JPS59187289A - 核燃料棒 - Google Patents
核燃料棒Info
- Publication number
- JPS59187289A JPS59187289A JP58060964A JP6096483A JPS59187289A JP S59187289 A JPS59187289 A JP S59187289A JP 58060964 A JP58060964 A JP 58060964A JP 6096483 A JP6096483 A JP 6096483A JP S59187289 A JPS59187289 A JP S59187289A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pellets
- enrichment
- nuclear fuel
- fuel rod
- pellet
- 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.)
- Granted
Links
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
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (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】
本発明は原子炉における核燃料棒に係る。
核燃料棒は、被覆管内に二酸化ウランＵＯ２、または二
酸化ウランＵＯ２と二酸化プルトニウムＰｕＯ ２の混
合物を焼結して形成し・だ円柱状のペレットを充填封入
して構成されている。
酸化ウランＵＯ２と二酸化プルトニウムＰｕＯ ２の混
合物を焼結して形成し・だ円柱状のペレットを充填封入
して構成されている。
上記構成の核燃料棒を多数装填して成る燃料集合体を炉
心に装荷して原子炉を運転するが、この際燃料集合体、
従って核燃料棒軸方向に出力分布を生じる。
心に装荷して原子炉を運転するが、この際燃料集合体、
従って核燃料棒軸方向に出力分布を生じる。
而して、核燃料棒の健全性維持、原子炉運転の安全性確
保の点から、前記の軸方向出力分布は出来るだけ平坦で
あることが望ましい。
保の点から、前記の軸方向出力分布は出来るだけ平坦で
あることが望ましい。
軸方向出力分布を平坦化させるため、従来次のような手
段がとられて来た。その一つは、出力分布が高くなる部
分に低濃縮度のペレットを充填するものである。
段がとられて来た。その一つは、出力分布が高くなる部
分に低濃縮度のペレットを充填するものである。
この種の核燃料棒にあっては、巨視的に見れば軸方向出
力分布の平坦化は達成し得るものの、濃縮度境界面にお
いて隣接するペレットに発熱量に不連続を生じる。すな
わち、濃縮度境界面に隣接する高濃縮度ペレットの発熱
量は、同じく低濃縮度ペレットのそれよシ太きい。その
ため、高濃縮度側ペレットと低濃縮度側の熱膨張量に差
を生じる。それらの熱膨張量が、各ペレット外周と被覆
管内周との間隙を超えた時、被覆管はペレットにより押
広げられるが、その径方向変形量は高濃縮度側で大きく
、低濃縮度側で小さい。そのため、被覆管には軸方向の
曲げ応力分布が生じ、濃縮度境界面近傍には応力分布の
鋭いピークを生じることとなる。
力分布の平坦化は達成し得るものの、濃縮度境界面にお
いて隣接するペレットに発熱量に不連続を生じる。すな
わち、濃縮度境界面に隣接する高濃縮度ペレットの発熱
量は、同じく低濃縮度ペレットのそれよシ太きい。その
ため、高濃縮度側ペレットと低濃縮度側の熱膨張量に差
を生じる。それらの熱膨張量が、各ペレット外周と被覆
管内周との間隙を超えた時、被覆管はペレットにより押
広げられるが、その径方向変形量は高濃縮度側で大きく
、低濃縮度側で小さい。そのため、被覆管には軸方向の
曲げ応力分布が生じ、濃縮度境界面近傍には応力分布の
鋭いピークを生じることとなる。
このような問題を解決するため、濃縮度境界面近傍のペ
レットを小径とし、これに金属リングを係合させて他部
のペレットと外径を等しくすることが提案されている。
レットを小径とし、これに金属リングを係合させて他部
のペレットと外径を等しくすることが提案されている。
この種の核燃料棒にあっては、ペレットを小径とした分
だけ発熱量、熱膨張量が小さくなり、応力分布の濃縮度
境界面近傍におけるピークを抑制し得るが、境界面近傍
のペレットを別製したり、特殊の加工を施したりするこ
とは不経済であり、好ましくない。さらに、金属リング
の材料として何が適切であるかは、今後の研究、実験に
またねばならず、実用化はかなシ遠い将来のことと考え
られる。
だけ発熱量、熱膨張量が小さくなり、応力分布の濃縮度
境界面近傍におけるピークを抑制し得るが、境界面近傍
のペレットを別製したり、特殊の加工を施したりするこ
とは不経済であり、好ましくない。さらに、金属リング
の材料として何が適切であるかは、今後の研究、実験に
またねばならず、実用化はかなシ遠い将来のことと考え
られる。
本発明は上記の事情に基きなされたもので、軸方向出力
分布を平坦化させたものであって、安価に供給し得る核
燃料棒を得ることを目的としている。
分布を平坦化させたものであって、安価に供給し得る核
燃料棒を得ることを目的としている。
本発明においては、濃縮度境界面近傍の敷部の高濃縮ペ
レットを中心に軸方向小孔を有する中空筒状とし、それ
らの中濃縮度境界面に隣接するものには、前記の小孔に
ガドリニアＧｄ２Ｏ３を含有する小柱状のペレットを充
填して核燃料棒を構成し ・て前記目的を達成してい
る。
レットを中心に軸方向小孔を有する中空筒状とし、それ
らの中濃縮度境界面に隣接するものには、前記の小孔に
ガドリニアＧｄ２Ｏ３を含有する小柱状のペレットを充
填して核燃料棒を構成し ・て前記目的を達成してい
る。
第１図は本発明の一実施例を示し、第２図はその単位長
当り発熱量を第１図と対比して示すグラフである。第１
図において、濃縮度境界面Ｉ−Ｉより左側に位置する高
濃縮度側ペレットＨｐＯ中、境界面Ｉ−Ｉ近傍に位置す
るＨｐｌ〜Ｈｐ３の３箇を中心に軸方向小孔Ｏを有する
中空筒状とする。さらにその境界面Ｉ−Ｈに隣接するペ
レットＨｐ３の小孔には、ガドリニアを含有する小柱状
のベレン）Ｐｓを充填する。なお、図中、 Ｌｐは低濃
縮度ペレット、Ｃは被覆管を示している。
当り発熱量を第１図と対比して示すグラフである。第１
図において、濃縮度境界面Ｉ−Ｉより左側に位置する高
濃縮度側ペレットＨｐＯ中、境界面Ｉ−Ｉ近傍に位置す
るＨｐｌ〜Ｈｐ３の３箇を中心に軸方向小孔Ｏを有する
中空筒状とする。さらにその境界面Ｉ−Ｈに隣接するペ
レットＨｐ３の小孔には、ガドリニアを含有する小柱状
のベレン）Ｐｓを充填する。なお、図中、 Ｌｐは低濃
縮度ペレット、Ｃは被覆管を示している。
上記構成の本発明核燃料棒においては、境界面近傍の高
濃縮度側ペレットが中空筒状とされているため、発熱量
が少く、その上境界面に隣接するペレットの小孔にはガ
ドリニアを含有する小柱状のペレットが充填されている
ので、第２図に曲線Ｃ１，Ｃ２で示すように、境界面近
傍における出力の不連続は緩和される。なお、第２図中
点線の曲線０１′、０２′は従来の核燃料棒を示す。
濃縮度側ペレットが中空筒状とされているため、発熱量
が少く、その上境界面に隣接するペレットの小孔にはガ
ドリニアを含有する小柱状のペレットが充填されている
ので、第２図に曲線Ｃ１，Ｃ２で示すように、境界面近
傍における出力の不連続は緩和される。なお、第２図中
点線の曲線０１′、０２′は従来の核燃料棒を示す。
本発明は上記実施例のみに限定されない。例えば、中空
筒状とするペレットの数は３箇でなくてもよい。前記の
実施例で３箇としたのは、水を減速材とする原子炉にお
いては、熱中性子束が影響を受けるのは、主として境界
面から約３１ニアｎの範囲内でアシ、ペレットの軸長が
約１ｃｍであるからであって、減速材、ペレット軸長に
よって任意に定めてよい。また、境界面に隣接する中空
筒状のペレットへのガドリニア含有ペレットの充填も、
場合によっては省略してもよい。
筒状とするペレットの数は３箇でなくてもよい。前記の
実施例で３箇としたのは、水を減速材とする原子炉にお
いては、熱中性子束が影響を受けるのは、主として境界
面から約３１ニアｎの範囲内でアシ、ペレットの軸長が
約１ｃｍであるからであって、減速材、ペレット軸長に
よって任意に定めてよい。また、境界面に隣接する中空
筒状のペレットへのガドリニア含有ペレットの充填も、
場合によっては省略してもよい。
上記から明らかなように、本発明によれば、濃縮度境界
面近傍における発熱量の不連続を抑制し得るので、被覆
管の軸方向応力分布の前記部位におけるピークを抑制す
ることができ、核燃料棒の健全性維持上、原子炉運転の
安全性確保上きわめて有利である。さらに、中空筒状の
ペレットは、すでにプラントにおける照射実績を持つも
のであるから、本発明を不安なく実用化することができ
る。また、経済的にも有利である。さらに、境界面を非
破壊検査で容易に識別できるので、信頼性の高い核燃料
棒となし得る。
面近傍における発熱量の不連続を抑制し得るので、被覆
管の軸方向応力分布の前記部位におけるピークを抑制す
ることができ、核燃料棒の健全性維持上、原子炉運転の
安全性確保上きわめて有利である。さらに、中空筒状の
ペレットは、すでにプラントにおける照射実績を持つも
のであるから、本発明を不安なく実用化することができ
る。また、経済的にも有利である。さらに、境界面を非
破壊検査で容易に識別できるので、信頼性の高い核燃料
棒となし得る。
第１図は本発明一実施例の縦断面図、第２図はその効果
を説明するためのグラフである。 Ｃ・・・被覆管、Ｈｐ 、 Ｈｐ１〜Ｈｐ３・・・高濃
縮度ペレット、Ｌｐ・・・低濃縮度ペレット、Ｐｓ・・
・ガドリニア含有ペレット、 Ｉ−Ｉ・・・濃縮度境界面
を説明するためのグラフである。 Ｃ・・・被覆管、Ｈｐ 、 Ｈｐ１〜Ｈｐ３・・・高濃
縮度ペレット、Ｌｐ・・・低濃縮度ペレット、Ｐｓ・・
・ガドリニア含有ペレット、 Ｉ−Ｉ・・・濃縮度境界面
Claims (2)
- （１）被覆管内に高濃縮度ペレットと低濃縮度ペレット
とを充填封入してなるものにおいて、高濃縮ペレットの
中濃縮境界面近傍の数箇を中空筒状としたことを特徴と
する核燃料棒。 - （２）被覆管内に高濃縮度ペレットと低濃縮度ペレット
とを充填封入して々るものにおいて、高濃縮ペレットの
中濃縮境界面近傍の数箇を中空筒状とし、さらにその濃
縮度境界面に隣接したペレットの中空部には、ガドリニ
ア含有の小柱状のペレットを充填したことを特徴とする
核燃料棒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58060964A JPS59187289A (ja) | 1983-04-08 | 1983-04-08 | 核燃料棒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58060964A JPS59187289A (ja) | 1983-04-08 | 1983-04-08 | 核燃料棒 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59187289A true JPS59187289A (ja) | 1984-10-24 |
| JPH0517511B2 JPH0517511B2 (ja) | 1993-03-09 |
Family
ID=13157601
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58060964A Granted JPS59187289A (ja) | 1983-04-08 | 1983-04-08 | 核燃料棒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59187289A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4678629A (en) * | 1985-09-05 | 1987-07-07 | Westinghouse Electric Corp. | Nuclear fuel pellet containing gadolinia |
-
1983
- 1983-04-08 JP JP58060964A patent/JPS59187289A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4678629A (en) * | 1985-09-05 | 1987-07-07 | Westinghouse Electric Corp. | Nuclear fuel pellet containing gadolinia |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0517511B2 (ja) | 1993-03-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3022240A (en) | Nuclear reactor fuel element | |
| US9042507B2 (en) | Nuclear reactor green and sintered fuel pellets, corresponding fuel rod and fuel assembly | |
| US2984613A (en) | Fuel element for nuclear reactors | |
| US2983663A (en) | Fuel element for nuclear reactors | |
| US6002735A (en) | Nuclear fuel pellet | |
| RU2691628C1 (ru) | Твэл ядерного реактора | |
| US5991354A (en) | Nuclear fuel pellet | |
| US3215607A (en) | Multi-region neutronic fuel element | |
| US2992179A (en) | Fuel element for nuclear reactors | |
| JPS59187289A (ja) | 核燃料棒 | |
| JPS6127718B2 (ja) | ||
| EP0613152A1 (en) | Mid-enrichment axial blanket for a nuclear reactor fuel rod | |
| JPH041593A (ja) | 燃料集合体 | |
| JPS599586A (ja) | 燃料要素 | |
| JPH09119994A (ja) | 燃料棒及びその製造方法並びに燃料集合体 | |
| JP2000147174A (ja) | 軽水炉用核燃料要素 | |
| JPS6055037B2 (ja) | 燃料棒 | |
| GB2115212A (en) | Nuclear fuel element | |
| JPS6331027Y2 (ja) | ||
| JPH07270568A (ja) | 核燃料複層ペレット | |
| JPH0549957B2 (ja) | ||
| JPS6241354B2 (ja) | ||
| JPS59120987A (ja) | 複合核燃料ペレツト | |
| JPS64675B2 (ja) | ||
| JPH04256892A (ja) | 軽水炉用燃料 |