JPS62228965A - Fuel aggregate for nuclear reactor - Google Patents
Fuel aggregate for nuclear reactorInfo
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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】
「産業上の利用分野」
本発明は、高速増殖炉における増殖比、または軽水炉に
おける転換比を大幅に増大させて、核燃料資源の有効利
用を可能にする原子炉用燃料集合体に関する。Detailed Description of the Invention "Field of Industrial Application" The present invention is directed to a nuclear reactor fuel that significantly increases the breeding ratio in a fast breeder reactor or the conversion ratio in a light water reactor and enables effective use of nuclear fuel resources. Concerning aggregates.
「従来の技術」
第４図に示す高速増殖炉１において、原子炉容器２内に
は、複数本の燃料集合体３、この燃料集合体３間の適所
に配置された複数本の制御棒４、燃料集合体の外側に設
けられた複数本のブランケット５等がそれぞれ収納され
ている。``Prior Art'' In a fast breeder reactor 1 shown in FIG. , a plurality of blankets 5, etc. provided on the outside of the fuel assembly are housed, respectively.
第５図および第６図に示すように、燃料集合体３は、中
空多角形（通常は六角形）のラッパ管と称する外套部７
と、外套部７内に設けられた複数本の燃料棒８より構成
されている。As shown in FIGS. 5 and 6, the fuel assembly 3 includes a hollow polygonal (usually hexagonal) jacket portion 7 called a trumpet tube.
and a plurality of fuel rods 8 provided within the mantle 7.
上記燃料棒８の被覆管内には、ウラン・プルトニウム混
合酸化物のような核分裂性物質からなるペレットが複数
個挿入されている。そして、ブランケット５内には ２
３ｊＵ（ウラン２３８）のような核分裂性物質に変換可
能な親物質が収納されている。A plurality of pellets made of a fissile material such as uranium-plutonium mixed oxide are inserted into the cladding tube of the fuel rod 8. And inside blanket 5 there are 2
It contains parent materials that can be converted into fissile materials such as 3jU (uranium-238).
核分裂性物質の核分裂により例えば３個の高速中性子が
飛び出すと、このうち１個は原子炉の稼動を継続するた
めに用いられ、残りの１〜２個は、ブランケット５内の
親物質に当てられる。When, for example, three fast neutrons are released due to fission of a fissile material, one of these is used to continue the operation of the nuclear reactor, and the remaining one or two are applied to the parent material in the blanket 5. .
親物質であるウラン−２３８に中性子が吸収されると、
２３８ Ｕが核分裂性物質である２３９ｐｕ（プルトニ
ウム２３９）に変換される。When neutrons are absorbed by the parent material uranium-238,
238U is converted to 239pu (plutonium-239), a fissile material.
高速増殖炉の炉心を構成する主要物質は、（１）核燃料
物質（具体的には、２３５ Ｕ （ウラン２３５）、２
り９ Ｐｕ（プルトニウム２３９）、および２３８Ｕ（
ウラン２３８）の混合酸化物からなるペレット、（２）
冷却材としての液体す） ＩＪウム、（３）構造材とし
てのステ、ンレス・スチール（具体的には、燃料棒８の
被覆管および燃料集合体３の外套部７）である。The main materials that make up the core of a fast breeder reactor are (1) nuclear fuel materials (specifically, 235 U (uranium-235);
9 Pu (Plutonium 239), and 238U (
Pellet consisting of mixed oxide of uranium 238), (2)
(3) Stainless steel as a structural material (specifically, the cladding tube of the fuel rod 8 and the outer mantle 7 of the fuel assembly 3).
「発明が解決しようとする問題点」
上記の主要物質のうち、（２〉の冷却材は原子炉の冷却
のため、（３）の構造材は、燃料棒８の健全性確保の観
点から不可欠のものである。しかし、これらは、中性子
を無駄に吸収（寄生吸収と呼ぶ）するので、原子炉の増
殖比を向上させようとする観点からは好ましくない存在
である。"Problems to be solved by the invention" Of the above main materials, the coolant (2) is for cooling the reactor, and the structural material (3) is essential from the perspective of ensuring the integrity of the fuel rods 8. However, these absorb neutrons in vain (called parasitic absorption), so they are undesirable from the perspective of trying to improve the breeding ratio of nuclear reactors.
ちなみに、従来の炉心設計において、炉心燃料集合体３
における上記の各主要物質の占める割合は下記の通りで
ある。By the way, in conventional core design, core fuel assembly 3
The proportions of each of the above-mentioned main substances in are as follows.
（１）燃料ペレット 約４０％
（２）液体ナトリウム 約３７９６（３）構造材
約２２％
上記の（３）の構造材の内の約半分が、燃料棒８の被覆
管であって、残りの半分が燃料集合体３の外套部７（ラ
ッパ管と呼ばれている）である。(1) Fuel pellets approx. 40% (2) Liquid sodium approx. 3796 (3) Structural material
Approximately 22% Approximately half of the structural materials in (3) above are the cladding tubes of the fuel rods 8, and the remaining half are the jacket portions 7 (called wrapper tubes) of the fuel assemblies 3. be.
原子炉の増殖比を向上させるためには、中性子の寄生吸
収を可能な限り少なくして、核分裂時に余った中性子を
、親物質である２３８Ｕにできるだけ多く吸収させるこ
とが必要である。In order to improve the breeding ratio of a nuclear reactor, it is necessary to reduce the parasitic absorption of neutrons as much as possible, and to make the parent material 238U absorb as many neutrons as possible, which are left over from nuclear fission.
「問題点を解決するための手段」
本発明では、燃料集合体の外套部に収納ケースを設け、
核燃料親物質を、前記収納ケース内に充填する。核分裂
により生ずる余った中性子を収納ケース内の親物質に当
てることにより、親物質は核分裂性物質に変換されて、
高速増殖炉の増斌比の向上が可能になる。"Means for solving the problem" In the present invention, a storage case is provided in the outer part of the fuel assembly,
A nuclear fuel parent material is filled into the storage case. By exposing the remaining neutrons produced by nuclear fission to the parent material in the storage case, the parent material is converted into fissile material,
It becomes possible to improve the boost ratio of fast breeder reactors.
「実施例」 以下、本発明の詳細な説明する。"Example" The present invention will be explained in detail below.
第１図は本発明の第１の実施例を説明するためのもので
ある。同図において、燃料集合体９ａの外套部ｌＯは、
多角形の内管１０ａと外管１０ｂとを適宜の間隔で離隔
させて、多角環状の収納ケース１０ｃを形成したものか
らなっている。FIG. 1 is for explaining a first embodiment of the present invention. In the figure, the outer mantle lO of the fuel assembly 9a is
A polygonal annular storage case 10c is formed by separating a polygonal inner tube 10a and an outer tube 10b at an appropriate interval.
この収納ケース１０ｃ内には ２３１１ Ｕのような核
分裂性物質に転換可能な親物質１１が収納されている。A parent material 11 that can be converted into a fissile material such as 2311 U is stored in this storage case 10c.
外套部１０を二重構造とすることにより、外套Ｂ１０は
、従来の外套部７に比べて強度を損なうことなく、体積
が減少されている。燃料棒８内の核燃料の分裂により生
ずる余分の中性子が、収納ケース１０Ｃ内の親物質１１
に当たることにより、親物質は、核分裂性物質に転換さ
れる。By making the mantle 10 have a double structure, the volume of the mantle B10 is reduced compared to the conventional mantle 7 without sacrificing strength. Excess neutrons generated by the fission of the nuclear fuel in the fuel rods 8 are transferred to the parent material 11 in the storage case 10C.
The parent material is converted into fissile material.
上記親物質の形態としては、外套部１０の機能（燃料棒
８部の保護および冷却材流路の形成）、親物質の密度お
よび価格等の観点から、回収ウランまたは減損ウランを
原料とした金属ウランが最も適している。The form of the above-mentioned parent material is a metal made from recovered uranium or depleted uranium, from the viewpoint of the function of the mantle 10 (protecting the 8 fuel rods and forming the coolant flow path), the density and price of the parent material, etc. Uranium is the most suitable.
このように、核分裂により生ずる余分の中性子が、従来
の燃料集合体３のように外套部７からなる構造材に無駄
に吸収されることが解消されて、余分の中性子が収納ケ
ースＩＯＣ内の親物質に吸収されるので、核分裂時にお
ける中性子の寄生吸収が減少されるとともに増殖比が向
上される。In this way, the unnecessary absorption of excess neutrons generated by nuclear fission into the structural material consisting of the outer mantle 7, as in the conventional fuel assembly 3, is eliminated, and the excess neutrons are absorbed into the parent part inside the storage case IOC. Since it is absorbed by matter, parasitic absorption of neutrons during nuclear fission is reduced and the multiplication ratio is improved.
第２図は、本発明の第２の実施例を示している。FIG. 2 shows a second embodiment of the invention.
燃料集合体９ｂの外套部１２は、中空多角形のステンレ
ス材からなっている。外套部１２の各壁板１３に取り付
け孔１４をそれぞれ穿設することにより、外套部１２の
稜縁部には柱１３が形成されている。また上記取り付け
孔１４を設けることにより、取り付け孔１４の上下部に
は粱１５がそれぞれ形成されている。The mantle 12 of the fuel assembly 9b is made of hollow polygonal stainless steel material. A pillar 13 is formed at the ridge edge of the mantle 12 by forming a mounting hole 14 in each wall plate 13 of the mantle 12 . Furthermore, by providing the mounting hole 14, threads 15 are formed at the upper and lower portions of the mounting hole 14, respectively.
第３図に示す収納ケース１６は、ステンレスの薄板から
なっている。この収納ケース１６内には、２３θ Ｕの
ような核分裂性物質に転換可能な親物質１１が収納され
ている。The storage case 16 shown in FIG. 3 is made of a thin stainless steel plate. This storage case 16 contains a parent material 11 that can be converted into a fissile material such as 23θ U.
収納ケース１６は、その両側部および上下部の適所に形
成された取り付け片１８を、柱１３および粱１５に取り
付けることにより、外套部１２の取り付け孔１４内に固
設されている。外套部１２の肉厚を従来の外套部７より
若干大きくし、かつ壁板１３の長手方向に複数の取り付
け孔１４を形成して、両柱１４間に複数の横梁（図示路
）を設けることにより、外套部１２は、従来の外套部７
に比較して強度を損なうことなく、体積が減少されてい
る。The storage case 16 is fixed in the mounting hole 14 of the mantle 12 by attaching mounting pieces 18 formed at appropriate positions on both sides and the top and bottom of the storage case 16 to the pillars 13 and the casing 15. The wall thickness of the mantle part 12 is made slightly larger than that of the conventional mantle part 7, and a plurality of attachment holes 14 are formed in the longitudinal direction of the wall plate 13, so that a plurality of cross beams (paths shown in the figure) are provided between both pillars 14. Therefore, the mantle part 12 is different from the conventional mantle part 7.
The volume has been reduced without compromising strength compared to .
燃料棒８内の核燃料の分裂により生ずる余分の中性子が
、収納ケース１２内の親物質１１に当たることにより、
親物質は、前記実施例と同様に、核分裂性物質に転換さ
れる。When the extra neutrons generated by the fission of the nuclear fuel in the fuel rods 8 hit the parent material 11 in the storage case 12,
The parent material is converted to fissile material as in the previous example.
核分裂性物質の増殖比に関しては、従来の燃料集合体を
用いた場合には、増殖比が約１，２０であるのに比較し
て、本実施例による燃料集合体を用いた場合には、増殖
比が約１．３５に向上する。Regarding the breeding ratio of fissile material, when a conventional fuel assembly is used, the breeding ratio is about 1.20, whereas when the fuel assembly according to this embodiment is used, the breeding ratio is about 1.20. The growth ratio increases to approximately 1.35.
さらに、燃料の再処理において、外套部１２の親物質に
蓄積されたプルトニウムを抽出した後に、残った親物質
を回収して再利用するとき、外套部１２の体積が減少さ
れている等の原因により、再処理に基づく金属廃棄物の
量を、従来に比べて約５０％低減できる効果がある。Furthermore, in fuel reprocessing, after extracting the plutonium accumulated in the parent material of the mantle 12, when the remaining parent material is collected and reused, the volume of the mantle 12 may be reduced, etc. This has the effect of reducing the amount of metal waste resulting from reprocessing by about 50% compared to conventional methods.
「発明の効果」
本発明によれば、燃料棒を収納している燃料集合体の外
套部に親物質を収納している収納ケースを設けることに
より、核分裂により生ずる余分の中性子は収納ケース内
の親物質に吸収されて寄生吸収が減少され、かつ核分裂
性物質の増殖比を高めることが可能となる。"Effects of the Invention" According to the present invention, by providing a storage case that stores a parent material in the mantle of a fuel assembly that stores fuel rods, excess neutrons generated by nuclear fission can be absorbed into the storage case. It is absorbed into the parent material, reducing parasitic absorption and making it possible to increase the proliferation ratio of fissile material.
第１図は本発明の第１の実施例における燃料集合体の要
部を示す斜視図、第２図〜第４図は本発明の第２の実施
例を説明するためのもので、このうち第２図は燃料集合
体の要部を示す斜視図、第３図は収納ケースの横断図、
第４図は炉心部の平面図、第５図は従来の燃料集合体の
斜視図、第６図は従来の燃料集合体の要部拡大斜視図で
ある。
■・・・・・・高速増殖炉、２・・・・・・原子炉容器
、３・・・・・・燃料集合体、４・・・・・・制御棒、
５・・・・・・ブランケット、７・・・・・・外套部、
８・・・・・・燃料棒、９ａ、９ｂ・・・・・・燃料集
合体、１０・・・・・・外套部、ＩＯＣ・・・・・・収
納ケース、１１・・・・・・親物質、１２・・・・・・
外套部、１３・・・・・・壁板、１４・・・・・・取り
付け孔、１５・・・・・・梁、１６・・・・・・収納ケ
ース、１７・・・・・・親物質、１８・・・・・・取り
付け片。
出 願 人
日本原子力事業株式会社
代 理 人FIG. 1 is a perspective view showing the main parts of a fuel assembly in a first embodiment of the present invention, and FIGS. 2 to 4 are for explaining a second embodiment of the present invention. Figure 2 is a perspective view showing the main parts of the fuel assembly, Figure 3 is a cross-sectional view of the storage case,
FIG. 4 is a plan view of a reactor core, FIG. 5 is a perspective view of a conventional fuel assembly, and FIG. 6 is an enlarged perspective view of a main part of a conventional fuel assembly. ■...Fast breeder reactor, 2...Reactor vessel, 3...Fuel assembly, 4...Control rod,
5... Blanket, 7... Cloak part,
8... Fuel rod, 9a, 9b... Fuel assembly, 10... Mantle, IOC... Storage case, 11... Parent substance, 12...
Mantle, 13...Wall plate, 14...Mounting hole, 15...Beam, 16...Storage case, 17...Parent Substance, 18...Mounting piece. Applicant: Japan Atomic Energy Corporation, Agent
Claims (1)
してなる燃料集合体において、前記外套部を、適宜の間
隔で離隔している内管と外管との二重管で構成して多角
環状の収納ケースを形成し、核燃料親物質を、前記収納
ケースに充填したことを特徴とする原子炉用燃料集合体
。 ２、前記外套部の適所に取り付け孔を形成し、核燃料親
物質が充填されていて偏平状をなす収納ケースを、前記
外套部の取り付け孔内に固設したことを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の原子炉用燃料集合体。[Scope of Claims] 1. In a fuel assembly in which a plurality of core fuel rods are housed in a hollow polygonal mantle, the mantle has an inner tube and an outer tube separated at an appropriate interval. 1. A fuel assembly for a nuclear reactor, characterized in that it is composed of a double tube to form a polygonal annular storage case, and the storage case is filled with a nuclear fuel parent material. 2. A mounting hole is formed at a proper position in the mantle, and a flat storage case filled with nuclear fuel parent material is fixed in the mantle. The fuel assembly for a nuclear reactor according to item 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61071216A JPS62228965A (en) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | Fuel aggregate for nuclear reactor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61071216A JPS62228965A (en) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | Fuel aggregate for nuclear reactor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62228965A true JPS62228965A (en) | 1987-10-07 |
Family
ID=13454258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61071216A Pending JPS62228965A (en) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | Fuel aggregate for nuclear reactor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62228965A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016502114A (en) * | 2012-12-28 | 2016-01-21 | テラパワー， エルエルシー | Fuel assembly |
-
1986
- 1986-03-31 JP JP61071216A patent/JPS62228965A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016502114A (en) * | 2012-12-28 | 2016-01-21 | テラパワー， エルエルシー | Fuel assembly |
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