JPS5960286A - 中性子吸収材 - Google Patents
中性子吸収材Info
- Publication number
- JPS5960286A JPS5960286A JP57168636A JP16863682A JPS5960286A JP S5960286 A JPS5960286 A JP S5960286A JP 57168636 A JP57168636 A JP 57168636A JP 16863682 A JP16863682 A JP 16863682A JP S5960286 A JPS5960286 A JP S5960286A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- powder
- neutron
- absorbing material
- metal
- neutron absorbing
- 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
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】
〔発明の技術分１！ｆ ）
本発明は中性子吸収材、更に詳しくは原子炉で使用され
るイイズンチューブに収納する中性・子吸収材に関する
。
るイイズンチューブに収納する中性・子吸収材に関する
。
原子炉運転の制御は、炉心に中性子吸収材る・挿入して
核分裂反応を抑制若しくは停正せしめたり、又はそれを
引抜くことにより核分裂反応全促進）・Ｉ゛しめるなど
の手法を用いて行なわれる。
核分裂反応を抑制若しくは停正せしめたり、又はそれを
引抜くことにより核分裂反応全促進）・Ｉ゛しめるなど
の手法を用いて行なわれる。
現在、中性子吸収利としては、中性子吸収能の大きいホ
ウ素を含む炭化ホ１り素（Ｂ４（、： ）の粉末が用い
られている。このＢ４Ｃ粉末は、例えばステンレス鋼か
ら成る被覆管の中に充填されて使用される。
ウ素を含む炭化ホ１り素（Ｂ４（、： ）の粉末が用い
られている。このＢ４Ｃ粉末は、例えばステンレス鋼か
ら成る被覆管の中に充填されて使用される。
とのＢ４Ｃ粉末を充填する破河管（ポイズンチューブと
呼ばれる）は複数本集合して組立てられて全体として制
御棒を構成する。
呼ばれる）は複数本集合して組立てられて全体として制
御棒を構成する。
ところで、Ｂ４ＣのＢは中性子を吸収すると、（ｎ、α
）反応によりＨｅを生成して自らはＬｌに変換する。こ
のＬｉは融点１７９ ”Ｃ，であり、通常の炉運転温度
（２８９℃）では液体である。このため、Ｂ４Ｃの（ｎ
、α）反応が進行するにつれて、Ｂ、Ｃは消費され、被
覆管の内部−１一方）１１Ｓ分には次第に空洞が発生す
る。しかも、（ｎ＋α）反応に伴って発生する熱により
Ｂ４Ｃ粉末の焼結、すなわち焼きしまり現象が起って、
その空洞は一層増大する。
）反応によりＨｅを生成して自らはＬｌに変換する。こ
のＬｉは融点１７９ ”Ｃ，であり、通常の炉運転温度
（２８９℃）では液体である。このため、Ｂ４Ｃの（ｎ
、α）反応が進行するにつれて、Ｂ、Ｃは消費され、被
覆管の内部−１一方）１１Ｓ分には次第に空洞が発生す
る。しかも、（ｎ＋α）反応に伴って発生する熱により
Ｂ４Ｃ粉末の焼結、すなわち焼きしまり現象が起って、
その空洞は一層増大する。
唄には、冷却水の流れが制御棒を４辰動さするため、空
洞は一層助長される。このような事態は２１？イズンチ
ユーブの不均一な制御効率をもたらす。
洞は一層助長される。このような事態は２１？イズンチ
ユーブの不均一な制御効率をもたらす。
そのため、被↑゛η管の内部を複数個のステンレス鋼η
）ボールで１プ画し、各区画の中にぞｉｌぞれ１（４Ｃ
粉末を充填Ｉ７て空洞発生を抑制することが試みられて
いるが この場合にあっても、各ボールの直下にはやは
り空洞が発生してしまうため、充分に有効な解決手段と
はいえ々い。しかもＢ４Ｃはパーナブルであって中性子
吸収材としての寿命が短く、放射性廃棄物駄を減少させ
るために、一層寿命の長い中性子吸収剤の開発が望−！
ハ、ている。
）ボールで１プ画し、各区画の中にぞｉｌぞれ１（４Ｃ
粉末を充填Ｉ７て空洞発生を抑制することが試みられて
いるが この場合にあっても、各ボールの直下にはやは
り空洞が発生してしまうため、充分に有効な解決手段と
はいえ々い。しかもＢ４Ｃはパーナブルであって中性子
吸収材としての寿命が短く、放射性廃棄物駄を減少させ
るために、一層寿命の長い中性子吸収剤の開発が望−！
ハ、ている。
本発明は、上記した問題点を解消し、使用期間中の被覆
管内空洞の発生を極少化でき、その結果、均一な制御能
力を有し、しかも長期に暇り中性子吸収能を維持し得る
中性子吸収材の提供を目的とする。
管内空洞の発生を極少化でき、その結果、均一な制御能
力を有し、しかも長期に暇り中性子吸収能を維持し得る
中性子吸収材の提供を目的とする。
本発明の中性子吸収材は、中性子吸収能の大きいセラミ
ックス粉末と金属粉末との成形体又は焼結体であること
を特徴とする。
ックス粉末と金属粉末との成形体又は焼結体であること
を特徴とする。
すなわち、本発明の中性子吸収材は、金属のマトリック
スの中に中性子吸収能の大きいセラミックス粉末を分散
・固定［〜だ構造のものである。
スの中に中性子吸収能の大きいセラミックス粉末を分散
・固定［〜だ構造のものである。
これを被覆管の中に装填してポイズンチューブを構成す
ると、例えば、Ｂ４Ｃの場合、中性子照射によって（ｎ
、α）反応が起り８４Ｃの消費が進んでも、Ｂ４Ｃは金
属マトリックス内に固定されているから巨視的には空洞
の発生はない。しかもＢ４Ｃは分散してマトリックス内
に存在するので焼きしまり現象も抑制されることになる
。
ると、例えば、Ｂ４Ｃの場合、中性子照射によって（ｎ
、α）反応が起り８４Ｃの消費が進んでも、Ｂ４Ｃは金
属マトリックス内に固定されているから巨視的には空洞
の発生はない。しかもＢ４Ｃは分散してマトリックス内
に存在するので焼きしまり現象も抑制されることになる
。
本発明の中性子吸収材は、中性子吸収能の大きいセラミ
ックス粉末と金属粉末とを所定の割合いで混合し、得ら
れた混合粉末を常温又は高温下で加圧成形した所定形状
の成形体又は該成形体を焼結して成る焼結体である。こ
れらのうち、焼結体はとくに好ましい。
ックス粉末と金属粉末とを所定の割合いで混合し、得ら
れた混合粉末を常温又は高温下で加圧成形した所定形状
の成形体又は該成形体を焼結して成る焼結体である。こ
れらのうち、焼結体はとくに好ましい。
用いるセラミックス粉末として回ニ、中性子吸収能の大
きいものであれば何であってもよいが、例７ぐ４ば、Ｂ
４Ｃ、Ｈ，ｆ０２ 、Ｆｌ：＋ｉ□ｏ、のいずれか又は
これらを適宜に混合して成る混合粉末が好ましい。
きいものであれば何であってもよいが、例７ぐ４ば、Ｂ
４Ｃ、Ｈ，ｆ０２ 、Ｆｌ：＋ｉ□ｏ、のいずれか又は
これらを適宜に混合して成る混合粉末が好ましい。
Ｂ＜Ｃ，Ｈｆ０ｐ 、 Ｉ？：ｕｔＯｎのうち、Ｈｆ
Ｏ７，Ｆ３ｕ２０１１は連鎖系列によって生成する娘、
孫娘核種の大半も、中性子捕獲に伴う吸収能の低下がＢ
４Ｃに比べて極めて小さいので、中性子吸収材υ長寿命
化という点では好ましいものである。（に、これらの連
鎖系列における核種変換反応の大半は、Ｂ４Ｃの（１１
，α）反応とは異なり、（ｎ ＋γ）反応でかつＹＩｅ
の生成は起ら々いので、−）ｆススウニリングや管内圧
の」１昇の虞れはなく、との点からもポイズンチューブ
の長寿命化にとって好適である。
Ｏ７，Ｆ３ｕ２０１１は連鎖系列によって生成する娘、
孫娘核種の大半も、中性子捕獲に伴う吸収能の低下がＢ
４Ｃに比べて極めて小さいので、中性子吸収材υ長寿命
化という点では好ましいものである。（に、これらの連
鎖系列における核種変換反応の大半は、Ｂ４Ｃの（１１
，α）反応とは異なり、（ｎ ＋γ）反応でかつＹＩｅ
の生成は起ら々いので、−）ｆススウニリングや管内圧
の」１昇の虞れはなく、との点からもポイズンチューブ
の長寿命化にとって好適である。
用いる金属粉末は格別限定されないが、それ自体が中性
子吸収能の大きいＨｆ 、 Ｅｕの粉末、熱伝導の良好
なに１１の粉末、耐ヘリウム脆化性に爪むＮｉの粉末な
どのいずれか、又はこれらを適宜に組合せて成る混合粉
末などが好ましい。また、これら金属から成る合金の粉
末も好ましいものである。
子吸収能の大きいＨｆ 、 Ｅｕの粉末、熱伝導の良好
なに１１の粉末、耐ヘリウム脆化性に爪むＮｉの粉末な
どのいずれか、又はこれらを適宜に組合せて成る混合粉
末などが好ましい。また、これら金属から成る合金の粉
末も好ましいものである。
また、セラミックス粉末と金属粉末との組成割合いは、
重址比で、セラはツクス粉末８０〜１０重叶チ、金属粉
末２０〜９０重帛係であることが好ましい。金属粉末が
２０重；（チ未満の場合には、マトリックス形成が内錐
となり、９０１１ ［％を超えるとセラミックス粉末の
組成割合いが減するので中性子吸収能の低下を招く。
重址比で、セラはツクス粉末８０〜１０重叶チ、金属粉
末２０〜９０重帛係であることが好ましい。金属粉末が
２０重；（チ未満の場合には、マトリックス形成が内錐
となり、９０１１ ［％を超えるとセラミックス粉末の
組成割合いが減するので中性子吸収能の低下を招く。
これらの粉末は、いずれもその粒径が１０〜１０００μ
ｍ程度であることが相ｑ分散性の点からして好ましい。
ｍ程度であることが相ｑ分散性の点からして好ましい。
実施例１
粒径約０．１ｍｍのｌｐ ｕｔ Ｏｓ粉末ＩＦ１と粒径
約０．０２朋のＨｆ粉末帆５Ｉとを均一に混合し、得ら
れた混合粉末を真空中、１８００ ℃で４ ｔｏｎ ／
ｃｔｄの圧を加えながら３０分間焼結した。直径４闘
厚み３７朋の円柱状中性子吸収材が得られた。
約０．０２朋のＨｆ粉末帆５Ｉとを均一に混合し、得ら
れた混合粉末を真空中、１８００ ℃で４ ｔｏｎ ／
ｃｔｄの圧を加えながら３０分間焼結した。直径４闘
厚み３７朋の円柱状中性子吸収材が得られた。
これを、ＳＵＳ ３０４の被覆管に収納１．て、４５イ
・ズンチューブを構成し、２８９℃で１０２２ｎ ／
ｃｎＹの中性子を照射した。被覆管に空洞の発生はなか
つた。
・ズンチューブを構成し、２８９℃で１０２２ｎ ／
ｃｎＹの中性子を照射した。被覆管に空洞の発生はなか
つた。
なお、この中性子照射過程に朴いて、ｆＩ？イズンチュ
ーブの中性子吸収能のスを命（ＩＱ％減に到るまで・０
時間）は、従来のＢ４Ｃ粉末を充填したものに比べて約
３倍であった。
ーブの中性子吸収能のスを命（ＩＱ％減に到るまで・０
時間）は、従来のＢ４Ｃ粉末を充填したものに比べて約
３倍であった。
実施例
Ｅｔ＋２０ｓに代えて１３．Ｃを用いたことを除いては
、実施例１と同様にして中性子吸収材を製造して？イズ
ンチューブを構成した。２８９°（： 、 １ （１”
ｎ／ｃｕｔの中性子照射試験を行なったところ、ポイズ
ンチューブ内に空洞発生はみもれなかった。
、実施例１と同様にして中性子吸収材を製造して？イズ
ンチューブを構成した。２８９°（： 、 １ （１”
ｎ／ｃｕｔの中性子照射試験を行なったところ、ポイズ
ンチューブ内に空洞発生はみもれなかった。
〔ν゛１１明の′））ＯＩＪ果〕
本発明の中性子吸収材はは、Ｌのように４“１り成され
るので、■使用量間中に該中性子吸収材を収納するｄ′
′イズンチューブ内には空洞が（丑とＸ７ど発生地ｒ、
へ＼〜〜〜しまたが）て長期に暇り均一な中性子吸収能
を発揮する、■金属がマトリックスでおるため熱伝導が
良好で、放射崩壊熱ケ、１、被覆管外部を１１１１流す
る冷却材によって容易に吸収され、その結果、中性子吸
収材への熱蓄積が防」にされて、その材質劣化が抑制さ
れる、■更には金属粉末とじでＨ，ｆ ＋ Ｅｌｌを用
いた部会には、これらは（ｎ＋１）反応を起しＨｅを発
生（２ないので、ポイズンチューブ内のＨｅ圧は高くな
らず、その結果、内圧による被覆管の劣化が抑制される
、■まｊＣ１被覆管への中性子吸収材の充填゛に際して
、従来は粉末充填のため充填作業性が悪るかったが、本
発明の場合には悶レットの充填なのでその作業性は著し
く白土４る。■ポイズンチューブ内には中性子吸収能の
悪いステンレス鋼のボールを配設することが不要となる
ので、４？イズンチユーブの軸方向における中性予成１
１７能の均一性が得られる、などの効果を奏するのでそ
の二［業的価植１は極めて大である０４３９
るので、■使用量間中に該中性子吸収材を収納するｄ′
′イズンチューブ内には空洞が（丑とＸ７ど発生地ｒ、
へ＼〜〜〜しまたが）て長期に暇り均一な中性子吸収能
を発揮する、■金属がマトリックスでおるため熱伝導が
良好で、放射崩壊熱ケ、１、被覆管外部を１１１１流す
る冷却材によって容易に吸収され、その結果、中性子吸
収材への熱蓄積が防」にされて、その材質劣化が抑制さ
れる、■更には金属粉末とじでＨ，ｆ ＋ Ｅｌｌを用
いた部会には、これらは（ｎ＋１）反応を起しＨｅを発
生（２ないので、ポイズンチューブ内のＨｅ圧は高くな
らず、その結果、内圧による被覆管の劣化が抑制される
、■まｊＣ１被覆管への中性子吸収材の充填゛に際して
、従来は粉末充填のため充填作業性が悪るかったが、本
発明の場合には悶レットの充填なのでその作業性は著し
く白土４る。■ポイズンチューブ内には中性子吸収能の
悪いステンレス鋼のボールを配設することが不要となる
ので、４？イズンチユーブの軸方向における中性予成１
１７能の均一性が得られる、などの効果を奏するのでそ
の二［業的価植１は極めて大である０４３９
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 中性子吸収能の大きいセラミックス粉末と金属粉末
との成形体又は焼結体であることを特徴と・１“る中性
子吸収材。 ２ 核セラミックス粉末が、炭化ホウ素、酸化ハフニウ
ム、酸化ユウロピウムの群から選ば１する少なくとも１
種のセラミックスの粉末である’Ｆｆ ｉｔ’請求の範
囲第１項記載の中性子吸収利。 ３ 咳金属粉末が、ハフニウム、ユウロピウム、ニッケ
ル、銅の７１￥からノーばれる少なくとも１種の金属の
粉末又は合金の粉末である特許’ｔ＋Ｗｉ求の範囲第１
項記載の中性子吸収材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57168636A JPS5960286A (ja) | 1982-09-29 | 1982-09-29 | 中性子吸収材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57168636A JPS5960286A (ja) | 1982-09-29 | 1982-09-29 | 中性子吸収材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5960286A true JPS5960286A (ja) | 1984-04-06 |
Family
ID=15871710
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57168636A Pending JPS5960286A (ja) | 1982-09-29 | 1982-09-29 | 中性子吸収材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5960286A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2636466A1 (fr) * | 1988-09-15 | 1990-03-16 | Cezus Co Europ Zirconium | Procede de fabrication d'une pastille absorbeuse de neutrons, pastille obtenue et utilisation |
| JPH04109204U (ja) * | 1991-03-05 | 1992-09-22 | 黒田精工株式会社 | シリンダ装置 |
| JPH061807U (ja) * | 1992-06-11 | 1994-01-14 | シーケーディ株式会社 | シリンダ用リード線クランプ |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4842009A (ja) * | 1971-09-29 | 1973-06-19 |
-
1982
- 1982-09-29 JP JP57168636A patent/JPS5960286A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4842009A (ja) * | 1971-09-29 | 1973-06-19 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2636466A1 (fr) * | 1988-09-15 | 1990-03-16 | Cezus Co Europ Zirconium | Procede de fabrication d'une pastille absorbeuse de neutrons, pastille obtenue et utilisation |
| JPH02108999A (ja) * | 1988-09-15 | 1990-04-20 | Europ De Zirconium Cezus:Co | 中性子吸収ペレットの製造方法 |
| JPH04109204U (ja) * | 1991-03-05 | 1992-09-22 | 黒田精工株式会社 | シリンダ装置 |
| JPH061807U (ja) * | 1992-06-11 | 1994-01-14 | シーケーディ株式会社 | シリンダ用リード線クランプ |
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