JPS61129593A - Nuclear fuel element - Google Patents

Nuclear fuel element

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JPS61129593A
JPS61129593A JP59250480A JP25048084A JPS61129593A JP S61129593 A JPS61129593 A JP S61129593A JP 59250480 A JP59250480 A JP 59250480A JP 25048084 A JP25048084 A JP 25048084A JP S61129593 A JPS61129593 A JP S61129593A
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core
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nuclear fuel
uranium
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear 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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] 本発明は核分裂性物質と親核分裂性物質を軸方向に非均
質な構造に配置した核燃料要素に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a nuclear fuel element in which fissile material and fissile-friendly material are arranged in an axially non-homogeneous structure.

[発明の技術的背景] 従来、第3図に示すような高速増殖炉が使用されている
。すなわち、第3図生得号1は原子炉容器を示しており
、この原子炉容器1内には冷却材である液体ナトリウム
2が満たされている。また、この原子炉容器1内には中
心部に炉心3が構成され、炉心3の上部には炉心上部機
構4が設けられ、この炉心上部機構4の外周囲に一次冷
却材ボンブ5、中間熱交換器6等が配置されている。こ
の原子炉容器1の上部は上部遮蔽体としてのルーフスラ
ブ7で密閉されており、このルーフスラブ7と液体ナト
リウム2の液面との間にはカバーガスが封入されている
。このルーフスラブ7の中央部には前記炉心上部機構4
と対向した位置制御棒駆動機構8が支持されている。
[Technical Background of the Invention] Conventionally, a fast breeder reactor as shown in FIG. 3 has been used. That is, reference number 1 in FIG. 3 indicates a reactor vessel, and this reactor vessel 1 is filled with liquid sodium 2, which is a coolant. In addition, a reactor core 3 is configured in the center of the reactor vessel 1, and a core upper mechanism 4 is provided in the upper part of the reactor core 3.A primary coolant bomb 5, an intermediate heat Exchanger 6 etc. are arranged. The upper part of the reactor vessel 1 is sealed with a roof slab 7 as an upper shield, and a cover gas is sealed between the roof slab 7 and the liquid level of the liquid sodium 2. The core upper mechanism 4 is located in the center of the roof slab 7.
A position control rod drive mechanism 8 facing the is supported.

この制御棒駆動機構8は第4図に示すようにルーフスラ
ブ7上の駆動部と、ルーフスラブ7の下面側の上部案内
管12および延長管13とで構成されている。
As shown in FIG. 4, the control rod drive mechanism 8 is comprised of a drive section on the roof slab 7, an upper guide tube 12 and an extension tube 13 on the lower surface side of the roof slab 7.

この制御棒駆動機構8は制御棒10を炉心3の燃料部9
中に挿入または用法操作して、炉心3の反応度の制御を
行なうものである。
This control rod drive mechanism 8 moves the control rods 10 into the fuel section 9 of the reactor core 3.
The reactivity of the reactor core 3 is controlled by inserting or manipulating the reactor core 3 into the reactor core 3.

そして、この炉心3として、軸方向に非均質な構造をも
った軸方向非均質炉心では、それぞれ多数本からなる核
分裂性物質を多く含む炉心燃料によって構成される外側
炉心燃料集合体と、核分裂−性物質を多く含む炉心燃料
及び中性子吸収によって核分裂性物質に変換される親核
分裂性物質を多く含むブランケット燃料によって構成さ
れている。
As this core 3, in an axially non-homogeneous core having a non-homogeneous structure in the axial direction, an outer core fuel assembly consisting of a large number of core fuels containing a large amount of fissile material, and a nuclear fission The core fuel contains a large amount of fissile material and the blanket fuel contains a large amount of fissile material that is converted into fissile material by neutron absorption.

前記ブランケット燃料を軸方向中央付近に配置すること
より、軸方向上下から炉心燃料によってはさまれた内側
炉心燃料集合体と、中性子吸収物質を含み核分裂反応を
制御する制御棒とによって形成されている。第5図は外
側炉心燃料集合体14概念的断面図、第6図は内側炉心
燃料集合体15の概念的断面図であり、ここで、16は
炉心燃料、17はブランケット燃料をそれぞれ示してい
る。
By arranging the blanket fuel near the center in the axial direction, it is formed by an inner core fuel assembly sandwiched between the core fuel from above and below in the axial direction, and a control rod that contains a neutron absorbing material and controls the nuclear fission reaction. . FIG. 5 is a conceptual cross-sectional view of the outer core fuel assembly 14, and FIG. 6 is a conceptual cross-sectional view of the inner core fuel assembly 15, where 16 represents the core fuel and 17 represents the blanket fuel. .

すなわち、第5図および第6図においてはラッパ管31
に炉心燃料16およびブランケット燃料17が収容され
た状態である。
That is, in FIGS. 5 and 6, the trumpet tube 31
Core fuel 16 and blanket fuel 17 are housed in the reactor.

なお、図中37はハンドリングヘッドで、38はエント
ランスノズルを示している。
In addition, in the figure, 37 is a handling head, and 38 is an entrance nozzle.

このような燃料集合体によって構成された高速増殖炉の
軸方向非均質炉心3の横断面の一例を示したものが第7
図である。すなわち、第7図において、第5図に示した
外側炉心燃料集合体14によって構成される外側炉心領
1ii!14’  (図中太線より外側)は第6図に示
した内側炉心燃料集合体15によって構成される内側炉
心領域15を取り囲んでおり、制御棒10A、10B、
10C。
An example of the cross section of the axially non-homogeneous core 3 of a fast breeder reactor constituted by such fuel assemblies is shown in Fig. 7.
It is a diagram. That is, in FIG. 7, the outer core area 1ii! is constituted by the outer core fuel assembly 14 shown in FIG. 5! 14' (outside the thick line in the figure) surrounds the inner core region 15 constituted by the inner core fuel assembly 15 shown in FIG. 6, and includes the control rods 10A, 10B,
10C.

10Xはこれらの領域の中に多数分散配置されている。10X are distributed in large numbers within these areas.

制御棒10A、10B、IOCは、多数ある制御棒の内
で炉の起動、停止、出力制御の目的に用いられる主炉停
止制御棒である。
The control rods 10A, 10B, and IOC are main reactor shutdown control rods among the many control rods used for the purpose of starting, stopping, and controlling the power of the reactor.

制御棒10Xは、多数ある制御棒の内で、炉の緊急停止
の目的のみに用いられ、通常運転時には、炉心から常に
全引抜状態にある後備炉停止用制御棒である。これらの
主炉停止用制御棒において、符号10Aは炉心中心に、
符号10Bは炉心中心から見て2番目の距離に、符号1
0Cは炉心中心から最も遠い距離に、各々位置された主
炉停止用制御棒10を示している。また第7図に示した
ように、炉中心から見て最も遠い距離に配置された制御
棒10Cは、通常内側炉心領域15′と外側炉心領域1
4′の境界に位置されることが多い。
Among the many control rods, the control rod 10X is used only for the purpose of emergency shutdown of the reactor, and is a backup reactor shutdown control rod that is always fully withdrawn from the core during normal operation. In these main reactor shutdown control rods, the code 10A is located at the center of the core,
The code 10B is located at the second distance from the core center, and the code 1
0C indicates the main reactor shutdown control rods 10 located at the farthest distance from the core center. Further, as shown in FIG. 7, the control rods 10C arranged at the farthest distance from the reactor center are normally located in the inner core region 15' and the outer core region 15'.
It is often located at the border of 4'.

つぎに第8図に核燃料要素の全体図を、第9図に核燃料
要素を複数本集合して結束しラッパ管内に組込んで燃料
集合体に構成した場合の全体図を示して詳しく説明する
Next, FIG. 8 shows an overall view of a nuclear fuel element, and FIG. 9 shows an overall view of a fuel assembly in which a plurality of nuclear fuel elements are gathered together, bundled, and assembled into a trumpet tube to form a fuel assembly, and will be described in detail.

第8図に示すように、核燃料要素18は核燃料物質19
.20.21を被覆管22内に充填し、その上、下山端
部は上部端栓23および下部端栓24と被覆管22とを
溶接して密封構造となっている。
As shown in FIG. 8, the nuclear fuel element 18 is a nuclear fuel material 19.
.. 20 and 21 are filled into the cladding tube 22, and the lower end portion is sealed by welding the upper end plug 23 and the lower end plug 24 to the cladding tube 22.

また、核燃料要素18には、核燃料物質19゜20.2
1の核分裂によって発生した生成ガスを被覆管22内に
保持するためのガス溜25が設けられている。図中符号
26は前記核燃料物質1つ。
Further, the nuclear fuel element 18 includes a nuclear fuel material 19°20.2
A gas reservoir 25 is provided for holding the generated gas generated by nuclear fission in the cladding tube 22. The reference numeral 26 in the figure represents one of the nuclear fuel materials.

20.21を充填した範囲を示す核燃料充填部で、この
核燃料充填部26とガス溜25とは通気孔27を有する
中間端栓28を設けて接続されている。このように構成
された核燃料要素18の被覆管22の外面には全長にわ
たってワイヤスペーサ29が巻回され、このワイヤスペ
ーサ29の両端はそれぞれ上下両端栓23.24に溶接
30で固定されている。
At the nuclear fuel filling part 20.21, the nuclear fuel filling part 26 and the gas reservoir 25 are connected to each other by providing an intermediate end plug 28 having a vent hole 27. A wire spacer 29 is wound around the entire length of the outer surface of the cladding tube 22 of the nuclear fuel element 18 configured as described above, and both ends of the wire spacer 29 are fixed to upper and lower end plugs 23 and 24 by welding 30, respectively.

そして、第9図に示すように、核燃料要素18は複数本
が集合し結束してラッパ管31に組込まれ、またラッパ
管31の上端部にはハンドリングヘッド37が、また下
端部にはニジトランスノズル38が接続されて核燃料集
合体を構成する。この核燃料集合体は原子炉内で冷却材
がエントランスノズルから流入し核燃料要素18間を流
れてハンドリングヘッド37から流出する。
As shown in FIG. 9, a plurality of nuclear fuel elements 18 are collected and bundled and assembled into a trumpet tube 31, and a handling head 37 is installed at the upper end of the trumpet tube 31, and a rainbow transformer is installed at the lower end of the trumpet tube 31. Nozzles 38 are connected to form a nuclear fuel assembly. In this nuclear fuel assembly, coolant enters the reactor through an entrance nozzle, flows between the nuclear fuel elements 18, and exits from the handling head 37.

[背景技術の問題点コ 前記構成の軸方向非均質核燃料要素においては、その特
徴的な出力分布形状により、核分裂によって生じた核分
裂生成物であるセシウム(以下C3と記す)が照射中波
覆管と燃料ペレットの間隙を軸方向に移動する。とくに
炉心燃料にはさまれた内部ブラケット燃料領域は、CS
シンクの役割を果たす。内部ブランケット燃料領域へ移
動したC3は、とくに炉心燃料領域との境界部において
、二酸化ウランと反応して、Cs −tJ−0系の反応
化合物を生成する(系えばCs 2 UO4、Cs 2
U207等)。これは通常、二酸化ウラン(UO2+x
)の酸素とウラン比(2+x)が、化学量論的組成比(
2,00>よりXだけ大きい二酸化ウランペレットを使
用しているため、余剰酸素が関与している。
[Problems in the Background Art] In the axially non-homogeneous nuclear fuel element having the above configuration, due to its characteristic power distribution shape, cesium (hereinafter referred to as C3), a fission product produced by nuclear fission, is irradiated into the wave cladding tube. and the gap between the fuel pellets in the axial direction. In particular, the internal bracket fuel area sandwiched between the core fuel
Acts as a sink. The C3 that has moved to the internal blanket fuel region reacts with uranium dioxide, especially at the boundary with the core fuel region, to generate reactive compounds of the Cs-tJ-0 system (for example, Cs 2 UO4, Cs 2
U207 etc.). This is usually uranium dioxide (UO2+x
), the oxygen to uranium ratio (2+x) is the stoichiometric composition ratio (
Since uranium dioxide pellets that are larger than 2,00> by X are used, excess oxygen is involved.

この反応化合物は、被覆管と燃料ペレットの間隙を埋め
て、被覆管の内側から荷重を与え、燃料の寿命に影響を
与えることが懸念される。第10図は上記核燃料要素の
出力分布とC3の分布を相対値で示したものである。第
10図から明らかなように炉心燃料と炉心燃料との間に
はさまれたブランケット燃料ではCsの生成量が大きく
なる。
There is a concern that this reactive compound fills the gap between the cladding tube and the fuel pellet, applies a load from the inside of the cladding tube, and affects the life of the fuel. FIG. 10 shows the output distribution of the nuclear fuel element and the distribution of C3 in relative values. As is clear from FIG. 10, the amount of Cs produced increases in the blanket fuel sandwiched between the core fuels.

[発明の目的] 本発明は、上記従来技術の問題点を解決するために為さ
れたもので、Cs −U−0系の反応化合物の抑まりあ
るいは反応化合物の生成による被覆管への荷重を緩和す
ることにより、燃料の寿命に′影響のある因子を除去し
、燃料の寿命延長を図った核燃料要素を提供することに
ある。
[Object of the Invention] The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art described above, and is aimed at suppressing the reaction compounds of the Cs-U-0 system or reducing the load on the cladding tube due to the generation of the reaction compounds. The object of the present invention is to provide a nuclear fuel element that extends the life of the fuel by eliminating factors that affect the life of the fuel.

[発明の概要] 本発明は、多数個のプルトニウム・ウラン混合酸化物ペ
レットから成る炉心燃料及び多数個の二酸化ウランペレ
ットから成るブランケット燃料によって、被覆管内に充
填、構成されており、前記ブランケット燃料が炉心中心
付近に配置することにより、軸方向上下から前記炉心燃
料によってはさまれた構導を有する軸方向非均質核燃料
要素において、炉心燃料との境界部の前記ブランケット
燃料の二酸化ウランの酸素とウラン比を化学量論的組成
比に近い二酸化ウランペレットを上下境界部にそれぞれ
1個以上配置したことを特徴とする核燃料要素である。
[Summary of the Invention] The present invention is constructed by filling a cladding tube with a core fuel consisting of a large number of plutonium-uranium mixed oxide pellets and a blanket fuel consisting of a large number of uranium dioxide pellets, and the blanket fuel is In an axially heterogeneous nuclear fuel element having a structure in which it is sandwiched by the core fuel from above and below in the axial direction by placing it near the center of the reactor core, oxygen and uranium in the uranium dioxide of the blanket fuel at the boundary with the core fuel are removed. This is a nuclear fuel element characterized in that one or more uranium dioxide pellets having a composition ratio close to the stoichiometric composition are arranged at each of the upper and lower boundaries.

また本発明は前記炉心燃料及びブランケット燃料の境界
部のそれぞれのプルトニウム・ウラン混合酸化物ペレッ
ト及び二酸化ウランペレットの外径を小さくし、被覆管
と前記燃料ペレットとの間隙を他の領域より大きくした
ことを特徴とする核燃料要素である。
Furthermore, the present invention reduces the outer diameter of each plutonium-uranium mixed oxide pellet and uranium dioxide pellet at the boundary between the core fuel and the blanket fuel, and makes the gap between the cladding tube and the fuel pellet larger than in other areas. It is a nuclear fuel element characterized by:

本発明による核燃料要素によって、前記軸方向非均質構
造を有する核燃料要素に特徴的なC3−U−O系の反応
化合物の生成を抑えあるいは又前記反応化合物による被
覆管への荷重を緩和することにより、核燃料要素の寿命
をのばすことが出来る。
The nuclear fuel element according to the present invention suppresses the generation of C3-U-O-based reactive compounds characteristic of nuclear fuel elements having an axially non-homogeneous structure, or alleviates the load on the cladding due to the reactive compounds. , can extend the life of nuclear fuel elements.

[発明の実施例] 以下、第1図及び第2図を参照しながら、本発明に係る
核燃料要素の各実施例を説明する。なお、第1図および
第2図ともに第8図と同一部分は同一符号で示し、重複
する部分の説明を省略し、また要部のみ示している。
[Embodiments of the Invention] Hereinafter, embodiments of the nuclear fuel element according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. In both FIGS. 1 and 2, parts that are the same as those in FIG. 8 are indicated by the same reference numerals, explanations of overlapping parts are omitted, and only essential parts are shown.

第1図における第1実施例の核燃料要素32は、被覆管
22内に充填されたプルトニウム・ウラン混合酸化物ペ
レットから成る炉心燃料20にはさまれて、二酸化ウラ
ンペレットからなるブランケット燃料19.33が被覆
管22内に充填されている。
The nuclear fuel element 32 of the first embodiment in FIG. 1 is sandwiched between core fuel 20 made of plutonium-uranium mixed oxide pellets filled in a cladding tube 22, and blanket fuel 19.33 made of uranium dioxide pellets. is filled in the cladding tube 22.

ここで、前記ブランケット燃料19.33のうち、前記
炉心燃料20との境界部のブランケット燃料33を構成
する二酸化ウランペレットには酸素とウランの比が化学
量論的組成比(2,00)に近いものが配置構成されて
いる。
Here, among the blanket fuel 19.33, the uranium dioxide pellets constituting the blanket fuel 33 at the boundary with the core fuel 20 have an oxygen to uranium ratio of stoichiometric composition (2,00). Similar items are arranged and configured.

通常ブランケット燃料に使用される二酸化ウランペレッ
トの酸素とウランの比は2.00〜2.02にあり、こ
のうち本発明に使用され仝ブランケラト燃料33の二酸
化ウランペレットの酸素とウランの比は2.00〜2.
01のものを選択的に使用することよって、Cs −U
−0系の反応化合物の生成が従来より相当低減出来る。
The ratio of oxygen to uranium in the uranium dioxide pellets normally used for blanket fuel is 2.00 to 2.02, and the ratio of oxygen to uranium in the uranium dioxide pellets used in the present invention as blanket fuel 33 is 2.00 to 2.02. .00~2.
By selectively using those of 01, Cs −U
The generation of -0 type reaction compounds can be considerably reduced compared to the conventional method.

もちろん酸素とウランの比を化学量論的組成比(2,0
0)の二酸化ウランペレットを製造することが可能であ
る。二酸化ウランの製造管理により、酸素とウランの比
が限りなく化学量論的組成比に近い二酸化ウランペレッ
トを使用することができる。
Of course, the ratio of oxygen and uranium is the stoichiometric composition ratio (2,0
It is possible to produce uranium dioxide pellets of 0). By controlling the production of uranium dioxide, it is possible to use uranium dioxide pellets in which the ratio of oxygen to uranium is extremely close to the stoichiometric composition.

また、前記境界部の二酸化ウランペレットは、上下境界
部名1個以上必要とするが、最も効果のある個数は2〜
3個程度である。
In addition, one or more uranium dioxide pellets at the boundary are required at the upper and lower boundaries, but the most effective number is 2 to 2.
There are about 3 pieces.

なお、炉心燃料20にはさまれたブランケット燃料19
.33の全てにわたって酸素とウランの比が2.00〜
2.01の二酸化ウランペレット1    を使用する
ことに際しては、本発明の範囲に含まれることはもちろ
んである。
Note that the blanket fuel 19 sandwiched between the core fuel 20
.. The ratio of oxygen to uranium is 2.00 to 2.00 for all 33
It goes without saying that the use of 2.01 uranium dioxide pellets is within the scope of the present invention.

第2図は本発明の第2の実施例を示したものである。FIG. 2 shows a second embodiment of the invention.

第2図における第2実施例の核燃料要素34は、ブラン
ケット燃料19.35と炉心燃料20.36との上下各
々境界部に位置するブランケット燃料35を形成する二
酸化ウランペレットと炉心燃料36を形成するプルトニ
ウム・ウラン混合酸化物ペレットの外径を他の燃料20
.19のペレットよりも小さくしたものである。この実
施例では被覆管22との間隙39を他の領域より大きく
することによって、ブランケット燃料35と炉心燃料3
6の境界部に生成したCs −U−0系の反応化合物を
この間隙39で吸収し、被覆管への荷重を緩和するもの
である。
The nuclear fuel element 34 of the second embodiment in FIG. 2 forms core fuel 36 with uranium dioxide pellets forming blanket fuel 35 located at the upper and lower boundaries of blanket fuel 19.35 and core fuel 20.36, respectively. The outer diameter of the plutonium-uranium mixed oxide pellets is 20% smaller than that of other fuels.
.. These pellets are smaller than No. 19 pellets. In this embodiment, by making the gap 39 with the cladding tube 22 larger than other areas, the blanket fuel 35 and the core fuel 3
This gap 39 absorbs the Cs-U-0-based reaction compound generated at the boundary between the holes 6 and 6, thereby relieving the load on the cladding tube.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、ブランケットに
使用される酸素とウラン比が化学量論的組成比に近いた
め、余剰酸素が少なく、照射中生成移動してきたC3と
の反応化合物の生成量を小さく抑制することが出来る。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, since the oxygen and uranium ratio used in the blanket is close to the stoichiometric composition, there is little surplus oxygen, and C3 generated and transferred during irradiation is The amount of reaction compounds produced can be suppressed to a small level.

あるいは又反応化合物の生成を燃料ペレットと被覆管の
間隙で吸収し、被覆管への荷重を緩和することが出来る
。このことによって寿命に影響を与える因子を取り除き
、核燃料要素の寿命延長を図ることが出来る。
Alternatively, the generated reaction compounds can be absorbed in the gap between the fuel pellets and the cladding tube, thereby relieving the load on the cladding tube. This makes it possible to eliminate factors that affect the lifetime and extend the lifetime of the nuclear fuel element.

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

第1図および第2図はそれぞれ本発明に係る核燃料要素
の実施例を示す縦断面図、第3図は高速増殖炉の概要を
示す縦断面図、第4図は第3図における炉心部周辺と制
御棒駆動装置との関係を拡大して示す縦断面図、第5図
および第6図はそれぞれ従来の核燃料要素を概略的に示
す断面図、第7図は第3図における炉心部を拡大して示
す横断面図、第8図は従来の核燃料要素を示す縦断面図
、第9図は第8図の核燃料要素を組込んだ核燃料集合体
を一部側面で示す縦断面図、第10図は従来の核燃料要
素の出力分布とセシウムの分布を示す曲線図である。 1・・・原子炉容器   2・・・液体ナトリウム3・
・・炉 心     4・・・炉心上部機構5・・・−
次系冷却材ポンプ 6・・・中間熱交換器  7・・・ルーフスラブ8・・
・制御棒駆動機構 9・・・燃料部10・・・制御棒 
   11・・・下部案内管12・・・上部案内管  
13・・・延長管10A・・・制御棒 ios、ioc、iox・・・制御棒 14′・・・外側炉心領域 15′・・・内側炉心領域 14・・・外側炉心燃料集合体 15・・・内側炉心燃料集合体 16・・・炉心燃料   17・−・ブランケット燃料
18・・・核燃料要素  1つ・・・ブランケット燃料
20・・・炉心燃料   21・・・ブランケット燃料
22・・・被覆管    23・・・上部端栓24・・
・下部端栓   25・・・ガス溜26・・・核燃料充
填部 27・・・通気孔28・・・中間端栓   29
・・−ワイヤスペース30・・・溶接部    31・
・・ラッパ管32・・・第1実施例の核燃料要素 33・・・第1実施例のブランケット燃料34・・・第
2実施例の核燃料要素 35・・・第2実施例のブランケット燃料36・・・第
2実施例の炉心燃料 37・・・ハンドリングヘッド 38・・・エントランスノズル 39・・・間 隙
1 and 2 are longitudinal cross-sectional views showing examples of the nuclear fuel element according to the present invention, FIG. 3 is a vertical cross-sectional view showing an outline of a fast breeder reactor, and FIG. 4 is a vicinity of the reactor core in FIG. 3. Figures 5 and 6 are cross-sectional views schematically showing conventional nuclear fuel elements, and Figure 7 is an enlarged view of the reactor core in Figure 3. 8 is a longitudinal sectional view showing a conventional nuclear fuel element, FIG. 9 is a longitudinal sectional view partially showing a nuclear fuel assembly incorporating the nuclear fuel element of FIG. 8, and FIG. The figure is a curve diagram showing the power distribution and cesium distribution of a conventional nuclear fuel element. 1...Reactor vessel 2...Liquid sodium 3.
...Reactor core 4...Core upper mechanism 5...-
Secondary coolant pump 6... Intermediate heat exchanger 7... Roof slab 8...
・Control rod drive mechanism 9...Fuel part 10...Control rod
11...Lower guide tube 12...Upper guide tube
13... Extension tube 10A... Control rod ios, ioc, iox... Control rod 14'... Outer core region 15'... Inner core region 14... Outer core fuel assembly 15... - Inner core fuel assembly 16... Core fuel 17... Blanket fuel 18... One nuclear fuel element... Blanket fuel 20... Core fuel 21... Blanket fuel 22... Cladding tube 23 ...Top end plug 24...
・Lower end plug 25...Gas reservoir 26...Nuclear fuel filling part 27...Vent hole 28...Middle end plug 29
...-wire space 30... welding part 31.
...Trumpet tube 32...Nuclear fuel element 33 of the first embodiment...Blanket fuel 34 of the first embodiment...Nuclear fuel element 35 of the second embodiment...Blanket fuel 36 of the second embodiment ...Core fuel 37 of the second embodiment...Handling head 38...Entrance nozzle 39...Gap

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)被覆管内に核燃料物質が充填され、その被覆管の
上下両端が端栓によって密封され、前記核燃料物質は多
数個のプルトニウム・ウラン混合酸化物ペレットから成
る炉心燃料及び多数個の二酸化ウランペレットから成る
ブランケット燃料であり、しかも前記ブランケット燃料
は炉心中心付近に配置され軸方向から前記炉心燃料によ
って上下にはさまれた構造を有する軸方向非均質核燃料
要素において、前記ブランケット燃料と炉心燃料との境
界部のブランケット燃料の二酸化ウラン(UO 2+x
)の酸素とウランとの比(2+x)を化学量論的組成比
(2.00、X 0.00)に近くして、しかもX 0
.00の二酸化ウランペレットを前記境界部の上下にそ
れぞれ少なくとも1個配置したことを特徴とする核燃料
要素。
(1) Nuclear fuel material is filled in a cladding tube, both upper and lower ends of the cladding tube are sealed with end plugs, and the nuclear fuel material is a core fuel consisting of a large number of plutonium-uranium mixed oxide pellets and a large number of uranium dioxide pellets. In an axially heterogeneous nuclear fuel element having a structure in which the blanket fuel is placed near the center of the reactor core and is sandwiched vertically by the core fuel in the axial direction, the blanket fuel and the core fuel are Blanket fuel uranium dioxide (UO 2+x
), the ratio of oxygen to uranium (2+x) is made close to the stoichiometric composition ratio (2.00, X 0.00), and X 0
.. A nuclear fuel element characterized in that at least one 00 uranium dioxide pellet is arranged above and below the boundary.
(2)前記ブランケット燃料と炉心燃料との上下各々の
境界に位置するブランケット燃料を形成する二酸化ウラ
ンペレットと炉心燃料を形成するプルトニウム・ウラン
混合酸化物燃料ペレットの外径を小さくして前記被覆管
との間隙は他の領域より大きく構成されていることを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の核燃料要素。
(2) The outer diameters of the uranium dioxide pellets forming the blanket fuel and the plutonium-uranium mixed oxide fuel pellets forming the core fuel located at the upper and lower boundaries between the blanket fuel and the core fuel are reduced to reduce the outer diameter of the cladding tube. 2. The nuclear fuel element according to claim 1, wherein the gap between the two areas is larger than that in other areas.
JP59250480A 1984-11-29 1984-11-29 Nuclear fuel element Granted JPS61129593A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012185020A (en) * 2011-03-04 2012-09-27 Japan Atomic Energy Agency Nuclear fuel element
JP2021135248A (en) * 2020-02-28 2021-09-13 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 Fast reactor core, and operation method of fast reactor

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