JP2013015375A - 核燃料の反応度抑制方法およびその反応度抑制装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】事故事象発生時に、原子炉圧力容器11の内部に散水18とともに水に不溶の中性子吸収体20を投入する。
【選択図】 図2
Description
また、炉心溶融に至っておらず炉心が冠水した状態であっても、例えば事故事象により冷却材の循環が停滞する状態に陥った場合等、炉心の冷却を促進する必要がある場合は、炉心の反応度を低下させて発熱量を抑えることが望ましい。
原子炉圧力容器やその格納容器の健全性が保たれている場合は、中性子吸収断面積の大きなホウ素の水溶性化合物であるホウ酸の水溶液を、炉水に注入して反応度を低下させることができる(例えば、特許文献1)。
したがって、過酷事故に発展した、もしくは過酷事故に発展し得る事故事象等の発生した原子力プラントにおいて、原子炉圧力容器の損傷有無に関わらず、核燃料の反応度抑制、冷却、遮蔽を達成することが求められる。
図1(A)に示すように、正常状態の原子炉圧力容器11の炉心部は、ペレット状の核燃料が装填された燃料棒(図示略)を格子状に組み上げた燃料集合体12と、複数の燃料集合体12の下端を支持する炉心支持板14と、複数の燃料集合体12の側周面を覆うシュラウド13と、上下方向に変位して燃料集合体12における核***反応を制御する制御棒(図示略)と、が設置されている。
炉心が炉水から露出する主な原因は、例えば原子炉圧力容器11の破損、制御棒又はその他制御系の誤動作・故障、もしくは外部電源の喪失等による、冷却材の漏洩や供給量低下による水位低下である。
以下、炉心溶融発生時に本実施形態を適用した例で説明するが、本実施形態は、炉心溶融に至っていないものの、水位低下の原因となる事象発生が確認ないし推定される場合等、様々な状況に適用され得る。
また、中性子吸収体20の溶融体の一部は、容器下部15に流下して、原子炉圧力容器11の損傷箇所を封止して、漏洩水17の量をさらに少なくする効果が期待される。
この新設の専用ノズル19は、原子炉圧力容器11の既存の孔を利用して施設する場合もあるし、新たな孔を設けて施設してもよい。
また、他の実施形態として、中性子吸収体20の投入後、溶融核燃料12A,12Bを水冷で無く空気またはガス冷却とすることも可能である。
さらに、中性子吸収体20は、外部磁場から力を受けて変位するように、磁性材料を含む構成とすることができる。これにより、原子炉圧力容器11の内部に投入した中性子吸収体20を、磁石を用いるなどして、所望の位置に移動させたり容易に回収したりできる。
Claims (9)
- 事故事象の発生時に、原子炉圧力容器の内部に散水とともに水に不溶の中性子吸収体を投入することを特徴とする核燃料の反応度抑制方法。
- 前記中性子吸収体を原子炉圧力容器内の核燃料近傍に堆積させることを特徴とする請求項1に記載の反応度抑制方法。
- 前記中性子吸収体は、金属性の球殻の内部に中性子吸収材が充填されたものであるか又は中性子吸収材を組成に含むものであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の核燃料の反応度抑制方法。
- 前記中性子吸収体は、外径の異なる二種類以上の形態を有することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の核燃料の反応度抑制方法。
- 第1の径の前記中性子吸収体を前記原子炉圧力容器内に所定量投入し、前記第1の径よりも大径である第2の径の前記中性子吸収体を前記原子炉圧力容器内に投入することを特徴とする請求項4に記載の核燃料の反応度抑制方法。
- 前記中性子吸収体は、前記原子炉圧力容器に既存のノズル又は新規に設けた専用ノズルを経由して投入されることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の核燃料の反応度抑制方法。
- 前記中性子吸収体の投入後に、冷却気体を前記原子炉圧力容器内に供給することを特徴とする請求項1に記載の核燃料の反応度抑制方法。
- 前記中性子吸収体は、外部磁場から力を受けて変位するように磁性材料を構成に含むことを特徴とする請求項1に記載の核燃料の反応度抑制方法。
- 水に不溶の中性子吸収体を多数収容し、原子炉圧力容器内に連絡する配管系に接続されるタンクと、
前記タンク内の中性子吸収体を冷却水とともに前記原子炉圧力容器内に供給するポンプと、を備えることを特徴とする核燃料の反応度抑制装置。
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