JPS59128483A - 高速増殖炉用制御棒集合体 - Google Patents
高速増殖炉用制御棒集合体Info
- Publication number
- JPS59128483A JPS59128483A JP58003737A JP373783A JPS59128483A JP S59128483 A JPS59128483 A JP S59128483A JP 58003737 A JP58003737 A JP 58003737A JP 373783 A JP373783 A JP 373783A JP S59128483 A JPS59128483 A JP S59128483A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- control rod
- rod assembly
- absorbing material
- neutron absorbing
- bins
- 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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- 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
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Resistance Heating (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】
この発明は高速増殖炉において使用する制御棒集合体に
関するものである。
関するものである。
高速増殖炉用制御棒集合体は、第1図及び第2図に示す
ように、六角形のラッパ管1内に多数の制御棒ピン2の
バンドルを備えている。制御棒ピン2は、第3図に示す
J:うに、ステンレス鋼製の被覆管6内にペレット状に
成形したボロンカーバイ1−(84C)等の中性子吸収
材4が充填されており、プレナム5にはペレット押えス
プリング7が配置され、被覆管2の両端は端栓が溶接さ
れる。
ように、六角形のラッパ管1内に多数の制御棒ピン2の
バンドルを備えている。制御棒ピン2は、第3図に示す
J:うに、ステンレス鋼製の被覆管6内にペレット状に
成形したボロンカーバイ1−(84C)等の中性子吸収
材4が充填されており、プレナム5にはペレット押えス
プリング7が配置され、被覆管2の両端は端栓が溶接さ
れる。
第1図及び第2図から明らかなように、制御棒集合体は
、通常、同一仕様の19本の制御棒ビン2がバンドル、
になって保護管3内に収容されており、この状態で炉心
に挿入されたラッパ管1内を軸方向に移動さぼることに
よって炉心にお()る核反応の制御を行なう。
、通常、同一仕様の19本の制御棒ビン2がバンドル、
になって保護管3内に収容されており、この状態で炉心
に挿入されたラッパ管1内を軸方向に移動さぼることに
よって炉心にお()る核反応の制御を行なう。
ところで、炉心にお(プる中性子束フラックスは、周知
のように、炉心平面では中心部分が、軸方向では炉心高
さの2分の1、すなわち中央部分が最も大きく、かつ、
その分布はCO5分布であるため、一つの炉心に分散配
置される複数体の制御棒集合体が一様に中性子照射され
るわりではなく、前記部分に位置する制御棒集合体が7
ラツクスの影響が最も厳しく、このため制御棒の運転操
作に対する制約を与えている。また、炉心に挿入された
制御棒集合体の一体について考えた場合でも、制御棒ビ
ン2は、炉心での中性子照射により、内部に充填された
中性子吸収材4からガス(He )が発生し、制御棒ビ
ン2の内圧が高くなる。
のように、炉心平面では中心部分が、軸方向では炉心高
さの2分の1、すなわち中央部分が最も大きく、かつ、
その分布はCO5分布であるため、一つの炉心に分散配
置される複数体の制御棒集合体が一様に中性子照射され
るわりではなく、前記部分に位置する制御棒集合体が7
ラツクスの影響が最も厳しく、このため制御棒の運転操
作に対する制約を与えている。また、炉心に挿入された
制御棒集合体の一体について考えた場合でも、制御棒ビ
ン2は、炉心での中性子照射により、内部に充填された
中性子吸収材4からガス(He )が発生し、制御棒ビ
ン2の内圧が高くなる。
しかるに、制御棒ビン2の寿命は被覆管6の機械的強麿
の関係から被覆管内圧によって規定されるので、最も多
く高中性子束に曝されるバンドル最外周の制御棒ビン2
〈図において2a〜21)はガスの発生量も多く、バン
ドル中心に近い伯の制御棒ビンよりも早く寿命を終える
。しかも、中性子束には方向性があるのでバンドル最外
、周の制御棒ビンが一様に高中性子束に曝されるのでは
なく、高中性子束入射方向の一部の制御棒ビン、たとえ
ば2aないし2Gの制御棒ビンが最も多く高中性子束に
暉されるといった川縁が存在し、このため、僅か数本の
制御棒ビンの寿命到達により、他の制御棒ビンに余命が
残されていても制御棒集合体としての再使用が不可能ど
なる問題があり、この面からも、中性子照射の少ない部
分の制御棒集合体との差替え融通性に乏しく、制御棒の
運転操作に対り−る制約の間。題が(しった、1 この発明は、上記のごとき事情に鑑みてなされたもので
あって、制御棒集合体の寿命を延ばすことができ、した
がって、制御棒集合体の差替え融通性を増すことができ
、制御棒運転操作の制約を緩和し最適な出力制御をなし
うる高速増殖炉用制御棒集合体を提供することを目的と
するものである。
の関係から被覆管内圧によって規定されるので、最も多
く高中性子束に曝されるバンドル最外周の制御棒ビン2
〈図において2a〜21)はガスの発生量も多く、バン
ドル中心に近い伯の制御棒ビンよりも早く寿命を終える
。しかも、中性子束には方向性があるのでバンドル最外
、周の制御棒ビンが一様に高中性子束に曝されるのでは
なく、高中性子束入射方向の一部の制御棒ビン、たとえ
ば2aないし2Gの制御棒ビンが最も多く高中性子束に
暉されるといった川縁が存在し、このため、僅か数本の
制御棒ビンの寿命到達により、他の制御棒ビンに余命が
残されていても制御棒集合体としての再使用が不可能ど
なる問題があり、この面からも、中性子照射の少ない部
分の制御棒集合体との差替え融通性に乏しく、制御棒の
運転操作に対り−る制約の間。題が(しった、1 この発明は、上記のごとき事情に鑑みてなされたもので
あって、制御棒集合体の寿命を延ばすことができ、した
がって、制御棒集合体の差替え融通性を増すことができ
、制御棒運転操作の制約を緩和し最適な出力制御をなし
うる高速増殖炉用制御棒集合体を提供することを目的と
するものである。
この目的に対応して、この発明の高速増殖炉用制御棒集
合体は、制御棒ビンバンドルの最外周に配置された複数
本の制御棒ビンの一部若しくは全部について、中性子吸
収材充填量を他の各制御棒ビンの中性子吸収材充填量よ
りも少なくしたことを特徴としている。
合体は、制御棒ビンバンドルの最外周に配置された複数
本の制御棒ビンの一部若しくは全部について、中性子吸
収材充填量を他の各制御棒ビンの中性子吸収材充填量よ
りも少なくしたことを特徴としている。
以下、この発明の詳細を一実施例を示す図面について説
明する。
明する。
第4図は、この発明の高速増殖炉用制御棒集合体に用い
るli数本の制御棒ビンのうち中性子吸収材充填量を少
なくした制御棒ビンの縦断面図である。高速増殖炉と占
っても1u界には規模も異なる各種のものがあるので、
ここでは、代表例とじて伐が国の「もんじゅ」を念頭に
おいて説明する。
るli数本の制御棒ビンのうち中性子吸収材充填量を少
なくした制御棒ビンの縦断面図である。高速増殖炉と占
っても1u界には規模も異なる各種のものがあるので、
ここでは、代表例とじて伐が国の「もんじゅ」を念頭に
おいて説明する。
第1図ないし第3図は、高速増殖炉「もんじゅ」に供U
られる制御棒集合体の公知の設計例で、同一仕様の制御
棒ビン2の19本をバンドルとして備えている。制御棒
ビン2の全長は約1.4mで、被覆管6は直径約8mm
、肉厚的Q、8mmのステンレス1iil!li!1で
ある。制御棒ごン2内にはスタック長さ約800 mm
の中性子吸収材4が充填されており、ブレナム5の長さ
は約500mmでビン内部にはガス圧力1Kg/cmの
ヘリウムが封入される。
られる制御棒集合体の公知の設計例で、同一仕様の制御
棒ビン2の19本をバンドルとして備えている。制御棒
ビン2の全長は約1.4mで、被覆管6は直径約8mm
、肉厚的Q、8mmのステンレス1iil!li!1で
ある。制御棒ごン2内にはスタック長さ約800 mm
の中性子吸収材4が充填されており、ブレナム5の長さ
は約500mmでビン内部にはガス圧力1Kg/cmの
ヘリウムが封入される。
この発明の高速増殖炉用制御棒集合体は、前記第゛1図
及び第2図記載のものと外形、寸法及び材質等全く同じ
であるが、多数の制御棒ビン2のうち、制御棒ピンバン
ドルの最外周に配置される複数本の制御棒ビン2(第2
図において28〜21)の一部若しくは全部について、
第4図に示すような中性子吸収材4の充@量を少なくし
、ブレナム5の容積を増大した制御棒ビンを用いている
。すなわち、従来の制御棒集合体は第3図に示すように
中性子吸収材4を長さ1だり充填した制御棒ビンを例え
ば19本用いて構成されているのに対し、この発明の制
御棒集合体では、少なくとも制御棒ピンバンドルの最も
外周の制御棒ビン<2a〜21)以外の制御棒ビンにつ
いては、第3図に示す従来の制御棒ビンと同一仕様(中
性子吸収材の充填量も同じ)であるが、前記バンドル最
外周の制御棒ビンの一部若しくは全部について、第4図
に示すような中性子吸収材充填量を少なくした、つまり
中性子吸収材スタック長さをl<lとした制御棒ビンを
用いる。
及び第2図記載のものと外形、寸法及び材質等全く同じ
であるが、多数の制御棒ビン2のうち、制御棒ピンバン
ドルの最外周に配置される複数本の制御棒ビン2(第2
図において28〜21)の一部若しくは全部について、
第4図に示すような中性子吸収材4の充@量を少なくし
、ブレナム5の容積を増大した制御棒ビンを用いている
。すなわち、従来の制御棒集合体は第3図に示すように
中性子吸収材4を長さ1だり充填した制御棒ビンを例え
ば19本用いて構成されているのに対し、この発明の制
御棒集合体では、少なくとも制御棒ピンバンドルの最も
外周の制御棒ビン<2a〜21)以外の制御棒ビンにつ
いては、第3図に示す従来の制御棒ビンと同一仕様(中
性子吸収材の充填量も同じ)であるが、前記バンドル最
外周の制御棒ビンの一部若しくは全部について、第4図
に示すような中性子吸収材充填量を少なくした、つまり
中性子吸収材スタック長さをl<lとした制御棒ビンを
用いる。
ここで、中性子吸収材4の充填量をどれだけ減少するこ
とが可能かについて説明すると、従来、制御棒集合体の
ワースとしては、10〜20%の設計マージンを有して
おり、この場合、中性子吸収材充填量を1G%減少させ
てもワースに対する影響は1%以下に押えられ、核設剖
上何等影彎がなく無視できることが解析により明らかと
なっている。そこで、中性子吸収材量を減少する場合の
一例として、制御棒集合体が19本の制御棒ビンによっ
て構成されたものについて述べると、1制御棒集合体当
たりの中性子吸収材4の総量はスタック長さで表せば、
19Lであるから、例えば10%減少の場合は、減少分
はスタック長さで1.9し相当分である。したがって、
制御棒ビンバンドルの最外周制御棒ビンの全数に前記減
少分を均等に振り分けるどするならば、 1 =0.841 (式:l−(1,9/12)L)と
なり、前記最外周制御棒ビンのうちの一部、例えば2a
ないし2Cの3本の制御棒ビンにのみ均等に振り分ける
とするならば、 1 =0.371 (式: L−(1,9/3)L)と
覆ることができる。なあ、中性子吸収材充填量を少なく
した場合の中性子吸収材4の制御棒ビン内の配置は、下
部にスプリング8または短管からなるスペーサ(図示し
ていない)等を挿入することにより中性子吸収材4が被
覆管6の軸長方向中央に位置するよう配置することが好
ましい。
とが可能かについて説明すると、従来、制御棒集合体の
ワースとしては、10〜20%の設計マージンを有して
おり、この場合、中性子吸収材充填量を1G%減少させ
てもワースに対する影響は1%以下に押えられ、核設剖
上何等影彎がなく無視できることが解析により明らかと
なっている。そこで、中性子吸収材量を減少する場合の
一例として、制御棒集合体が19本の制御棒ビンによっ
て構成されたものについて述べると、1制御棒集合体当
たりの中性子吸収材4の総量はスタック長さで表せば、
19Lであるから、例えば10%減少の場合は、減少分
はスタック長さで1.9し相当分である。したがって、
制御棒ビンバンドルの最外周制御棒ビンの全数に前記減
少分を均等に振り分けるどするならば、 1 =0.841 (式:l−(1,9/12)L)と
なり、前記最外周制御棒ビンのうちの一部、例えば2a
ないし2Cの3本の制御棒ビンにのみ均等に振り分ける
とするならば、 1 =0.371 (式: L−(1,9/3)L)と
覆ることができる。なあ、中性子吸収材充填量を少なく
した場合の中性子吸収材4の制御棒ビン内の配置は、下
部にスプリング8または短管からなるスペーサ(図示し
ていない)等を挿入することにより中性子吸収材4が被
覆管6の軸長方向中央に位置するよう配置することが好
ましい。
この様にして、中性子吸収材充填量を少なくすると、プ
レナl\5の容積は前記減少分相当だけ増大することに
なる。例えば、前記0.841及び0.371について
は、中性子吸収材の減少分は前者が0.161.後者が
0.631であるから、実際の長さに換停して 128mm(式: 800m1llX 0.16>及び 504mm(式: 800mmX’0.53)となり、
この減少分はブレナム5の′容積増大量として25%な
いし100%の増大となる。
レナl\5の容積は前記減少分相当だけ増大することに
なる。例えば、前記0.841及び0.371について
は、中性子吸収材の減少分は前者が0.161.後者が
0.631であるから、実際の長さに換停して 128mm(式: 800m1llX 0.16>及び 504mm(式: 800mmX’0.53)となり、
この減少分はブレナム5の′容積増大量として25%な
いし100%の増大となる。
なお、従来問題とされている制御棒運転操作に対する制
約(制御棒集合体の芹替え利用)の面からは、ブレナム
容積増大は10%程度あれば充分であり、したがって、
前記計算例では中性子吸収材充填間を10%としたが、
5%でも足りるものである。
約(制御棒集合体の芹替え利用)の面からは、ブレナム
容積増大は10%程度あれば充分であり、したがって、
前記計算例では中性子吸収材充填間を10%としたが、
5%でも足りるものである。
この様に構成された制御棒集合体においては、最も高中
性子束に曝される制御棒ビンバンドル最外周の制御棒ビ
ンの一部若しくは全部についてブレナム容積を増大した
ことに基因して、中性子照射による中性子吸収材の発生
ガスをより多く収容でき、制御棒ビンの内圧上昇を抑え
ることができるので、制御棒集合体の寿命を延ばすこと
ができる。さらに、これによって、炉心に分散配置され
る複数本の制御棒集合体く全制御棒集合体数の約半数)
にあっては、マニュアル操作がなされるので中性子照射
の少ない部分に配置さ1′にだ制御棒集合体と、最も中
性子束フラックスが大ぎく条件の厳しい炉心中央部の制
御棒集合体の差替え融通性を増すことができる。また、
バンドル最外周の制御棒ビンのうち数本について中性子
吸収材充填間を少なくした制御棒集合体は、前記充填量
を少なくした制御棒ビンを高中性子束に曝される方向に
合わぽ、適宜配置(制御棒集合体は外郭六角形であるか
ら6方向に向きを変えることができる)することができ
る。
性子束に曝される制御棒ビンバンドル最外周の制御棒ビ
ンの一部若しくは全部についてブレナム容積を増大した
ことに基因して、中性子照射による中性子吸収材の発生
ガスをより多く収容でき、制御棒ビンの内圧上昇を抑え
ることができるので、制御棒集合体の寿命を延ばすこと
ができる。さらに、これによって、炉心に分散配置され
る複数本の制御棒集合体く全制御棒集合体数の約半数)
にあっては、マニュアル操作がなされるので中性子照射
の少ない部分に配置さ1′にだ制御棒集合体と、最も中
性子束フラックスが大ぎく条件の厳しい炉心中央部の制
御棒集合体の差替え融通性を増すことができる。また、
バンドル最外周の制御棒ビンのうち数本について中性子
吸収材充填間を少なくした制御棒集合体は、前記充填量
を少なくした制御棒ビンを高中性子束に曝される方向に
合わぽ、適宜配置(制御棒集合体は外郭六角形であるか
ら6方向に向きを変えることができる)することができ
る。
以上の説明から明らかな通り、この発明ににれば、中性
子吸収材充填量を減少させることによって制御棒ワース
を僅か低くするものの、設計マージンの10分の1ない
し20分の1程度のもので核設泪−ト何らの影響はなく
、しかも、中性子吸収材充填量の減少によるブレナム容
積増大により、制御棒ビンの内圧上昇を抑えることがで
き、したがって、制御棒運転操作上の自由度が大きく、
かつ、長寿命の高速増殖炉用制御棒集合体を得ることが
できる
子吸収材充填量を減少させることによって制御棒ワース
を僅か低くするものの、設計マージンの10分の1ない
し20分の1程度のもので核設泪−ト何らの影響はなく
、しかも、中性子吸収材充填量の減少によるブレナム容
積増大により、制御棒ビンの内圧上昇を抑えることがで
き、したがって、制御棒運転操作上の自由度が大きく、
かつ、長寿命の高速増殖炉用制御棒集合体を得ることが
できる
第1図は高速増殖炉用制御棒集合体の縦断面図、第2図
は第1図における矢71 A−A断面図、第3図は制御
棒ビンの縦断面図、及び第4図は本発明の高速増殖炉用
制御棒集合体の制御棒ビンの一部に用いられる中性子吸
収材充填量を少なくした制御棒ビンの縦断面図である。 1・・・ラッパ管 2・・・制御棒ビン 2a〜2
1・・・最外周制御棒ビン 4・・・中性子吸収材
5・・・ブレナム 6・・・被覆管 7.8・・
・押えスプリング し、1・・・中性子吸収材スタッ
ク長さ特許出願人 三菱原子カニ梨株式会社笛1
図 第2図 第3図 第4図
は第1図における矢71 A−A断面図、第3図は制御
棒ビンの縦断面図、及び第4図は本発明の高速増殖炉用
制御棒集合体の制御棒ビンの一部に用いられる中性子吸
収材充填量を少なくした制御棒ビンの縦断面図である。 1・・・ラッパ管 2・・・制御棒ビン 2a〜2
1・・・最外周制御棒ビン 4・・・中性子吸収材
5・・・ブレナム 6・・・被覆管 7.8・・
・押えスプリング し、1・・・中性子吸収材スタッ
ク長さ特許出願人 三菱原子カニ梨株式会社笛1
図 第2図 第3図 第4図
Claims (1)
- 制御棒ビンバンドルを備えた高速増殖炉用制御棒集合体
において、前記制御棒ビンバンドルの最外周に配置され
た複数本の制御棒ビンの一部若しくは全部について中性
子吸収材充jX 量を他の各制御棒ビンの中性子吸収材
充填量よりも少なくしたことを特徴とする高速増殖炉用
制御棒集合体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58003737A JPS59128483A (ja) | 1983-01-13 | 1983-01-13 | 高速増殖炉用制御棒集合体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58003737A JPS59128483A (ja) | 1983-01-13 | 1983-01-13 | 高速増殖炉用制御棒集合体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59128483A true JPS59128483A (ja) | 1984-07-24 |
Family
ID=11565540
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58003737A Pending JPS59128483A (ja) | 1983-01-13 | 1983-01-13 | 高速増殖炉用制御棒集合体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59128483A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4728487A (en) * | 1985-04-01 | 1988-03-01 | Westinghouse Electric Corp. | Standardized reduced length burnable absorber rods for a nuclear reactor |
US4762672A (en) * | 1984-10-12 | 1988-08-09 | Hitachi, Ltd. | Fast breeder reactor |
US4836977A (en) * | 1985-04-01 | 1989-06-06 | Westinghouse Electric Corp. | Standardized reduced length burnable absorber rods for a nuclear reactor |
US4840082A (en) * | 1987-06-05 | 1989-06-20 | Nissin Kogyo Kabushiki Kaisha | Lever system for vehicles |
US8464604B2 (en) | 2008-01-18 | 2013-06-18 | Denso Corporation | Accelerator pedal module |
-
1983
- 1983-01-13 JP JP58003737A patent/JPS59128483A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4762672A (en) * | 1984-10-12 | 1988-08-09 | Hitachi, Ltd. | Fast breeder reactor |
US4728487A (en) * | 1985-04-01 | 1988-03-01 | Westinghouse Electric Corp. | Standardized reduced length burnable absorber rods for a nuclear reactor |
US4836977A (en) * | 1985-04-01 | 1989-06-06 | Westinghouse Electric Corp. | Standardized reduced length burnable absorber rods for a nuclear reactor |
US4840082A (en) * | 1987-06-05 | 1989-06-20 | Nissin Kogyo Kabushiki Kaisha | Lever system for vehicles |
US8464604B2 (en) | 2008-01-18 | 2013-06-18 | Denso Corporation | Accelerator pedal module |
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