JPS61184484A - 核燃料要素 - Google Patents
核燃料要素Info
- Publication number
- JPS61184484A JPS61184484A JP60024478A JP2447885A JPS61184484A JP S61184484 A JPS61184484 A JP S61184484A JP 60024478 A JP60024478 A JP 60024478A JP 2447885 A JP2447885 A JP 2447885A JP S61184484 A JPS61184484 A JP S61184484A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nuclear fuel
- core
- fuel element
- pellet
- cylindrical
- 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
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
- Glass Compositions (AREA)
- Catalysts (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】
〔産業上の利用分野］
本発明は、王として原子炉の核燃料要素に関し、更に詳
しくは、円柱状外形を有するＵＯ，系燃料の粉末成形焼
結ペレットに関する。
しくは、円柱状外形を有するＵＯ，系燃料の粉末成形焼
結ペレットに関する。
ＵＯ，焼結ペレットのスタックをジルカロイ製などの被
覆管内に装填し九核燃料棒においては、照射による核分
裂生成物（ＦＰ）の蓄積によるスエリング等のため、ペ
レットと被覆管との機械的相互作用（ＰＣＭＩ ）を生
じるという問題がある。このＰＣＭＩの低減を目的とし
て、Ｎ ｂ、０．や’ｒ ｉ Ｏ！又はＳ ｉ Ｏ，な
どをＵＯ，に均一に添加しクリープ性を高め良所謂ソフ
トベレットが開発されたが、このソフトペレットではＮ
ｔ）、Ｏ，などの添加物のために融点が低下する欠点
があり、炉内便用温度を高くすることができないという
新らたな問題を生じ几。また別のＰＣＭＩ対策として、
ペレットを低＃縮度の芯部と高濃縮度の外周部との二重
ペレット構造とし、外周部での発熱を相対的に高めてペ
レット中心温度を下げることにニジＦＰ放出率を低下さ
せ、Ｃ３や工などのＰＣＭＩを促進させるような有害Ｆ
Ｐの放出を抑制する方策も考えられたが、ＦＰの放出を
ペレット温度の制限によって抑制する手法である以上、
炉心内使用温度を高くすることはできないものであった
。
覆管内に装填し九核燃料棒においては、照射による核分
裂生成物（ＦＰ）の蓄積によるスエリング等のため、ペ
レットと被覆管との機械的相互作用（ＰＣＭＩ ）を生
じるという問題がある。このＰＣＭＩの低減を目的とし
て、Ｎ ｂ、０．や’ｒ ｉ Ｏ！又はＳ ｉ Ｏ，な
どをＵＯ，に均一に添加しクリープ性を高め良所謂ソフ
トベレットが開発されたが、このソフトペレットではＮ
ｔ）、Ｏ，などの添加物のために融点が低下する欠点
があり、炉内便用温度を高くすることができないという
新らたな問題を生じ几。また別のＰＣＭＩ対策として、
ペレットを低＃縮度の芯部と高濃縮度の外周部との二重
ペレット構造とし、外周部での発熱を相対的に高めてペ
レット中心温度を下げることにニジＦＰ放出率を低下さ
せ、Ｃ３や工などのＰＣＭＩを促進させるような有害Ｆ
Ｐの放出を抑制する方策も考えられたが、ＦＰの放出を
ペレット温度の制限によって抑制する手法である以上、
炉心内使用温度を高くすることはできないものであった
。
従って、融点低下を起すことなしに、炉内の高温での使
用に対しても効果的なＰＣＭＩ対策を施した核燃料要素
を提供することが本発明の課題である。
用に対しても効果的なＰＣＭＩ対策を施した核燃料要素
を提供することが本発明の課題である。
前述の課題を解決するために、本発明の核燃料要素は、
ＵＯ，系核燃料物質の粉末成形焼結ペレットとして円柱
状芯部およびそれを取り囲む円筒状外周部からなる二重
ペレット構造をもち、その円筒状外周部のみにＮ ｂｌ
Ｏｇ ｓ Ｔ ＩＯｔ ｓま几はＳｉｎ、のうちから選
ばれ次少なくとも一種の添加物を好ましくは０．０５〜
６重量％の含有率で添加してなるものである。
ＵＯ，系核燃料物質の粉末成形焼結ペレットとして円柱
状芯部およびそれを取り囲む円筒状外周部からなる二重
ペレット構造をもち、その円筒状外周部のみにＮ ｂｌ
Ｏｇ ｓ Ｔ ＩＯｔ ｓま几はＳｉｎ、のうちから選
ばれ次少なくとも一種の添加物を好ましくは０．０５〜
６重量％の含有率で添加してなるものである。
本発明においては、二重ペレット構造の外周部のみがソ
フトペレットと同様の比較的軟質の部分となっており、
芯部は通常の添刀口物無しのＵＯ，燃料ペレットと同様
になっているので、外周部のクリープ性の高さによって
ＰＣＭＩを低減すると共にＦ’Ｐ放出を抑制し、炉内で
高温となるペレット中心部つ１秒前記芯部に対しても添
加物による融点低下を避け、炉内便用温度を高くするこ
とを可能にし７たものである。
フトペレットと同様の比較的軟質の部分となっており、
芯部は通常の添刀口物無しのＵＯ，燃料ペレットと同様
になっているので、外周部のクリープ性の高さによって
ＰＣＭＩを低減すると共にＦ’Ｐ放出を抑制し、炉内で
高温となるペレット中心部つ１秒前記芯部に対しても添
加物による融点低下を避け、炉内便用温度を高くするこ
とを可能にし７たものである。
この場合、ペレットの結晶粒径が大きいほど内部で生じ
たＦＰが外部へ放出されずにペレット内に留まシやすく
なり、従って本発明に分いて外周部の結晶粒径を芯部の
それニジも大きくして、このＦＰ保持特性を積極的に利
用することにより、一層のＩｉ” Ｐ放出の抑制、従っ
て一層高いＰＣＭＩ低減効果を得ることも可能である。
たＦＰが外部へ放出されずにペレット内に留まシやすく
なり、従って本発明に分いて外周部の結晶粒径を芯部の
それニジも大きくして、このＦＰ保持特性を積極的に利
用することにより、一層のＩｉ” Ｐ放出の抑制、従っ
て一層高いＰＣＭＩ低減効果を得ることも可能である。
本発明の実施に対して、ひとつのペレットを構成する円
柱状芯部と円筒状外周部とを例えば前者を中子、後肴金
竹子として別々に作シ、これらを嵌め合わせて一体のペ
レットを作ることは、溶料管理面からも好ましいことで
ある０ 次に本発明の実施例を示せば以下の通りである。
柱状芯部と円筒状外周部とを例えば前者を中子、後肴金
竹子として別々に作シ、これらを嵌め合わせて一体のペ
レットを作ることは、溶料管理面からも好ましいことで
ある０ 次に本発明の実施例を示せば以下の通りである。
図面は本発明の一実施例を示す斜視図で、１は完成ペレ
ット、２お工び３は、完成ペレット１の構成要素として
の中子と竹子である。すなわち、中子２と竹子３とはそ
れぞれ別に成形され、竹子３の内孔４内に中子２を嵌合
して完成ペレット１とする。中子２は、例えば結晶粒径
が平均的５μｍのＵＯ，焼結体からなシ、特別な添加物
は含有しておらず、寸法は例えば直径４■、高さ８１程
度の中実円柱形のものである。竹子３は、例えば結晶粒
径が平均的３０μｍの添加物含有ＵＯ，焼結体からなり
、添加物としてはＮ ｂｌＯｇ ｅ Ｔ ｉ ＯＨまた
はＳｉＯ！などを０．０５〜６重量％の範囲内で均一に
含有し、寸法は前記中子２に関連して内孔径４■以上、
外径８■、高さ８−程度の中空円筒形状となっている。
ット、２お工び３は、完成ペレット１の構成要素として
の中子と竹子である。すなわち、中子２と竹子３とはそ
れぞれ別に成形され、竹子３の内孔４内に中子２を嵌合
して完成ペレット１とする。中子２は、例えば結晶粒径
が平均的５μｍのＵＯ，焼結体からなシ、特別な添加物
は含有しておらず、寸法は例えば直径４■、高さ８１程
度の中実円柱形のものである。竹子３は、例えば結晶粒
径が平均的３０μｍの添加物含有ＵＯ，焼結体からなり
、添加物としてはＮ ｂｌＯｇ ｅ Ｔ ｉ ＯＨまた
はＳｉＯ！などを０．０５〜６重量％の範囲内で均一に
含有し、寸法は前記中子２に関連して内孔径４■以上、
外径８■、高さ８−程度の中空円筒形状となっている。
中子２と竹子３のＵＯｘ＄Ｍ度は同一でＬ〈或いは中子
２工り竹子３の濃縮度を高くしても工い。中子２と竹子
３の結晶粒径の違いは、例えば各々のグリーンペレット
（圧粉成形体）の焼結温度を制御することにより得られ
る。
２工り竹子３の濃縮度を高くしても工い。中子２と竹子
３の結晶粒径の違いは、例えば各々のグリーンペレット
（圧粉成形体）の焼結温度を制御することにより得られ
る。
以上の構成を有する完成ペレット１では、その外周部を
なす竹子３の部分のみがソフトベレット化されているの
で、炉内での中性子照射で加速されるクリープはこの竹
子３の部分に生じることになり、被覆管内面へ及ぼす相
互作用力が小さくなってＰＣＭＩの低減に寄与すること
になる。′ｆた芯部をなす中子２には添加物が含有され
ていないので融点低下は起らず、従って炉内使用温度ｆ
ｔ標醜ペレット並み知高くすることができる。さらに竹
子３の結晶粒径を比較的大きく選べば、ＦＰをその結晶
組織内に留めて放出を抑える働きがあるので、放出ＦＰ
によるＰＣＭＩの促進をも抑制することができるもので
ある。
なす竹子３の部分のみがソフトベレット化されているの
で、炉内での中性子照射で加速されるクリープはこの竹
子３の部分に生じることになり、被覆管内面へ及ぼす相
互作用力が小さくなってＰＣＭＩの低減に寄与すること
になる。′ｆた芯部をなす中子２には添加物が含有され
ていないので融点低下は起らず、従って炉内使用温度ｆ
ｔ標醜ペレット並み知高くすることができる。さらに竹
子３の結晶粒径を比較的大きく選べば、ＦＰをその結晶
組織内に留めて放出を抑える働きがあるので、放出ＦＰ
によるＰＣＭＩの促進をも抑制することができるもので
ある。
〔発明の効果］
以上に述べたように、本発明に工れば、ソフトペレット
化のための添加物をペレット外周部のみて限定して添加
したので、中心部の融点低下を起すことなく炉内使用温
度を標準ペレット基みに高目に維持したまま効果的なＰ
ＣＭＩ抑制機能を果す核燃料要素が得られるものである
。
化のための添加物をペレット外周部のみて限定して添加
したので、中心部の融点低下を起すことなく炉内使用温
度を標準ペレット基みに高目に維持したまま効果的なＰ
ＣＭＩ抑制機能を果す核燃料要素が得られるものである
。
図面は本発明の実施例を示す斜視図である。
１：完成ペレット、２：中子、３：竹子、４：内孔。
代理人 弁理士 木 村 三 朗
手続補正書（方式）
％式％
１、事件の表示
昭和６０年特許願第０２４４７８号
２、発明の名称
核燃料要素
３、補正をする者
事件との関係 特許出願人
名 称 原子燃料工業株式会社
４、代理人
住 所 東京都港区虎ノ門−丁目２１番１９号秀和第２
虎ノ門ビル ５、補正命令の日付 昭和６０年５月８日（発送日：昭
和６０年５月２８日） ６、補正の対象 明細書の図面の簡単な説明の欄及び図面７、補正の内容 （１）明細書第６頁第１９行の記載を次の通りに補正す
る。 「 第１図は本発明の実施例を示す斜視図である。」（
２）図面を別紙図面写しの通りに朱字訂正する。 フイ：）、
虎ノ門ビル ５、補正命令の日付 昭和６０年５月８日（発送日：昭
和６０年５月２８日） ６、補正の対象 明細書の図面の簡単な説明の欄及び図面７、補正の内容 （１）明細書第６頁第１９行の記載を次の通りに補正す
る。 「 第１図は本発明の実施例を示す斜視図である。」（
２）図面を別紙図面写しの通りに朱字訂正する。 フイ：）、
Claims (4)
- （１）円柱状芯部およびそれを取り囲む円筒状外周部か
らなる二重ペレット構造のＵＯ＿２核燃料要素であつて
、Ｎｂ＿２Ｏ＿５、ＴｉＯ＿２、またはＳｉＯ＿２のう
ちから選ばれた少なくとも一種の添加物を前記外周部の
みに含有することを特徴とする核燃料要素。 - （２）前記添加物の含有率が０．０５〜６重量％である
特許請求の範囲第１項記載の核燃料要素。 - （３）芯部よりも外周部のほうが材料の粒径が大きい特
許請求の範囲第１項記載の核燃料要素。 - （４）円柱状芯部を構成する中子と、円筒状外周部を構
成する外子とを嵌め合わせてなる特許請求の範囲第１項
に記載の核燃料要素。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60024478A JPS61184484A (ja) | 1985-02-13 | 1985-02-13 | 核燃料要素 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60024478A JPS61184484A (ja) | 1985-02-13 | 1985-02-13 | 核燃料要素 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61184484A true JPS61184484A (ja) | 1986-08-18 |
Family
ID=12139280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60024478A Pending JPS61184484A (ja) | 1985-02-13 | 1985-02-13 | 核燃料要素 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61184484A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002519677A (ja) * | 1998-06-26 | 2002-07-02 | ブリティッシュ・ニュークリア・フューエルズ・パブリック・リミテッド・カンパニー | 核燃料ペレット |
-
1985
- 1985-02-13 JP JP60024478A patent/JPS61184484A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002519677A (ja) * | 1998-06-26 | 2002-07-02 | ブリティッシュ・ニュークリア・フューエルズ・パブリック・リミテッド・カンパニー | 核燃料ペレット |
| JP4700806B2 (ja) * | 1998-06-26 | 2011-06-15 | ウェスティングハウス・エレクトリック・カンパニー，リミテッド・ライアビリティー・カンパニー | 核燃料ペレット |
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