JPS5952225B2 - Neutron absorber - Google Patents

Neutron absorber

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JPS5952225B2
JPS5952225B2 JP55185100A JP18510080A JPS5952225B2 JP S5952225 B2 JPS5952225 B2 JP S5952225B2 JP 55185100 A JP55185100 A JP 55185100A JP 18510080 A JP18510080 A JP 18510080A JP S5952225 B2 JPS5952225 B2 JP S5952225B2
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neutron
absorbing material
neutron absorbing
atomic
less
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浩一郎 猪俣
達吉 逢坂
恵美子 東中川
友信 桜永
良昇 桑江
金光 佐藤
久士 芳野
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    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は中性子吸収材の改良に関する。[Detailed description of the invention] [Technical field of invention] The present invention relates to improvements in neutron absorbers.

〔発明の技術的背景とその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

水冷却型原子炉における従来の中性子吸収材料としての
ボロンカーバイト (B4C)が特に用いられているこ
とがよく知られている。
It is well known that boron carbide (B4C) is particularly used as a conventional neutron absorbing material in water-cooled nuclear reactors.

このボロンカーバイトは粉末であることがら密閉容器内
に約7゜%の密度を保って充填されていることが普通で
ある。
Since this boron carbide is a powder, it is normally filled in a closed container with a density of about 7% maintained.

この密閉容器は通常ポイズンチューブと称されるステン
レス製の細長いチューブより成りこの中にボロンカーバ
イトが充填される。
This airtight container is usually made of a long, thin stainless steel tube called a poison tube, into which boron carbide is filled.

すなわち第1図に示すように断面がほぼ円筒形にステン
レス鋼で形成されると共に、その内部には平均粒径約1
00μのボロンカーバイトより成る中性子吸収材粉体1
3が充填密封されている。
That is, as shown in Fig. 1, it is made of stainless steel and has an almost cylindrical cross section, and inside it is made of stainless steel with an average grain size of about 1.
Neutron absorber powder 1 made of 00μ boron carbide
3 is filled and sealed.

この中性子吸収材13は上記したように密度約70%で
充填されているのでその円筒内での粉体の移動は少ない
が、この移動を押えるために上記ポイズンチューブ14
内の中間部の各所にボール状の中性子吸収材移動防止体
10をポイズンチーブ壁の一部を変形されて固定しであ
る。
As described above, this neutron absorbing material 13 is filled with a density of about 70%, so there is little movement of powder within the cylinder, but the poison tube 14 is used to suppress this movement.
Ball-shaped neutron absorbing material movement prevention bodies 10 are fixed at various locations in the middle part of the poison chive by deforming a part of the poison chive wall.

さて上記ボロンカーバイトは粉体であることからその飛
散を防止するためにも上記ポイズンチューブ14はその
端部を封着体11によって完全に封着する必要がある。
Since the boron carbide is a powder, it is necessary to completely seal the ends of the poison tube 14 with the sealing body 11 in order to prevent it from scattering.

ところが封着された中性子吸収材13は制御棒に取り付
けられて駆動した場合には上記ポイズンチューブ14内
で移動が始まり上記移動防止体10の上方近辺にのみ集
中してしまい、同図に示すように空間12が形成され易
く極端な場合には中性子吸収材13の下方には吸収材の
存在がなくなり、この部分での中性子吸収能力が失なわ
れてしまい第2図曲線Aに示すように中性子特性が不均
一となる場合があり中性子制御特性を劣化させる一つの
原因を作っている。
However, when the sealed neutron absorber 13 is attached to a control rod and driven, it begins to move within the poison tube 14 and concentrates only in the upper part of the movement preventer 10, as shown in the figure. In extreme cases, there is no absorbing material below the neutron absorbing material 13, and the neutron absorbing ability in this area is lost, resulting in the neutron The characteristics may become non-uniform, which is one of the causes of deterioration of the neutron control characteristics.

また、上記中性子吸収材13であるボロンカーバイトは
中性子吸収断面積が大きいので吸収材としては有利であ
るが、中性子と反応する(n。
In addition, boron carbide, which is the neutron absorbing material 13, has a large neutron absorption cross section and is therefore advantageous as an absorbing material, but it reacts with neutrons (n.

a)反応即ちQBMV+JnM=CLiS+BHePは
発熱反応であリボロンカーバイトはその発熱による温度
上昇とヘリウムガス発生により膨潤しポイズンチューブ
内で上記の通り粉体の不所望の移動を起したり、チュー
ブ内の内圧を高くしたりして場合によってはチューブの
破壊も発生する場合がある。
a) The reaction, QBMV + JnM = CLiS + BHeP, is an exothermic reaction, and riboron carbide swells due to the temperature rise due to the heat generation and the generation of helium gas, causing undesired movement of the powder in the poison tube as described above, or In some cases, the tube may be destroyed by increasing the internal pressure of the tube.

従って上記中性子吸収材13を有するポイズンチューブ
ではその寿命が短かいという難点がある。
Therefore, the poison tube having the above-mentioned neutron absorbing material 13 has the disadvantage that its lifespan is short.

またポイズンチューブはチューブ本体と中性子吸収材と
移動防止体とで形成されているので構成が複雑であると
共に粉体をチューブ本体内に充填しなければならないと
いうこと及び移動防止体をカシメ等の手段を用いて嵌挿
固定する必要があること等から作業性が悪くなり易いと
いう欠点もある。
In addition, since the poison tube is made up of a tube body, a neutron absorbing material, and a movement prevention body, the structure is complicated, and the powder must be filled into the tube body, and the movement prevention body must be crimped or other means. There is also the drawback that workability tends to deteriorate because it is necessary to insert and fix the device using a screw.

本発明は上記様々の難点を除去するように改良したもの
である。
The present invention has been improved to eliminate the various drawbacks mentioned above.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は中性子吸収元素が使用中に移動しなく、
かつ均一に分散するようにした中性子吸収材を提供する
ことである。
The purpose of the present invention is to prevent the neutron absorbing element from moving during use.
Moreover, it is an object of the present invention to provide a neutron absorbing material which is uniformly dispersed.

本発明の他の目的は構造が簡単である中性子吸収材を提
供することである。
Another object of the present invention is to provide a neutron absorber having a simple structure.

本発明の更に他の目的は軽量化された中性子吸収材を提
供することである。
Still another object of the present invention is to provide a neutron absorbing material that is lightweight.

本発明の更に他の目的は製造が容易で作業性のよい中性
子吸収材を提供することである。
Still another object of the present invention is to provide a neutron absorbing material that is easy to manufacture and has good workability.

本発明の更に他の目的は寿命の長い中性子吸収材を提供
することである。
Yet another object of the present invention is to provide a neutron absorber with a long lifetime.

本発明はTMloo−a−bBaXb TMはFe、 Niの少なくとも1種 Xは(イ)Cr20原子%以下 (ロ)Sm、 Gd、 Eu、 Er、 Dy
、 Rh、 Re。
The present invention is TMloo-a-bBaXb TM is Fe, and at least one of Ni
, Rh, Re.

Fr、 Au、 Agノ少なくとも1種10原子%以下 (ハ)Li、 Cd、 In、 Hgノ少なくとも1種
5原子%以下 に)Hf15原子%以下 の前記(イ)、(ロ)、(ハ)、に)の群から選ばれた
少なくとも1種 aは10〜30原子% bは50原子%以下 もしくは TMloo a b cBaXbYcTMはFe
、 Niの少なくとも1種 Xは(イ)Cr20原子%以下 (ロ)Sm、 Gd、 Eu、 Er、 Dy
、 Rh、 Re。
At least one of Fr, Au, Ag, 10 atomic % or less (c) At least one of Li, Cd, In, Hg, 5 atomic % or less) Hf, 15 atomic % or less of the above (a), (b), (c) , at least one selected from the group of (a) is 10 to 30 atom % b is 50 atom % or less or TMloo a b cBaXbYcTM is Fe
, at least one type of Ni
, Rh, Re.

Ir、 Au、 Agノ少なくとも1種10原子%以下 (ハ)Li、 Cd、 In、 Hgノ少なくとも1種
5原子以下 に)Hf15原子%以下 の前記(イ)、(ロ)、(ハ)、に)の群から選ばれた
少なくとも1種 YはP、 C,Si、 AI、 Sn、 Sh、 Ge
、 Beの少なくとも1種 aは5〜30原子% bは50原子%以下 Cは0.1〜15原子% で示される非晶質合金からなる事を特徴とした中性子吸
収材である。
At least one of Ir, Au, Ag, 10 atomic % or less (c) At least one of Li, Cd, In, Hg, 5 atoms or less) Hf, 15 atomic % or less At least one type Y selected from the group (2) is P, C, Si, AI, Sn, Sh, Ge
The neutron absorbing material is characterized in that it is made of an amorphous alloy in which at least one of Be is contained in an amount of 5 to 30 atom %, b is 50 atom % or less, and C is 0.1 to 15 atom %.

つまり本発明は中性子吸収断面積の大きい金属を含む非
晶質合金で沖性子吸収材を形成したものである。
That is, in the present invention, the tron absorbing material is formed of an amorphous alloy containing a metal having a large neutron absorption cross section.

すなわち結晶質では存在できない中性子吸収断面積の大
きい金属の成分比を非晶質にすることによって数倍から
数十倍に添加することが可能となり、しかもリボン状の
箔片が得られることから軽量化が達成出来た。
In other words, by making the component ratio of a metal with a large neutron absorption cross section, which cannot exist in a crystalline state, by making it amorphous, it becomes possible to add several times to several tens of times more, and since ribbon-shaped foil pieces can be obtained, it is lightweight. was achieved.

また都合のよいことに箔状を呈し、かつ機械的性質にも
優れた中性子吸収材に形成出来ることも判明した。
It has also been found that it can conveniently be formed into a neutron absorbing material that is foil-like and has excellent mechanical properties.

上記を確認するために中性子吸収断面積の大きい元素で
あるボロンBを第2成分として10〜30原子%(なお
上記Y成分を含む場合は5〜30原子%)及び第3成分
としての上記X成分50原子%以下に第1成分である鉄
(Fe)、ニッケル(Ni)または鉄ニツケル元素を混
合して非晶質合金を作った。
In order to confirm the above, boron B, which is an element with a large neutron absorption cross section, is used as a second component of 10 to 30 at% (5 to 30 at% if the above Y component is included) and the above X as a third component. An amorphous alloy was prepared by mixing the first component of iron (Fe), nickel (Ni), or iron-nickel element to 50 atomic % or less of the component.

この非晶質合金は巾約100mm原さ約20〜80μm
の均一なリボン状に形成され、かつ中性子吸収元素であ
るボロンも均一に分散されている中性子吸収材が得られ
る。
This amorphous alloy has a width of about 100 mm and an original diameter of about 20 to 80 μm.
A neutron absorbing material is obtained which is formed into a uniform ribbon shape and in which boron, which is a neutron absorbing element, is also uniformly dispersed.

なお上記ボロンの添加量は原子比で10%(なお上記Y
成分を含む場合は5%)未満では中性子吸収能力が期待
出来ないので沖性子吸収材を多数重ね合わせて用いなけ
ればならないので不経済である。
The amount of boron added above is 10% in atomic ratio (note that the above Y
If the amount is less than 5%, the neutron absorbing ability cannot be expected, and a large number of Okitron absorbing materials must be stacked together, which is uneconomical.

なお実用上は中性子吸収能力、製造の容易性等の点でボ
ロンを15%以上とする事が好ましい。
In practice, it is preferable that the boron content be 15% or more in terms of neutron absorption capacity, ease of production, etc.

また30%を越えると機械的性質にも優れ且つ均一にボ
ロンの分散した非晶質薄板を得ることは現在の技術力で
は困難である。
Moreover, if it exceeds 30%, it is difficult with current technology to obtain an amorphous thin plate with excellent mechanical properties and uniform boron distribution.

上記ボロンの他に添加成分Yとして熱的安定の為のりん
(P)、炭素(C)、けい素(Si)、アルミニウム(
Al)、錫(Sn)、アンチモン(Sb)、ゲルマニウ
ム(Ge)及びベリリウム(Be)を原子比で0.1〜
15%添加する。
In addition to the boron mentioned above, additional components Y include phosphorus (P), carbon (C), silicon (Si), and aluminum (
Al), tin (Sn), antimony (Sb), germanium (Ge) and beryllium (Be) in an atomic ratio of 0.1 to
Add 15%.

この場合、上記元素のうち少なくとも一種を上記量の範
囲で加えると結晶化温度を高め、更に安定化された為に
非晶質状態が長時間保持される。
In this case, when at least one of the above elements is added in the above amount range, the crystallization temperature is increased and further stabilized, so that the amorphous state is maintained for a long time.

更にX成分の1つとしてクロム原子比で20%以下に保
って添加することも出来る。
Furthermore, chromium can be added as one of the X components while keeping the atomic ratio of chromium at 20% or less.

この場合20%越える場合法の点で注意が必要である。In this case, care must be taken in terms of the law if it exceeds 20%.

上記のクロム(Cr)は、耐蝕性を向上させることが出
来、苛酷の使用状態への用途に好適する。
The above-mentioned chromium (Cr) can improve corrosion resistance and is suitable for use in severe usage conditions.

クロムと20%以上と限定したのは非晶質合金製造技術
の問題があり、これ以上の添加では非晶質といえども合
金化は難かしい。
The reason why chromium is limited to 20% or more is due to problems with the manufacturing technology of amorphous alloys, and if it is added more than this, it is difficult to form an alloy even though it is amorphous.

また更にX成分の1つとしてサマリウム(Sm)、カド
リウム(Gd)、ユウロピューム(Eu)、エルビウム
(Er)、ジスプロシウム(Dy)、ロジウム(Rh)
、レニウム(Re)、イリジウム(■r)、金(Au)
、銀(Ag)の一種以上を10%以下にする。
Furthermore, as one of the X components, samarium (Sm), cadrium (Gd), europium (Eu), erbium (Er), dysprosium (Dy), rhodium (Rh)
, rhenium (Re), iridium (■r), gold (Au)
, one or more types of silver (Ag) should be 10% or less.

これによって中性子の吸収能力を更に高めることが可能
である。
This makes it possible to further increase the neutron absorption capacity.

しかし10%以上となると製造上の問題から均一な非晶
質薄板を得ることは困難である。
However, if it exceeds 10%, it is difficult to obtain a uniform amorphous thin plate due to manufacturing problems.

更にまたX成分としてリチウム(Li)、カドミウム(
Cd)、インジウム(In)、水銀(Hg)を添加する
と次のように特性が向上する。
Furthermore, lithium (Li) and cadmium (
When Cd), indium (In), and mercury (Hg) are added, the properties are improved as follows.

しかしこの添加量は制限しなければならない。However, the amount added must be limited.

すなわち原子比で5%を越えてはならない。In other words, it must not exceed 5% in terms of atomic ratio.

上記のうち1種でもよいし4種を自由に組合せることが
出来る。
One of the above may be used, or four types may be freely combined.

この場合ではいずれも同じような特性を示す。In this case, both exhibit similar characteristics.

リチウム、カドミウム1、インジウム、水銀は夫々中性
子吸収能の大きな元素であるから上記中性子吸収材に更
に添加することにより中性子吸収効果を一層高めること
が出来る。
Since lithium, cadmium 1, indium, and mercury are elements each having a large neutron absorption ability, the neutron absorption effect can be further enhanced by further adding them to the above-mentioned neutron absorbing material.

更に上記X成分としてハフニウム(Hf)を15%以下
で添加することも出来る。
Furthermore, hafnium (Hf) can be added as the above-mentioned X component in an amount of 15% or less.

この理由は、ハフニウムも中性子吸収能の高い元素であ
ることからこれを添加することによりなお一層の効果が
期待される。
The reason for this is that hafnium is also an element with a high neutron absorption ability, and further effects are expected by adding hafnium.

しかしながら、上記X成分の合計は50%を越えると次
の点で好ましくない。
However, if the total of the above-mentioned X components exceeds 50%, it is unfavorable for the following reasons.

しかし上記範囲内であればどのような組合せをしても本
願の所期の目的を達成することが出来る。
However, the intended purpose of the present application can be achieved with any combination within the above range.

即ち、上記X成分の元素の合計が50%を越えると非晶
質といえども現在の技術では一様な薄板状を工業的に得
ることは難かしい。
That is, if the total of the elements of the X component exceeds 50%, even though the material is amorphous, it is difficult to industrially obtain a uniform thin plate shape using current technology.

上記はいずれも中性子吸収能力が全体的に均一であると
共に箔状リボンとなって軽量化が計られ中性子吸収元素
の不所望な移動もないこと、あるいは非晶質合金化する
のみで沖性子吸収元素を分散配置することが出来るので
製造が容易であることが確認された。
All of the above have uniform neutron absorption capacity as a whole, are made into a foil-like ribbon that is lightweight, and do not cause undesired movement of neutron-absorbing elements, or are made into an amorphous alloy that absorbs neutrons. It was confirmed that manufacturing is easy because the elements can be dispersed.

また中性子吸収元素は非晶質にすると上記のように結晶
質の場合と比較して数十倍も多量に入れられるがこれに
も限度があるが、更に能力を増大するために他の元素を
入れることによって従来と比較にならないほど多量に分
散出来るという特徴を有する。
In addition, if the neutron absorbing element is made amorphous, it can be contained in an amount tens of times more than in the crystalline case, as mentioned above, but there is a limit to this, but in order to further increase the ability, other elements can be added. It has the characteristic that it can be dispersed in a much larger amount than conventional methods.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

次に実施例について説明する。 Next, an example will be described.

実施例 1 中性子吸収断面積の大きい元素として原子比でボロン(
B)5%、カドリウム(Gd) 3%、カドミウム(C
d) 5%、金(Au) 5%、ハフニウム(Hf)
15%を鉄(Fe) 57%、りoム(Cr) 10%
に混合し、これを第3図に示すように容器川内で加熱装
置2によって加熱溶融し、この溶融状態にある合金4を
当・接する2個の高速回転(2000rI)m)圧延ロ
ーラ3,3の間に挿入して急速冷却して約40μの厚さ
で約150mm巾のリボン状非晶質合金中性子吸収材5
を形成した。
Example 1 As an element with a large neutron absorption cross section, boron (
B) 5%, cadrium (Gd) 3%, cadmium (C
d) 5%, gold (Au) 5%, hafnium (Hf)
15% iron (Fe) 57%, rim (Cr) 10%
As shown in FIG. 3, this is heated and melted by a heating device 2 inside the container, and the alloy 4 in the molten state is brought into contact with two high speed rotating (2000rI) rolling rollers 3, 3. A ribbon-shaped amorphous alloy neutron absorbing material 5 with a thickness of about 40 μm and a width of about 150 mm is inserted between the holes and rapidly cooled.
was formed.

この非晶質合金製中性子吸収材5はボロン元素の分散が
よく全体にわたって均一となっているので伸性子の吸収
が平均しておりかつ十分な中性子吸収能力を持っている
In this amorphous alloy neutron absorbing material 5, the boron element is well dispersed and uniform throughout, so that elongation absorption is averaged and it has sufficient neutron absorption ability.

又第1図のポイズチューブと同様の長さのリボンを形成
し、中性子吸収能を測定した結果、第2図曲線Bに示す
如く極めて均一な吸収能力を有する事が確認された。
Further, a ribbon having the same length as the poise tube shown in FIG. 1 was formed, and the neutron absorption capacity was measured. As a result, it was confirmed that the ribbon had an extremely uniform absorption capacity as shown by curve B in FIG. 2.

実施例 2 原子比でボロン(B)5%、アルミニウム(AI)
2%、クロム(Cr)5%、カドリニウム(Ga) 1
0%、インジウム(In)2%、ハフニウム(Hf)
3%、ニッケル(Ni) 15%銀(Ag) 5%及び
残りが鉄(Fe)より成る合金を上記同様の方法で非晶
質合金化して非晶質合金製中性子吸収材を形成した。
Example 2 Boron (B) 5%, aluminum (AI) in atomic ratio
2%, chromium (Cr) 5%, cadrinium (Ga) 1
0%, indium (In) 2%, hafnium (Hf)
An alloy consisting of 3% nickel (Ni), 15% silver (Ag), and the balance iron (Fe) was made into an amorphous alloy in the same manner as described above to form an amorphous alloy neutron absorbing material.

これは中性子吸収元素が20%も含まれており極めて高
い中性子吸収能力を発揮し、アルミニウムの熱的安定性
あるいはクロムの耐蝕性もあってすぐれた安定性を得た
中性子吸収材である。
This is a neutron absorbing material that contains 20% of neutron absorbing elements and exhibits an extremely high neutron absorbing ability, and has excellent stability due to the thermal stability of aluminum and the corrosion resistance of chromium.

次に上記実施例を含め、各種組成の非晶質合金の中性子
吸収断面積を従来のB4C1及び近年使用の検討されて
いるHfとの比で第1表に示す。
Next, Table 1 shows the neutron absorption cross sections of amorphous alloys of various compositions, including the above examples, in comparison with conventional B4C1 and Hf, which has been considered for use in recent years.

この結果から明らかな如<B4C自体の中性子吸収能よ
りは劣るものの、前記第2図に示した如く極めて均一な
吸収能が得られ、実用上は有効なものと言える。
As is clear from this result, although it is inferior to the neutron absorption ability of B4C itself, an extremely uniform absorption ability can be obtained as shown in FIG. 2, and it can be said to be practically effective.

実施例 8 実施例1と同様の製造方法によすFe8o−bB2oX
bで示される組成の中性子吸収材を製造し、その中性子
吸収能の増加率をb=oの中性子吸収能に対する相対値
として第4図に示す。
Example 8 Fe8o-bB2oX produced by the same manufacturing method as Example 1
A neutron absorbing material having the composition shown by b was manufactured, and the rate of increase in its neutron absorption capacity is shown in FIG. 4 as a relative value to the neutron absorption capacity where b=o.

なお第4図中曲線a、b、c、d5.fはそれぞれX=
In、 In、 Cd、 Sm、 Eu、 Gdノ場合
を示す。
Note that curves a, b, c, d5. f is each X=
The cases of In, In, Cd, Sm, Eu, and Gd are shown.

実施例 9 実施例1と同様の製造法によすFe73−CB2oEu
7YCで示される組成の中性子吸収材を製造し、その熱
的安定性の評価方法として結晶化温度を調べ第5図に示
す。
Example 9 Fe73-CB2oEu produced by the same manufacturing method as Example 1
A neutron absorbing material having the composition shown by 7YC was produced, and its crystallization temperature was measured as a method of evaluating its thermal stability, as shown in FIG.

なお第5図中曲線g、 hはそれぞれY=AI、 S
iの場合を示す。
In addition, curves g and h in Fig. 5 are Y=AI and S, respectively.
The case of i is shown.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明中性子吸収材は上記で明らかなように中性子吸収
断面積の大きい元素を十分に合金化し得る非晶質合金で
形成することによって非晶質の特徴を生かして中性子吸
収能力の高い中性子吸収材を得ることが出来た。
As is clear from the above, the neutron absorbing material of the present invention is made of an amorphous alloy that can sufficiently alloy elements with a large neutron absorption cross section, thereby making the most of its amorphous characteristics. I was able to obtain.

すなわち従来合金になりにくい中性子吸収断面積の大き
い金属の成分混合比を結晶質では成形不可能とされてい
た混合比まで添加することが非晶質にすることによって
始めて得られた。
That is, it was only possible to add a metal with a large neutron absorption cross section, which is difficult to form into an alloy, to a mixing ratio that was considered impossible to form in a crystalline material by making it amorphous.

そしてさらに上記中性子吸収材は20〜80μmの厚さ
であって箔状でしかも機械的強度が強く、加工性がよく
任意形状に成形出来る。
Furthermore, the above-mentioned neutron absorbing material has a thickness of 20 to 80 μm, is in the form of a foil, has high mechanical strength, has good workability, and can be molded into any shape.

更に上記中性子吸収元素は非晶質合金−中に均一に分散
しているので沖性子吸収能力が均一化されていてしかも
中性子との反応等によって移動することがなく長期にわ
たって所期の特性を維持出来るので長寿命化が可能とな
った。
Furthermore, since the above-mentioned neutron-absorbing elements are uniformly dispersed in the amorphous alloy, the neutron-absorbing ability is uniform, and the desired characteristics are maintained over a long period of time without being transferred due to reactions with neutrons. This makes it possible to extend the lifespan.

また20〜80μmという極めて薄い箔状となっている
ので沖性子吸収材としても重量がポイズンチューブ等に
対し格段に相違して軽量化されるという特徴がある。
Moreover, since it is in the form of an extremely thin foil of 20 to 80 μm, it has the characteristic that it is much lighter in weight than a poison tube or the like as an Okishiko absorbing material.

上記本発明中性子吸収材は次のように用いて好適な結果
が得られる。
The above-mentioned neutron absorbing material of the present invention can be used in the following manner to obtain suitable results.

先ず制御棒の中性子吸収材として用いることが出来る。First, it can be used as a neutron absorber in control rods.

この場合種々の点で極めて有利である。従来のボロンカ
ーバイト入りポイズンチューブに代えて本発明中性子吸
収材を用いると、その構造が一部して極めて簡略化され
、ポイズンチューブ、ブレード等を不用とし、一つの支
持枠だけでたりる。
This case is extremely advantageous in various respects. When the neutron absorbing material of the present invention is used in place of the conventional boron carbide-containing poison tube, the structure can be greatly simplified in part, eliminating the need for poison tubes, blades, etc., and requiring only one support frame.

また必要に応じて上記中性子吸収材を積層して、その能
力を調整することが出来る。
Further, the ability of the neutron absorbing material can be adjusted by laminating the neutron absorbing materials as necessary.

これは中性子吸収材の厚さが極めて薄い箔状である点を
巧みに利用することが出来る。
This can be done by taking advantage of the fact that the neutron absorbing material is extremely thin in the form of a foil.

更にその能力を部分的に変化したい場合には中性子吸収
材の積層を部分的に変化させることによって容易に得ら
れるという特徴もある。
Furthermore, if it is desired to partially change the ability, it can be easily achieved by partially changing the lamination of the neutron absorbing material.

このように積層しても軽量であるから制御棒が大型化す
るおそれは全くない。
Even if they are stacked in this way, there is no risk of the control rod becoming larger because it is lightweight.

また軽量化された制御棒は駆動が容易となり駆動機構が
簡略されると共にスピードリミッタを省くことが可能と
なる。
Furthermore, the lighter control rod is easier to drive, the drive mechanism is simplified, and a speed limiter can be omitted.

この場合の使用温度は約280℃であり、上記中性子吸
収材の結晶温度は約400℃以上もあるので、中性子吸
収元素の不所望な作用低下はほとんどない。
The operating temperature in this case is about 280° C., and the crystal temperature of the neutron absorbing material is about 400° C. or more, so there is almost no undesirable deterioration in the action of the neutron absorbing element.

また臨床の中性子遮蔽材としても使用することが出来る
It can also be used as a clinical neutron shielding material.

すなわち、上記中性子吸収材は箔状であるということ機
械的強度がすぐれていること、及び加工性に極めて優れ
ていることの利を生かして例えば中性子吸収材を300
〜400mmの巾の広いもので作り、この一部にプレス
等で透孔を設け、この透孔を介して中性子を疾患部に照
射する場合に他の部分を中性子から保護する場合に利用
出来る。
That is, taking advantage of the fact that the above-mentioned neutron absorbing material is in the form of a foil, has excellent mechanical strength, and is extremely easy to process, the neutron absorbing material can be
It is made of a wide material with a width of ~400 mm, and a through hole is formed in a part using a press or the like, and when neutrons are irradiated to a diseased area through this through hole, it can be used to protect other parts from the neutrons.

すなわち、例えばガン治療に中性子を患部に照射して使
用する場合である。
That is, for example, when neutrons are used to irradiate an affected area in cancer treatment.

この場合に患部のみに照射してガン細胞を絶滅させる等
を行っているがこのガン細胞以外の正常組織が中性子照
射を受けない様に遮蔽体として用いることが出来る。
In this case, neutrons are irradiated only to the affected area to exterminate cancer cells, but neutrons can be used as a shield to prevent normal tissues other than cancer cells from receiving neutron irradiation.

この場合、上記中性子吸収材は薄いので照射部に密接保
持出来るから患部以外の部分を能率よく保護し得るとい
う特徴を有する。
In this case, since the neutron absorbing material is thin, it can be held closely to the irradiated area, so that it can efficiently protect areas other than the affected area.

なお鉛を含むγ線遮蔽材と本発明上記中性子吸収材とを
併用した中性子及びγ線遮蔽体を作ることが出来る。
Note that it is possible to make a neutron and gamma ray shielding body using a gamma ray shielding material containing lead and the neutron absorbing material of the present invention in combination.

この場合も非晶質の柔軟性を生かして組み込みして極め
て効果がある。
In this case as well, it is extremely effective to incorporate the material by taking advantage of the flexibility of the amorphous material.

現用の原子炉使用済燃料は、放射能が高く廃棄物として
処理あるいは再使用の為に回収するまでに数年間使用済
燃料ラッグの水槽の中に保管し放射能低減を待つ。
Spent fuel from current nuclear reactors is highly radioactive and is stored in spent fuel lag tanks for several years to reduce its radioactivity before it can be treated as waste or recovered for reuse.

その際、燃料集合体の型で水槽の中に保管し、集合体と
集合体の間にはボロン人アルミニウムが間仕切りとして
挿入されており、飛び出して来た中性子を吸収し核反応
が起こらない様にしている。
At that time, they are stored in a water tank in the form of fuel assemblies, and boron aluminum is inserted between the assemblies as a partition to absorb the neutrons that fly out and prevent nuclear reactions from occurring. I have to.

集合体と集合体の間仕切りに本発明の非晶質中性子吸収
材のうち中性子吸収断面の大きい元素を添加した吸収材
を使用すると集合体の距離を短縮することが出来る。
The distance between the assemblies can be shortened by using the amorphous neutron absorbing material of the present invention to which an element with a large neutron absorption cross section is added as a partition between the assemblies.

これは益々需要の高まる原子力発電に伴なう使用済燃料
の保管に使用済燃料ラック容積拡大に対して経済的に貢
献する。
This contributes economically to expanding the capacity of spent fuel racks for storing spent fuel due to the increasing demand for nuclear power generation.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の中性子吸収であるポイズンチューブの一
部を断面して内部を示す側面図、第2図はその中性子吸
収能力特性図、第3図は本発明に係る中性子吸収材の製
造装置の一部を示す側面図、第4図及び第5図は本発明
に係る中性子吸収材の特性例を示す曲線図である。
Fig. 1 is a side view showing the inside of a conventional neutron absorbing poison tube with a part cut away, Fig. 2 is a characteristic diagram of its neutron absorption capacity, and Fig. 3 is a manufacturing apparatus for a neutron absorbing material according to the present invention. 4 and 5 are curve diagrams showing characteristic examples of the neutron absorbing material according to the present invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1TM1oo−a−bBaXb TMはFe、 Niの少なくとも1種 Xは(イ)Cr20原子%以下 (o)Sm、 Gd、 Eu、 Er、 Dy
、 Rh、 Re、 Ir。 Au、 Agの少なくとも1種10原子%以下(ハ)L
i、 Cd、 In、 Hgノ少なふとも1種5原子%
以下 に)Hf15原子%以下 の前記(イ)、(ロ)、(ハ)、に)の群から選ばれた
少くとも1種aは10〜30原子% bは50原子%以下 で示される非晶質合金からなる事を特徴とした中性子吸
収材 2 TM□oo−a −b −cBaXbYc TM
はFe、 Niの少なくとも1種 Xは(イ)Cr20原子%以下 (o)Sm、 Gd、 Eu、 Er、 Dy
、 Rh、 Re、 Ir。 Au、 Agの少なくとも1種10原子%以下(ハ)L
i、 Cd、 In、 Hgノ少なくとも1種、5原子
%以下 に)Hf15原子%以下 の前記(イ)、(ロ)、(ハ)、に)の群から選ばれた
少なくとも1種 Yはp、 c、 Si、 AI、 Sn、 Sb、 G
e、 Beノ少なくとも1種 aは5〜30原子% bは50原子%以下 Cは0.1〜15原子% で示される非晶質合金からなる事を特徴とした中性子吸
収材。
[Claims] 1TM1oo-a-bBaXb TM is Fe, and at least one of Ni is (a) Cr 20 atomic % or less (o) Sm, Gd, Eu, Er, Dy
, Rh, Re, Ir. At least one of Au and Ag 10 atomic % or less (c) L
i, Cd, In, Hg, 1 type, 5 atomic%
(below) at least one type selected from the groups (a), (b), (c), and (b) above, containing Hf of 15 at % or less, a of 10 to 30 at %, and b of 50 at % or less of Neutron absorbing material 2 characterized by being made of a crystalline alloy TM□oo-a -b -cBaXbYc TM
is Fe, at least one of Ni
, Rh, Re, Ir. At least one of Au and Ag 10 atomic % or less (c) L
i, Cd, In, Hg, at least one type selected from the group of (a), (b), (c), and (i), containing at least 5 at% of Hf, and at least one type of Hf, at most 15 at%, Y is p , c, Si, AI, Sn, Sb, G
A neutron absorbing material comprising an amorphous alloy in which at least one of e and Be is present in an amount of 5 to 30 atomic %, b is 50 atomic % or less, and C is 0.1 to 15 atomic %.
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