JPS6385395A - 高速増殖炉用燃料ピン - Google Patents
高速増殖炉用燃料ピンInfo
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- JPS6385395A JPS6385395A JP61232112A JP23211286A JPS6385395A JP S6385395 A JPS6385395 A JP S6385395A JP 61232112 A JP61232112 A JP 61232112A JP 23211286 A JP23211286 A JP 23211286A JP S6385395 A JPS6385395 A JP S6385395A
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- cladding tube
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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
Landscapes
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (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】
［発明の目的］
（産業上の利用分！ｆＦ）
本発明は燃料破損を迅速かつ高感度に検出するようにし
た高速増殖炉（以下ＦＢＲと称す）用燃料ピンに関する
。
た高速増殖炉（以下ＦＢＲと称す）用燃料ピンに関する
。
（従来の技術）
ＦＢＲにおいて燃料破損が発生ずると燃料ビン中に蓄積
されていた核分裂生成物（以下ＦＰと称す）が−次冷却
材である液体ナトリウム中に放出される。一般にＦＰは
放射性であるため、このＦＰの放出によりＦＢＲプラン
トは苦しく放射能汚染を受け、ＦＢＲの保守・点検時に
おける作業員の放射線被爆量を増加させる危険性がある
。さらに燃料破損が発生した時点においてできるだけ速
やかに破損を検出して炉を停止することが炉の安全運転
上からも必要である。そこで、ＦＰの放出するγ線を検
出して燃料の破損を検出することが一番簡便でかつ迅速
な方法であるが、冷却材であるナトリウムが炉心部で高
密度の中性子照射を受けて放射化され、非常に強いγ線
を放出するＮａ−２４が生成し、Ｎａ−２４のコンプト
ン散乱γ線による高バックグランドのためにＦＰのγ線
が埋もれてしまい、ＦＰをγ線で検出することは従来技
術では不可能であった。このため、冷却材中に存在する
ＦＰの一部の核社が放出する遅発中性子を中性子検出器
で検出する遅発中性子検出法（ＤＮ法）や、炉心上部カ
バーガス空間に移行した希ガスＦＰ （Ｋｒ’、 Ｘｅ
）をカバーガス系に導き、カバーガス中の希ガスＦＰ
のγ線を検出するγ線検出法、さらに希ガスＦＰの壊変
で生成するｎ＋ ｎ＋ Ｒｂ およびＣｓ （ｎ≧１）のイオンをワイ
ヤー状Ｔ、極に捕集して、このＴ：、極を低バツクグラ
ンドの場所に引き出して電極上の放射能を検出するプレ
シピテータ法が開発されている。
されていた核分裂生成物（以下ＦＰと称す）が−次冷却
材である液体ナトリウム中に放出される。一般にＦＰは
放射性であるため、このＦＰの放出によりＦＢＲプラン
トは苦しく放射能汚染を受け、ＦＢＲの保守・点検時に
おける作業員の放射線被爆量を増加させる危険性がある
。さらに燃料破損が発生した時点においてできるだけ速
やかに破損を検出して炉を停止することが炉の安全運転
上からも必要である。そこで、ＦＰの放出するγ線を検
出して燃料の破損を検出することが一番簡便でかつ迅速
な方法であるが、冷却材であるナトリウムが炉心部で高
密度の中性子照射を受けて放射化され、非常に強いγ線
を放出するＮａ−２４が生成し、Ｎａ−２４のコンプト
ン散乱γ線による高バックグランドのためにＦＰのγ線
が埋もれてしまい、ＦＰをγ線で検出することは従来技
術では不可能であった。このため、冷却材中に存在する
ＦＰの一部の核社が放出する遅発中性子を中性子検出器
で検出する遅発中性子検出法（ＤＮ法）や、炉心上部カ
バーガス空間に移行した希ガスＦＰ （Ｋｒ’、 Ｘｅ
）をカバーガス系に導き、カバーガス中の希ガスＦＰ
のγ線を検出するγ線検出法、さらに希ガスＦＰの壊変
で生成するｎ＋ ｎ＋ Ｒｂ およびＣｓ （ｎ≧１）のイオンをワイ
ヤー状Ｔ、極に捕集して、このＴ：、極を低バツクグラ
ンドの場所に引き出して電極上の放射能を検出するプレ
シピテータ法が開発されている。
（発明が解決しようとする問題点）
ＦＢＲ実機プラントにおいては、上記従来法のうちＤＮ
法が主たる燃料破損検出法として使用されており、γ線
検出法、プレシビテータ法はむしろＤＮ法のモニター用
として使用されているのが現状である。しかし従来法に
あっては、次のような問題点があった。たとえばＤＮ法
は、−次冷却系主配管に沿ってＤＮ検出器を設置しであ
るが、炉心部で発生した大量の中性子の漏洩による高バ
ックグランドのため、ＤＮシグナルが埋もれてしまいや
すいという欠点の他に、燃料破損が発生した直後にはピ
ンからＤＮを放出するＢｒ、Ｉ等のＦＰ核種（以下ＤＮ
放出ＦＰと略記）が冷却材中に放出されず、かなりの時
間遅れをもってＤＮＮ放出ＰＰ破損孔から冷却材中に放
出される現象がみちれ、破損から検出までにかなりの時
間遅れがあった。むしろγ線検出法やプレシビテータ法
の方がＤＮ法より破損の応答が速い場合があるが、これ
らの方法でもカバーガス中の希ガスを検出に用いている
ため、希ガスＦＰの冷却材からカバーガスへの移行率が
低くかつ移行にはかなりの時間が必要であり、さらにカ
バーガスを検出位置までガス系配管で引き回すために、
これによる移行時間が加わり、検出感度は低く、燃ｆ１
破損から検出までにかなりの時間遅れがあった。
法が主たる燃料破損検出法として使用されており、γ線
検出法、プレシビテータ法はむしろＤＮ法のモニター用
として使用されているのが現状である。しかし従来法に
あっては、次のような問題点があった。たとえばＤＮ法
は、−次冷却系主配管に沿ってＤＮ検出器を設置しであ
るが、炉心部で発生した大量の中性子の漏洩による高バ
ックグランドのため、ＤＮシグナルが埋もれてしまいや
すいという欠点の他に、燃料破損が発生した直後にはピ
ンからＤＮを放出するＢｒ、Ｉ等のＦＰ核種（以下ＤＮ
放出ＦＰと略記）が冷却材中に放出されず、かなりの時
間遅れをもってＤＮＮ放出ＰＰ破損孔から冷却材中に放
出される現象がみちれ、破損から検出までにかなりの時
間遅れがあった。むしろγ線検出法やプレシビテータ法
の方がＤＮ法より破損の応答が速い場合があるが、これ
らの方法でもカバーガス中の希ガスを検出に用いている
ため、希ガスＦＰの冷却材からカバーガスへの移行率が
低くかつ移行にはかなりの時間が必要であり、さらにカ
バーガスを検出位置までガス系配管で引き回すために、
これによる移行時間が加わり、検出感度は低く、燃ｆ１
破損から検出までにかなりの時間遅れがあった。
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、
燃料破損発生時に破損孔からＢｒ、■等の遅発中性子検
出核分裂生成物を冷却材であるナトリウム中に放出しや
すくして遅発中性子による燃料破損検出の感度を向上さ
せた高速増殖炉用燃料ピンを提供するこ゛とを目的とす
る。
燃料破損発生時に破損孔からＢｒ、■等の遅発中性子検
出核分裂生成物を冷却材であるナトリウム中に放出しや
すくして遅発中性子による燃料破損検出の感度を向上さ
せた高速増殖炉用燃料ピンを提供するこ゛とを目的とす
る。
［発明の構成］
（問題点を解決するための手段）
本発明は上記問題点を解決するために被覆管内に多数個
の核燃料ベレットを装填し、該被覆管の両端を端栓で密
閉してなる高速増殖炉用燃料ピンにおいて、前記被覆管
内に予め最大５ｇの金属ナトリウムを封入してなること
を特徴とする高速増殖炉用燃料ピンである。
の核燃料ベレットを装填し、該被覆管の両端を端栓で密
閉してなる高速増殖炉用燃料ピンにおいて、前記被覆管
内に予め最大５ｇの金属ナトリウムを封入してなること
を特徴とする高速増殖炉用燃料ピンである。
（作用）
被覆管内に封入された金属ナトリウムは、炉出力の上昇
による燃料体の発熱により蒸気となって被覆管内に充満
し、燃料から燃料体外に放出されたＤＮ放出ＰＰと結合
し、ＮａＢｒ、Ｎａｌを形成する。被覆管の破損が発生
した場合には、希ガスＦＰの放出と同時にＮａＢｒ、Ｎ
ａＩ等の冷却材中への放出が速やかに起るため、破損発
生後炉心からＤＮ検出器まで冷却材が到達する時間程度
の時間差でＤＮシグナルを検出することができ、従って
高感度でかつ迅速にＤＮ法で燃料破損を検出することが
可能となる。
による燃料体の発熱により蒸気となって被覆管内に充満
し、燃料から燃料体外に放出されたＤＮ放出ＰＰと結合
し、ＮａＢｒ、Ｎａｌを形成する。被覆管の破損が発生
した場合には、希ガスＦＰの放出と同時にＮａＢｒ、Ｎ
ａＩ等の冷却材中への放出が速やかに起るため、破損発
生後炉心からＤＮ検出器まで冷却材が到達する時間程度
の時間差でＤＮシグナルを検出することができ、従って
高感度でかつ迅速にＤＮ法で燃料破損を検出することが
可能となる。
（実施例）
以下、本発明に係る燃料ピンの一実施例を図面によって
説明する。
説明する。
図は本発明に係るＦＢＲ用燃料ピン１の底部を示す縦断
面図である。燃料、ピン１の被覆管２内には多数個の核
燃料ペレット３が装填されており、被覆管２内の上下の
プレナム部（図では下部プレナム部４のみ示す）にはヘ
リウムガスが充填されている。被覆管２の下端には端栓
５が接続されており、また金属ナトリウム６が封入され
ている。
面図である。燃料、ピン１の被覆管２内には多数個の核
燃料ペレット３が装填されており、被覆管２内の上下の
プレナム部（図では下部プレナム部４のみ示す）にはヘ
リウムガスが充填されている。被覆管２の下端には端栓
５が接続されており、また金属ナトリウム６が封入され
ている。
なお、ナトリウム６の蒸気は核燃料ベレット３と化学反
応を起こし、核燃料ベレット３のスウェリング等の原因
となる可能性があるから、封入する金属ナトリウム６の
量には制限があり、燃料ピン１本当り金属ナトリウムは
５ｇ程度が１＆適である。
応を起こし、核燃料ベレット３のスウェリング等の原因
となる可能性があるから、封入する金属ナトリウム６の
量には制限があり、燃料ピン１本当り金属ナトリウムは
５ｇ程度が１＆適である。
このナトリウムの量は燃料ピンが破損したときにも充分
なるＤＮシグナルが得られる。もちろん封入する金属ナ
トリウムは、被覆管２内の上部ガスプレナム部に置いて
もさしつかえない。
なるＤＮシグナルが得られる。もちろん封入する金属ナ
トリウムは、被覆管２内の上部ガスプレナム部に置いて
もさしつかえない。
しかして、上記構成において、燃料ピンに破損が生じた
場合、どのようにして燃料ピン中のＦＰがＦＢＨのナト
リウム冷却材中に放出されるかを研究した結果、次のよ
うな過程を経ることがわかった。すなわち、破損のない
状態では核燃料ベレット３から放出された希ガスＦＰが
かなりの高圧で被覆管２内に充満している。この状態で
破損が生じると、まず破損孔を通して希ガスＦＰが冷却
材中にジェット状に放出され、しばらくして被覆管２内
の圧力が降下し始めるが、燃料ベレット３からは依然と
して希ガスＦＰが被覆管２に放出され続けている。この
放出によって破損孔から希ガスＦＰの冷却材中への放出
が継続される。たとえば非常に小さな破損孔の場合は希
ガスＦＰの破損孔からの連続的な放出が長時間継続する
が、破損孔が少し大きくなると、希ガスＦＰの放出によ
る被覆管２の内圧の降下とともに冷却材である液体ナト
リウムが被覆管２内に進入し、この進入ナトリウムが高
温のため蒸気状になって冷却材中へ再放出されるとＤＮ
シグナルが検出される。この現象はＤＢ放出ＦＰである
Ｂｒや工が、被覆管２内において、核燃料ベレットの体
中に放出されると核燃料ベレット３の表面や被覆管２の
内壁等に付着している。そして破損が発生した時点では
希ガスＦＰのみが放出されて、希ガスＦＰと同時には冷
却材中に放出されないものが、被覆管２内にナトリウム
６存在すると、ＮａＢｒ、ＮａＩ等の化金物となって冷
却材中に放出されなくなる。
場合、どのようにして燃料ピン中のＦＰがＦＢＨのナト
リウム冷却材中に放出されるかを研究した結果、次のよ
うな過程を経ることがわかった。すなわち、破損のない
状態では核燃料ベレット３から放出された希ガスＦＰが
かなりの高圧で被覆管２内に充満している。この状態で
破損が生じると、まず破損孔を通して希ガスＦＰが冷却
材中にジェット状に放出され、しばらくして被覆管２内
の圧力が降下し始めるが、燃料ベレット３からは依然と
して希ガスＦＰが被覆管２に放出され続けている。この
放出によって破損孔から希ガスＦＰの冷却材中への放出
が継続される。たとえば非常に小さな破損孔の場合は希
ガスＦＰの破損孔からの連続的な放出が長時間継続する
が、破損孔が少し大きくなると、希ガスＦＰの放出によ
る被覆管２の内圧の降下とともに冷却材である液体ナト
リウムが被覆管２内に進入し、この進入ナトリウムが高
温のため蒸気状になって冷却材中へ再放出されるとＤＮ
シグナルが検出される。この現象はＤＢ放出ＦＰである
Ｂｒや工が、被覆管２内において、核燃料ベレットの体
中に放出されると核燃料ベレット３の表面や被覆管２の
内壁等に付着している。そして破損が発生した時点では
希ガスＦＰのみが放出されて、希ガスＦＰと同時には冷
却材中に放出されないものが、被覆管２内にナトリウム
６存在すると、ＮａＢｒ、ＮａＩ等の化金物となって冷
却材中に放出されなくなる。
［発明の効果］
本発明によれば燃料ピンが破損した段階で速やかにＤＮ
放出ＦＰが冷却材中に放出されるため、破損発生から冷
却材の炉心から検出位置までの到達時間程度の時間差で
ＤＮシグナルが検出され、極めて短時間のうちに燃料破
損を検出することができる。
放出ＦＰが冷却材中に放出されるため、破損発生から冷
却材の炉心から検出位置までの到達時間程度の時間差で
ＤＮシグナルが検出され、極めて短時間のうちに燃料破
損を検出することができる。
図は本発明に係る燃料ピンの一実施例の要部を示す縦断
面図である。 １・・・・・・・・・燃料ピン ２・・・・・・・・・被覆管 ３・・・・・・・・・核燃料ベレ・ット４・・・・・・
・・・下部ブレナム ５・・・・・・・・・下部端栓
面図である。 １・・・・・・・・・燃料ピン ２・・・・・・・・・被覆管 ３・・・・・・・・・核燃料ベレ・ット４・・・・・・
・・・下部ブレナム ５・・・・・・・・・下部端栓
Claims (1)
- （１）被覆管内に多数個の核燃料ペレットを装填し、該
被覆管の両端を端栓で密閉してなる高速増殖炉用燃料ピ
ンにおいて、前記被覆管内に予め最大５ｇの金属ナトリ
ウムを封入してなることを特徴とする高速増殖炉用燃料
ピン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61232112A JPS6385395A (ja) | 1986-09-30 | 1986-09-30 | 高速増殖炉用燃料ピン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61232112A JPS6385395A (ja) | 1986-09-30 | 1986-09-30 | 高速増殖炉用燃料ピン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6385395A true JPS6385395A (ja) | 1988-04-15 |
Family
ID=16934193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61232112A Pending JPS6385395A (ja) | 1986-09-30 | 1986-09-30 | 高速増殖炉用燃料ピン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6385395A (ja) |
-
1986
- 1986-09-30 JP JP61232112A patent/JPS6385395A/ja active Pending
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