気中又は雰囲気中で加熱する方法
）、溶融＃ｊＬ法（Ｂを含むＮａ１Ｂ４ｏ、 ＋ Ｂ４
Ｃ＋ ８１Ｃ等の溶融塩中に浸漬する方法）、溶融電解
法（Ｂを含むＮａ１１４４０ｙ等の溶融塩中で電解をす
る方法）、ガス法（ｉｌｖｒ含むＢｓＨｓ ＋ ＢＣＩ
ｓガス！囲気中Ａｒ。
山、Ｎ１等で加熱する方法）などいずれをも適用するこ
とができる。これらの方法のうち、作業性、量産性、コ
ストの点からして溶融塩法が好ましい。
とができる。これらの方法のうち、作業性、量産性、コ
ストの点からして溶融塩法が好ましい。
金属棒の表面に形成されるホウ化処理層の厚みは、骸層
内の８の量を規定して中性子吸収効果に影響を与える。
内の８の量を規定して中性子吸収効果に影響を与える。
したがって、該ホウ化処理層内のＢの量が中性子吸収棒
において規定されている量に相当するように、ホウ化層
の厚みを調整することが必要となる・ このようにして得られた中性子吸収材ｔ１所定の被覆管
の中に収納して本発明の中性子吸収棒が構成される。こ
のとき、中性子吸収材は、その外表面（ホウ化処理層）
が被覆管の内壁と所定の間１ｌＩＶｒ介して位置するよ
うに収納されることが必要である。それは、使用ＩＩに
おける中性子吸収棒の昇温現象によって、熱ｌｌ張した
中性子吸収材が被覆管に内圧を及ぼすという事態の発生
を防止するためである。このとき両者における間隙の度
合いは、使用時の温度における両者間の熱膨張の量を予
め計算することによって決定される。
において規定されている量に相当するように、ホウ化層
の厚みを調整することが必要となる・ このようにして得られた中性子吸収材ｔ１所定の被覆管
の中に収納して本発明の中性子吸収棒が構成される。こ
のとき、中性子吸収材は、その外表面（ホウ化処理層）
が被覆管の内壁と所定の間１ｌＩＶｒ介して位置するよ
うに収納されることが必要である。それは、使用ＩＩに
おける中性子吸収棒の昇温現象によって、熱ｌｌ張した
中性子吸収材が被覆管に内圧を及ぼすという事態の発生
を防止するためである。このとき両者における間隙の度
合いは、使用時の温度における両者間の熱膨張の量を予
め計算することによって決定される。
直径８−１高さＩＱｗの軟鋼の繍膨張係数測定用円柱會
ＮａｍＢａ０ｙ ＋ １１４Ｃ（３０チ）の加熱溶融塩
中に９５０℃ＸＩＯ時間浸漬して、その表面に厚み０．
３箇のホウ化処理層を形成した。その結果、高さＦｉｌ
ｏ、２５−となつ九、このホウ化処理を施した軟鋼の線
膨張係数観定を常法にしたがって行なり九、すなわち、
３００℃（この温度は熱中性子吸収時の温度である。）
の線膨張係数測定の結果、線１張係数は１４． ＯＸ
１０−’／’Ｃ”ｌ’ ４ り７’ｊ。一方、被覆管に
つかわれる１８．８ステンレス鋼の線膨張係数ｔｊ １
７．８ Ｘ １０−’／’Ｃであるので、双方の和っ壕
、？３１．８Ｘ１０／’Ｃ以上の熱膨張係数で示される
寸法を考慮すれば良いことが判った。このことがら、例
えば、ステンレス管の内径【３８■とした場合、中性子
吸収棒はおよそ３．８ ｘ ３００ Ｘ３１．８ＸＩＯ
−３６，３μｍという計算から３．８ｍよシ０．０３６
３ｍ小さい３７６３７■以下にすれば、管への内圧は起
らないことがわかる。
ＮａｍＢａ０ｙ ＋ １１４Ｃ（３０チ）の加熱溶融塩
中に９５０℃ＸＩＯ時間浸漬して、その表面に厚み０．
３箇のホウ化処理層を形成した。その結果、高さＦｉｌ
ｏ、２５−となつ九、このホウ化処理を施した軟鋼の線
膨張係数観定を常法にしたがって行なり九、すなわち、
３００℃（この温度は熱中性子吸収時の温度である。）
の線膨張係数測定の結果、線１張係数は１４． ＯＸ
１０−’／’Ｃ”ｌ’ ４ り７’ｊ。一方、被覆管に
つかわれる１８．８ステンレス鋼の線膨張係数ｔｊ １
７．８ Ｘ １０−’／’Ｃであるので、双方の和っ壕
、？３１．８Ｘ１０／’Ｃ以上の熱膨張係数で示される
寸法を考慮すれば良いことが判った。このことがら、例
えば、ステンレス管の内径【３８■とした場合、中性子
吸収棒はおよそ３．８ ｘ ３００ Ｘ３１．８ＸＩＯ
−３６，３μｍという計算から３．８ｍよシ０．０３６
３ｍ小さい３７６３７■以下にすれば、管への内圧は起
らないことがわかる。
以上のように、本発明の中性子吸収棒にあっては、■中
性子吸収材は焼結−膨張現象を起さないので、被覆管に
内圧を及ぼすことはない、■し九がって、中性子吸収棒
の信頼性の向上、使用寿命の増大かも曳らされる、■放
射性固体廃棄物の量も減少する。■制御棒の交換周期が
短縮され、労働の軽減及びそれに伴う人体への安全性の
向上がもたらされる、■その製造は容易である、などの
効果を奏しその工業的価値は大である。
性子吸収材は焼結−膨張現象を起さないので、被覆管に
内圧を及ぼすことはない、■し九がって、中性子吸収棒
の信頼性の向上、使用寿命の増大かも曳らされる、■放
射性固体廃棄物の量も減少する。■制御棒の交換周期が
短縮され、労働の軽減及びそれに伴う人体への安全性の
向上がもたらされる、■その製造は容易である、などの
効果を奏しその工業的価値は大である。
Claims (1)
- 表面にホウ化処理層を備えた金属棒を、被覆管の中に所
定の関ｌＩｔ介して収納した構造の中性子吸収棒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57055503A JPS58172583A (ja) | 1982-04-05 | 1982-04-05 | 中性子吸収棒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57055503A JPS58172583A (ja) | 1982-04-05 | 1982-04-05 | 中性子吸収棒 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58172583A true JPS58172583A (ja) | 1983-10-11 |
Family
ID=13000460
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57055503A Pending JPS58172583A (ja) | 1982-04-05 | 1982-04-05 | 中性子吸収棒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58172583A (ja) |
-
1982
- 1982-04-05 JP JP57055503A patent/JPS58172583A/ja active Pending
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