JPS60200193A - 核燃料要素の被覆管 - Google Patents
核燃料要素の被覆管Info
- Publication number
- JPS60200193A JPS60200193A JP59056168A JP5616884A JPS60200193A JP S60200193 A JPS60200193 A JP S60200193A JP 59056168 A JP59056168 A JP 59056168A JP 5616884 A JP5616884 A JP 5616884A JP S60200193 A JPS60200193 A JP S60200193A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nuclear fuel
- fuel element
- cladding
- zirconium
- fuel
- 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
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】
本発明は核燃料要素の被覆管の改良に関する。
核燃料の反応度（無限増倍率）は燃料の燃焼によって減
少するため、燃焼初期の過剰反応を抑制するために可燃
性中性子毒物質（以下、可燃毒物という）が使用される
。古くはパーナブルカーテン、パーナブルポイズン林、
等が使用されていたが、これらは使用後に放射性廃棄物
となるので、最近では、燃料の二酸化ウラン（ＵＯ□）
ペレットに可燃毒物の三酸化ニガトリニウム （Ｇｄ ２０３ ）（以下、酸化カドリニウムという）
を混入した燃料が使用されている。然し、酸化ガドリニ
ウムを混入した分だけ、二酸化ウラン量が減少し、それ
故、燃料全体の寿命が短縮される。また、ガドリニウム
は熱中性子吸収断面積が著しく太きく（２，４ＸＩＯＳ
バーン）、５ 、ＯＯＯＭＷｄ／ｌで速やかに燃えきっ
てしまい、必要期間毒作用を保持し続けることができな
い。一方軽水炉用燃料は二酸化ウランペレットが燃焼と
もに膨張（スウェリング）するので被覆管を押し広げ、
いわゆるＰ ＣＩ （ｐｅｌｌｅｔ−ｃｌａｄｄｉｎｇ
ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ）を生じ、被覆管のクラック、
ピンホール発生、等を発生して燃料棒内の核分裂生成物
が放出されるような欠陥をしばしば生ずる。そのために
応力緩和層として被覆管材料より軟らかい金属の内貼り
層が施されている。本発明者らは、ヒ記の酸化ガドリニ
ウムを含む二酸化ウラン核燃料の欠点を、内貼り層に、
ガドリニウムより熱中性子吸収断面積の小さい可燃毒物
を含ませることにより改良した。
少するため、燃焼初期の過剰反応を抑制するために可燃
性中性子毒物質（以下、可燃毒物という）が使用される
。古くはパーナブルカーテン、パーナブルポイズン林、
等が使用されていたが、これらは使用後に放射性廃棄物
となるので、最近では、燃料の二酸化ウラン（ＵＯ□）
ペレットに可燃毒物の三酸化ニガトリニウム （Ｇｄ ２０３ ）（以下、酸化カドリニウムという）
を混入した燃料が使用されている。然し、酸化ガドリニ
ウムを混入した分だけ、二酸化ウラン量が減少し、それ
故、燃料全体の寿命が短縮される。また、ガドリニウム
は熱中性子吸収断面積が著しく太きく（２，４ＸＩＯＳ
バーン）、５ 、ＯＯＯＭＷｄ／ｌで速やかに燃えきっ
てしまい、必要期間毒作用を保持し続けることができな
い。一方軽水炉用燃料は二酸化ウランペレットが燃焼と
もに膨張（スウェリング）するので被覆管を押し広げ、
いわゆるＰ ＣＩ （ｐｅｌｌｅｔ−ｃｌａｄｄｉｎｇ
ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ）を生じ、被覆管のクラック、
ピンホール発生、等を発生して燃料棒内の核分裂生成物
が放出されるような欠陥をしばしば生ずる。そのために
応力緩和層として被覆管材料より軟らかい金属の内貼り
層が施されている。本発明者らは、ヒ記の酸化ガドリニ
ウムを含む二酸化ウラン核燃料の欠点を、内貼り層に、
ガドリニウムより熱中性子吸収断面積の小さい可燃毒物
を含ませることにより改良した。
即ち、本発明によれば、ジルコニウム合金の外側管と、
カドミウム、サブリニウム、ディスプロシウム、ユーロ
ピウム、ホウ素からなる群から選択される可燃毒物を含
むジルコニウムと両立するジルコニウムより軟らかい金
属または合金の内貼り層からなる核燃料要素被覆管が提
供される。
カドミウム、サブリニウム、ディスプロシウム、ユーロ
ピウム、ホウ素からなる群から選択される可燃毒物を含
むジルコニウムと両立するジルコニウムより軟らかい金
属または合金の内貼り層からなる核燃料要素被覆管が提
供される。
−１−記可燃毒物の熱中性子吸収断面積はサマリウム４
１，５００パーン、カドミウム２０，０００パーン、ホ
ウ２３，８３７バーン、ディスプロシウム２．８００パ
ーンであり、はじめの二つが適している。カドミウムは
融点が低いので単体では使用できないが、ジルコニウム
等の金属との合金として、ジルコニウム合金の被覆管の
内面に内貼りすれば、可燃性毒物としての作用と同時に
ＰＣＩによる応力の緩和に役立つので特にすぐれている
。
１，５００パーン、カドミウム２０，０００パーン、ホ
ウ２３，８３７バーン、ディスプロシウム２．８００パ
ーンであり、はじめの二つが適している。カドミウムは
融点が低いので単体では使用できないが、ジルコニウム
等の金属との合金として、ジルコニウム合金の被覆管の
内面に内貼りすれば、可燃性毒物としての作用と同時に
ＰＣＩによる応力の緩和に役立つので特にすぐれている
。
内貼り材料はジルコニウム合金と両立性のある該合金よ
り軟らかい金属であれば何でもよい。内貼り層は外側管
材料と同時に圧延するか、内貼り層を内管として製造し
、外側管内に挿入してもよい。これらはよく知られた技
術であるから、特に説明を要しない。内貼り層の厚みは
通常外側管の肉厚の５〜３０％である。
り軟らかい金属であれば何でもよい。内貼り層は外側管
材料と同時に圧延するか、内貼り層を内管として製造し
、外側管内に挿入してもよい。これらはよく知られた技
術であるから、特に説明を要しない。内貼り層の厚みは
通常外側管の肉厚の５〜３０％である。
本発明の被覆管は核燃料集合体を構成する核燃料要素全
体に施してもよく、またはその一部にのみ適用して、出
力分布、反応度を制御してもよい。
体に施してもよく、またはその一部にのみ適用して、出
力分布、反応度を制御してもよい。
次に図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第１図は木発明の核燃料要素被覆管を使用した核燃料要
素の断面図である。該要素はジルコニウム合金の被覆管
の外側管ｌと、その内貼り層２と、その内部に納められ
た二酸化ウランペレッＩ・からなる。
素の断面図である。該要素はジルコニウム合金の被覆管
の外側管ｌと、その内貼り層２と、その内部に納められ
た二酸化ウランペレッＩ・からなる。
第２図は本発明の被覆管を使用した二酸化ウラン核燃料
要素（曲線１３）と従来の酸化カドリニウムを含む二酸
化ウランペレットを納めた通常の内貼り層を有する被覆
管からなる燃料要素（曲線１２）と可燃毒物を含まない
核燃料ペレットと通常の内貼り層を有する燃Ｆ１要素（
曲線１１）の反応度（無限増倍率）と燃焼度の関係を示
す。
要素（曲線１３）と従来の酸化カドリニウムを含む二酸
化ウランペレットを納めた通常の内貼り層を有する被覆
管からなる燃料要素（曲線１２）と可燃毒物を含まない
核燃料ペレットと通常の内貼り層を有する燃Ｆ１要素（
曲線１１）の反応度（無限増倍率）と燃焼度の関係を示
す。
ペレット内可燃毒物を含まない核燃料の反応度は直線的
に［降する。ペレット内可燃毒物を含む核燃料は含む核
燃料は燃焼度的５ 、 ＯＯＯＭＷｄ／ｌで毒作用が無
くなってしまう。本発明の被覆屑を使用した核燃料は燃
焼度２５，０００ＭＷｄ／ｌまで毒作用を維持する。
に［降する。ペレット内可燃毒物を含む核燃料は含む核
燃料は燃焼度的５ 、 ＯＯＯＭＷｄ／ｌで毒作用が無
くなってしまう。本発明の被覆屑を使用した核燃料は燃
焼度２５，０００ＭＷｄ／ｌまで毒作用を維持する。
第１図は木発明の核燃料要素被覆管を使用した核燃料要
素の断面図である。 図中１；外側管、２：内貼り層、
３：核燃料ペレット。 第２図は本発明の被覆管を使用した二酸化ウラン核燃料
要素（曲線１３）と従来の酸化ガドリニウムを含む］−
酸化ウランベレットを納めた通常の内貼り層を有する被
覆管からなる燃料要素（曲線１２）とＴｒｆ燃８１物を
含まない核燃料ペレッＩ・と通常の内貼り層を有する燃
料要素（曲線１１）の反応度（無限増倍率）と燃焼度の
関係を示す。 時許出順人 原子燃料工業株式会社 代理人 弁理士 松井政広 第１図 第２図 撚ｆ衰（ＭＷｄ／ｌ ）
素の断面図である。 図中１；外側管、２：内貼り層、
３：核燃料ペレット。 第２図は本発明の被覆管を使用した二酸化ウラン核燃料
要素（曲線１３）と従来の酸化ガドリニウムを含む］−
酸化ウランベレットを納めた通常の内貼り層を有する被
覆管からなる燃料要素（曲線１２）とＴｒｆ燃８１物を
含まない核燃料ペレッＩ・と通常の内貼り層を有する燃
料要素（曲線１１）の反応度（無限増倍率）と燃焼度の
関係を示す。 時許出順人 原子燃料工業株式会社 代理人 弁理士 松井政広 第１図 第２図 撚ｆ衰（ＭＷｄ／ｌ ）
Claims (1)
- ジルコニウム合金の外側管と、カドミウム、す＝ｙ Ｉ
Ｊニウム、ディスプロシウム、ユーロピウム、ホウ素か
らなる群から選択される可燃性中性子毒物質を含むジル
コニウムと両立するジルコニウムより軟らかい金属また
は合金の内貼り層からなる核燃料要素被覆管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59056168A JPS60200193A (ja) | 1984-03-26 | 1984-03-26 | 核燃料要素の被覆管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59056168A JPS60200193A (ja) | 1984-03-26 | 1984-03-26 | 核燃料要素の被覆管 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60200193A true JPS60200193A (ja) | 1985-10-09 |
Family
ID=13019562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59056168A Pending JPS60200193A (ja) | 1984-03-26 | 1984-03-26 | 核燃料要素の被覆管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60200193A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016176961A (ja) * | 2010-06-16 | 2016-10-06 | コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ | 核燃料棒のための開孔を有する固体インターフェースジョイント |
-
1984
- 1984-03-26 JP JP59056168A patent/JPS60200193A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016176961A (ja) * | 2010-06-16 | 2016-10-06 | コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ | 核燃料棒のための開孔を有する固体インターフェースジョイント |
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