KR101201555B1 - Fuel assembly of nuclear reator with burnable poison embedded in fuel member - Google Patents

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Abstract

개시된 본 발명에 의한 원자로의 핵연료집합체는 핵분열을 일으키는 핵연료판을 포함하는 핵연료부, 핵연료판의 양측부를 지지하는 지지부 및, 핵연료부의 핵분열 속도를 조절시키되 핵연료판에 일체로 설치되어 지지부에 지지되는 가연성 흡수물질을 포함하는 조절부를 포함한다. 이러한 구성에 의하면, 가연성 흡수물질은 핵연료판에 삽입된 상태로 별도의 피복재가 필요하지 않음으로써, 핵연료판이 지지부에 대한 충분한 삽입 깊이를 확보할 수 있게 된다. The nuclear fuel assembly of the reactor according to the present invention includes a fuel part including a nuclear fuel plate that causes nuclear fission, a support part supporting both sides of the nuclear fuel plate, and a flammable structure that is integrally installed on the fuel plate to control the nuclear fission rate of the nuclear fuel part and is supported on the support part. And a control unit comprising an absorbent material. According to this configuration, since the flammable absorbent material is not inserted into the nuclear fuel plate and does not require a separate coating material, the nuclear fuel plate can secure a sufficient insertion depth to the support portion.

Description

핵연료에 매립된 가연성 흡수물질을 가진 원자로의 핵연료집합체{FUEL ASSEMBLY OF NUCLEAR REATOR WITH BURNABLE POISON EMBEDDED IN FUEL MEMBER}FUEL ASSEMBLY OF NUCLEAR REATOR WITH BURNABLE POISON EMBEDDED IN FUEL MEMBER}

본 발명은 핵연료집합체에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 핵연료의 건전성 향상에 기여할 수 있는 핵연료에 매립된 가연성 흡수물질을 가진 원자로의 핵연료집합체에 관한 것이다.
The present invention relates to a nuclear fuel assembly, and more particularly, to a nuclear fuel assembly of a nuclear reactor having a flammable absorbent material embedded in a nuclear fuel that can contribute to the improvement of nuclear fuel integrity.

원자로란, 열 발생, 방사성 동위원소나 플루토늄 생산, 강한 방사선의 발생 또는, 그 이외의 유용한 목적에 사용하기 위해 핵분열을 지속적으로 발생 및 제어하도록 설계된 장치이다. 이러한 원자로의 내부에서 발생되는 핵분열은 중성자가 핵분열 가능물질에 충돌하면, 물질이 붕괴하면서 2개의 서로 다른 원자를 생성함과 아울러, 동시에 많은 양의 열이 발생되는 현상을 지칭한다. 상기 핵분열 과정 중에는 새로운 중성자들이 형성될 수 있으며, 상기 새로운 중성자들은 다른 원자들과 반응하여 연쇄적으로 분열될 수 있다. 그러므로, 상기 원자로는 극도로 예민한 장치로써, 많은 주의가 요구된다. A reactor is a device designed to continuously generate and control nuclear fission for use in heat generation, radioisotope or plutonium production, generation of strong radiation, or other useful purposes. Nuclear fission generated inside the reactor refers to a phenomenon in which when a neutron collides with a fissable material, the material collapses to generate two different atoms, and a large amount of heat is generated at the same time. New neutrons may be formed during the nuclear fission process, and the new neutrons may be cleaved in series by reacting with other atoms. Therefore, the reactor is an extremely sensitive device, requiring much attention.

한편, 상기 원자로 중, 연구용 원자로의 경우 판형 핵연료가 주로 채용되고 있다. 상기 판형 핵연료는 일반적으로, 핵연료 지지부에 의해 복수개의 핵연료판들이 각각의 양측단에 동시에 지지되어 집합체로 구성된다. 이때, 상기 핵연료판은 양측단이 가연성 독물질(Burnable Poison, BP)을 사이에 두고, 핵연료 지지부에 삽입되어 지지된다. 상기 가연성 흡수물질은 연소됨에 따라 중성자를 흡수하는 성질이 점차 사라지는 물질로써, 원자로의 반응도를 조절하기 위해 채용된다. 이러한 가연성 흡수물질은 상기 판형 핵연료를 지지하는 핵연료 지지부에 별도의 피복재를 가진 상태에서 와이어형(Wire-Type)으로 삽입됨이 일반적이다. On the other hand, in the nuclear reactor for research, the plate-type fuel is mainly employed. In general, the plate-shaped fuel is composed of an assembly in which a plurality of fuel plates are simultaneously supported at both ends by a fuel support. In this case, the nuclear fuel plate is supported by inserting both ends of the nuclear fuel support with a flammable poison (BP) interposed therebetween. The combustible absorbent material is a material that gradually loses the property of absorbing neutrons as it is combusted, and is used to control the reactivity of the reactor. Such combustible absorbent materials are generally inserted in a wire-type in a state in which a separate cover material is provided on the nuclear fuel support supporting the plate-shaped fuel.

그런데, 상기 가연성 흡수물질이 핵연료 지지부에 삽입되어 설치됨에 따라, 핵연료 지지부의 건전성을 유지하기 위해서는 가연성 흡수물질의 부피에 제한이 있다. 이러한 가연성 흡수물질의 부피 제한은 원자로의 반응도 제어에 용이하지 못함에 따른 핵연료 성능에서 불리한 문제점을 야기시킨다. 뿐만 아니라, 와이어형의 가연성 흡수물질의 경우 별도로 제조된 후 핵연료 지지부에 설치됨에 따라, 설치가 용이하지 않은 문제점을 가진다.
However, as the flammable absorbent material is inserted into and installed in the nuclear fuel support, there is a limit to the volume of the flammable absorbent material in order to maintain the integrity of the nuclear fuel support. Such volume limitations of flammable absorbent materials create disadvantageous problems in fuel performance due to the inability to control reactor reactivity. In addition, in the case of a wire-type flammable absorbent material is manufactured separately and installed in the nuclear fuel support, there is a problem that the installation is not easy.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 반응도 효과가 우수하면서도 핵연료의 건전성을 유지시킬 수 있는 핵연료에 매립된 가연성 흡수물질을 가진 원자로의 핵연료집합체를 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a nuclear fuel assembly of a nuclear reactor having a flammable absorbent material embedded in a nuclear fuel that has excellent reactivity effect and can maintain the integrity of the nuclear fuel.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 의한 원자로의 핵연료집합체는, 핵분열을 일으키는 핵연료부, 상기 핵연료판을 지지하는 지지부 및, 상기 핵연료의 핵분열 속도를 조절시키는 가연성 흡수물질을 포함하는 조절부를 포함하며, 상기 가연성 흡수물질은 상기 핵연료부에 설치된 상태로 상기 지지부에 지지된다. A nuclear fuel assembly of a nuclear reactor according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, the control including a nuclear fuel portion causing a nuclear fission, a support portion for supporting the nuclear fuel plate, and a flammable absorbent material for controlling the nuclear fission rate of the nuclear fuel And a flammable absorbent material is supported on the support while being installed in the nuclear fuel part.

일측에 의하면, 상기 핵연료부는 판형 핵연료심과, 상기 핵연료심을 보호하는 피복재를 포함하며, 상기 가연성 흡수물질은 상기 핵연료심의 양측단에 나란하게 일체로 설치되어 상기 피복재에 의해 보호된다. According to one side, the nuclear fuel unit includes a plate-like nuclear fuel core and the coating material for protecting the nuclear fuel core, the flammable absorbent material is integrally installed side by side at both ends of the nuclear fuel core is protected by the coating material.

일측에 의하면, 상기 가연성 흡수물질은 상기 핵연료심의 양측단으로부터 이격된 위치에 상기 피복재에 의해 보호되어 설치된다. According to one side, the combustible absorbent material is protected and installed by the coating material at a position spaced apart from both ends of the nuclear fuel core.

일측에 의하면, 상기 가연성 흡수물질은 중성자 흡수물질이 알루미늄 기지에 분산되어 형성된다. According to one side, the combustible absorbent material is formed by dispersing the neutron absorbent material in the aluminum matrix.

일측에 의하면, 상기 가연성 흡수물질은 중성자를 흡수하는 원자가 산화카드뮴(Cadmium oxide, CdO) 또는 산화카돌리늄(Gadolinium(III) oxide, Gd2O3)과 같은 안정된 화합물로 형성된다. According to one side, the flammable absorbent material is formed of a stable compound, such as a valence cadmium oxide (Cdium oxide, CdO) or gadolinium (III) oxide, Gd2O3 that absorbs neutrons.

본 발명의 일 실시예에 의한 원자로의 핵연료집합체는, 핵분열을 일으키는 핵연료판을 포함하는 핵연료부, 상기 핵연료판의 양측부를 지지하는 지지부 및, 상기 핵연료판의 핵분열 속도를 조절시키되, 상기 핵연료판에 일체로 설치되어 상기 지지부에 지지되는 가연성 흡수물질을 포함하는 조절부를 포함한다. A nuclear fuel assembly of a nuclear reactor according to an embodiment of the present invention comprises a nuclear fuel unit including a nuclear fuel plate causing nuclear fission, a support unit supporting both sides of the nuclear fuel plate, and controlling the nuclear fission rate of the nuclear fuel plate, It is integrally installed to include a control unit including a flammable absorbent material supported on the support.

일측에 의하면, 상기 핵연료판은 핵연료심과, 상기 핵연료심을 보호하는 피복재를 포함하며, 상기 핵연료심의 양측단과 이웃하게 상기 가연성 흡수물질이 상기 피복재에 보호되어 설치된다.
According to one side, the fuel plate includes a nuclear fuel core and a coating material for protecting the nuclear fuel core, and the flammable absorbent material is installed to be protected by the coating material adjacent to both ends of the nuclear fuel core.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 첫째, 핵연료판의 핵분열 반응도를 조절하는 가연성 흡수물질이 핵연료판에 설치된 상태로 지지부에 지지될 수 있음으로 인해, 별도의 피복재가 불필요함에 따라 핵연료판이 지지부로 충분한 삽입 깊이로 지지될 수 있게 되어 핵연료의 건전성 확보에 유리해진다. According to the present invention having the configuration as described above, first, since the flammable absorbent material that controls the nuclear fission reactivity of the nuclear fuel plate can be supported on the support in a state where it is installed on the nuclear fuel plate, the fuel plate is supported as a separate coating material is unnecessary. It can be supported with a sufficient insertion depth, which is advantageous for ensuring the integrity of nuclear fuel.

둘째, 핵연료판에 설치되는 가연성 흡수물질의 부피에 대한 제한이 없음으로 인해, 큰 반응도 효과를 기대할 수 있게 된다. Second, because there is no restriction on the volume of the flammable absorbent material installed in the nuclear fuel plate, it is possible to expect a large reactivity effect.

셋째, 핵연료판에 가연성 흡수물질이 일체로 형성됨으로써, 가연성 흡수물질이 별도로 제조되어 조립되는 과정이 불필요해져 설치가 용이하다.
Third, since the combustible absorbent material is integrally formed on the nuclear fuel plate, the process of separately manufacturing and assembling the combustible absorbent material is unnecessary, thereby facilitating installation.

도 1은 본 발명에 의한 원자로의 핵연료집합체를 개략적으로 도시한 사시도,
도 2는 도 1의 A영역을 개략적으로 확대 도시한 단면도,
도 3은 본 발명의 변형 실시예에 의한 원자로의 핵연료집합체를 개략적으로 도시한 단면도,
도 4는 본 발명의 또다른 변형 실시예에 의한 원자로의 핵연료집합체를 개략적으로 도시한 단면도, 그리고,
도 5는 본 발명에 의한 원자로의 핵연료집합체의 반응도를 비교 평가한 그래프이다. 1 is a perspective view schematically showing a nuclear fuel assembly of a reactor according to the present invention;
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically illustrating an area A of FIG. 1;
3 is a cross-sectional view schematically showing a nuclear fuel assembly of a nuclear reactor according to a modified embodiment of the present invention;
4 is a cross-sectional view schematically showing a nuclear fuel assembly of a nuclear reactor according to another modified embodiment of the present invention, and
5 is a graph comparing and evaluating the reactivity of the nuclear fuel assembly of the reactor according to the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 설명한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 원자로의 핵연료집합체(1)은 핵연료부(10), 지지부(20) 및 가연성 흡수물질을 포함하는 조절부(30)를 포함한다. 1 and 2, a nuclear fuel assembly 1 of a nuclear reactor according to a preferred embodiment of the present invention includes a nuclear fuel unit 10, a support unit 20, and a control unit 30 including a flammable absorbent material. do.

참고로, 도 1의 도시와 같이, 상기 핵연료집합체(1)은 표준형(1a)과 제어형(1b)으로 구분된다. 여기서, 상기 표준형 및 제어형(1a)(1b)으로 구분되는 핵연료집합체(1)은 각각 원자로(미도시)의 노심내에 설치되어 핵분열을 일으키되, 상기 제어형 핵연료집합체(1)이 노심 내외로 가동되어 핵분열 속도를 조절하여 출력을 제어한다.
For reference, as illustrated in FIG. 1, the nuclear fuel assembly 1 is divided into a standard type 1a and a control type 1b. Here, the fuel assembly 1 divided into the standard type and the control type 1a, 1b is installed in the core of the reactor (not shown) to cause nuclear fission, and the controllable fuel assembly 1 is operated in and out of the core. Control the output by adjusting the rate of fission.

상기 핵연료부(10)는 핵분열을 일으킨다. 이를 위해, 상기 핵연료부(10)는 소정 길이를 가지는 판형(Plate type)으로 형성되어 핵분열을 발생시키는 핵연료심(11)과, 상기 핵연료심(11)을 감싸 보호하는 피복재(12)를 포함하여, 핵연료판으로 구성된다. 상기 핵연료심(11)은 우라늄 및/또는 초우라늄을 포함하는 핵연료 입자로 형성되며, 피복재(12)는 알루미늄(Al) 합금 재질로 형성된다. 여기서, 상기 핵연료심(11)은 핵연료 입자가 알루미늄 기지에 분산되어 알루미늄 합금의 피복재(12)에 덮혀짐으로써, 판형 핵연료판인 핵연료부(10)로 형성된다. The nuclear fuel unit 10 causes nuclear fission. To this end, the nuclear fuel unit 10 is formed in a plate type having a predetermined length (Plate type) and includes a nuclear fuel core 11 for generating nuclear fission, and a covering material 12 to wrap and protect the nuclear fuel core (11) It consists of a nuclear fuel plate. The nuclear fuel core 11 is formed of nuclear fuel particles including uranium and / or ultrauranium, and the coating material 12 is formed of an aluminum (Al) alloy material. In this case, the nuclear fuel core 11 is formed of a nuclear fuel part 10 that is a plate-shaped nuclear fuel plate by dispersing the fuel particles in an aluminum matrix and being covered by the coating material 12 of the aluminum alloy.

상기 지지부(20)는 도 2의 도시와 같이, 판형 핵연료부(10)의 양측부를 지지한다. 이때, 상기 지지부(20)는 플레이트 형상을 가지되, 상기 핵연료부(10)의 양측부가 일정 깊이 삽입된 상태로 지지한다. 상기 지지부(20)는 자세히 도시되지 않았으나, 하나의 지지부(20)에 복수의 핵연료부(10)가 동시에 지지됨이 좋다. The support portion 20 supports both sides of the plate-shaped nuclear fuel portion 10, as shown in FIG. In this case, the support portion 20 has a plate shape, and supports both sides of the nuclear fuel portion 10 in a predetermined depth. Although not shown in detail, the support 20 may be supported by a plurality of nuclear fuel units 10 simultaneously with one support 20.

상기 가연성 흡수물질을 포함하는 조절부(30)는 상기 핵연료부(10)의 핵분열 속도를 조절하는데 부분적인 역할을 한다. 상기 조절부(30)가 포함하는 가연성 흡수물질은 중성자를 흡수하는 원소가 안정된 상태의 화합물로 구성된 것으로 산화카드뮴(Cadmium oxide, CdO), 탄화붕소(Boron carbide, B4C), 산화카돌리늄 (Gadolinium(III) oxide, Gd2O3) 등과 같은 가연성 독물질(Burnable Poison, BP)이 사용될 수 있다. 이러한 가연성 흡수물질을 포함하는 조절부(30)는 중성자를 흡수하여 연소됨에 따라 중성자를 흡수하는 성질이 점차적으로 변화하여 핵분열 속도를 조절하는 보조적인 역할을 한다. The control unit 30 including the combustible absorbent material plays a part in controlling the nuclear fission rate of the nuclear fuel unit 10. The combustible absorbent material included in the control unit 30 is composed of a compound having a stable state of an element absorbing neutrons, such as cadmium oxide (CdO), boron carbide (B4C), and gadolinium oxide. Burnable Poison (BP) such as (III) oxide, Gd2O3), etc. may be used. The control unit 30 including such a flammable absorbent material absorbs neutrons and burns gradually to change the properties of absorbing neutrons, thereby controlling the nuclear fission rate.

상기 가연성 흡수물질을 포함하는 조절부(30)는 도 2의 도시와 같이, 상기 핵연료부(10)에 설치된 상태로 지지부(20)에 지지된다. 이때, 상기 조절부(30)는 지지부(20)와 마주하도록 핵연료부(10)에 일체로 설치된다. 구체적으로, 상기 가연성 흡수물질을 포함하는 조절부(30)는 핵연료심(11)의 양측단에 일체로 설치되어, 피복재(12)에 의해 함께 보호된다. 이때, 상기 조절부(30)는 핵연료심(11)과 마찬가지로, 알루미늄 기지에 분산되어 형성됨으로써, 핵연료심(11)과 유사한 물리적 특징을 가지게 된다. The adjusting unit 30 including the flammable absorbent material is supported by the support unit 20 while being installed in the nuclear fuel unit 10 as shown in FIG. 2. At this time, the control unit 30 is integrally installed in the nuclear fuel unit 10 to face the support unit 20. Specifically, the control unit 30 including the flammable absorbent material is integrally installed at both ends of the nuclear fuel core 11 and protected together by the coating material 12. In this case, like the nuclear fuel core 11, the control unit 30 is dispersed in the aluminum base, thereby having a physical characteristic similar to the nuclear fuel core 11.

상기와 같이 핵연료부(10)에 설치된 상태로 지지부(20)에 지지되는 가연성 흡수물질을 포함하는 조절부(30)의 구성으로 인해, 상기 핵연료부(10)는 상기 지지부(20)의 전체 두께(t1)의 대략 절반 깊이(d1)까지 삽입될 수 있게 된다. 예컨대, 상기 지지부(20)의 전체 두께(t1)가 대략 4.8mm이라고 할 경우, 가연성 흡수물질인 조절부(30)가 일체로 형성되는 핵연료부(10)의 측부는 지지부(20)의 내부로 대략 2.32mm의 깊이(d1)까지 삽입됨이 좋다. Due to the configuration of the control unit 30 including the combustible absorbent material supported by the support unit 20 while being installed in the nuclear fuel unit 10 as described above, the fuel unit 10 is the overall thickness of the support unit 20 It is possible to insert up to approximately half the depth d1 of t1. For example, when the total thickness t1 of the support part 20 is about 4.8 mm, the side of the nuclear fuel part 10 in which the adjusting part 30 which is a combustible absorbent material is integrally formed is moved into the support part 20. It is preferred to be inserted to a depth d1 of approximately 2.32 mm.

참고로, 일 실시예에서는 상기 핵연료판(11)의 두께(t2)와 가연성 흡수물질(30)의 두께(t3)는 대략 1.37mm로 상호 일치함이 좋다. 아울러, 상기 핵연료심(11)과 나란하게 형성된 조절부(30)는 대략 0.8mm의 길이(d2)를 가지되, 지지부(20)에 대해 0.7mm의 길이(d3)로 이격된 위치에 위치함이 좋다. 이러한 구성에 의해, 상기 핵연료부(10)의 피복재(12)만이 지지부(20)로 삽입되어 지지된다.For reference, in one embodiment, the thickness t2 of the nuclear fuel plate 11 and the thickness t3 of the combustible absorbent material 30 may be approximately equal to 1.37 mm. In addition, the control unit 30 formed in parallel with the nuclear fuel core 11 has a length d2 of approximately 0.8 mm, but is located at a position spaced apart from the support part 20 by a length d3 of 0.7 mm. This is good. With this configuration, only the covering material 12 of the nuclear fuel part 10 is inserted into and supported by the support part 20.

한편, 상기 가연성 흡수물질인 조절부(30)의 두께(t3) 및 길이(d2)는 핵연료심(11)의 반응도 조절을 고려하여 다양하게 가변 가능하다. 이러한 가연성 흡수물질을 포함하는 조절부(30)의 변형 실시예가 도 3 및 도 4에 도시된다.On the other hand, the thickness (t3) and the length (d2) of the control unit 30 that is the combustible absorbent material may be variously changed in consideration of the reactivity control of the nuclear fuel core (11). A modified embodiment of the adjuster 30 comprising such a flammable absorbent material is shown in FIGS. 3 and 4.

도 3에 도시된 변형 실시예의 경우, 상기 가연성 흡수물질을 포함하는 조절부(30')가 핵연료판(11)로부터 이웃하도록 일정 간격(d4) 이격되어 피복재(12)에 의해 보호됨으로써, 핵연료부(10)와 일체로 형성된다. 이때, 상기 핵연료심(11)의 두께(t2) 보다 가연성 흡수물질(30')의 두께(t3)가 더 얇도록 구성될 수도 있음은 당연하다.In the modified embodiment shown in FIG. 3, the control unit 30 ′ including the combustible absorbent material is protected by the cladding 12 spaced apart from the fuel plate 11 by a predetermined distance d4 so as to be adjacent to the fuel plate 11. It is formed integrally with (10). At this time, it is obvious that the thickness t3 of the flammable absorbent material 30 'may be thinner than the thickness t2 of the nuclear fuel core 11.

또한, 도 4의 도시와 같이, 상기 가연성 흡수물질을 포함하는 조절부(30")가 핵연료심(11)의 두께(t2) 보다 얇은 두께(t3)를 가지고 핵연료심(11)의 측단에 나란하게 형성되는 또 다른 변형예도 가능하다. In addition, as shown in FIG. 4, the adjusting unit 30 ″ including the combustible absorbent material has a thickness t3 that is thinner than the thickness t2 of the nuclear fuel core 11 and is arranged at the side end of the nuclear fuel core 11. Another modification is also possible.

참고로, 도 3 및 도 4에 도시된 다른 및 또 다른 변형 실시예 모두, 상기 가연성 흡수물질을 포함하는 조절부(30')(30")가 핵연료부(10)와 일체로 형성되어 지지부(20)로 삽입되는 깊이(d1)가 지지부(20)의 두께(t1)의 대략 절반까지 가능하다. For reference, in other and other modified embodiments shown in FIGS. 3 and 4, the control unit 30 ′, 30 ″ including the combustible absorbent material is integrally formed with the nuclear fuel unit 10 so that the support unit ( The depth d1 inserted into 20 may be up to approximately half of the thickness t1 of the support 20.

이상과 같이, 상기 가연성 흡수물질을 포함하는 조절부(30)(30')(30")가 핵연료부(10)에 일체로 형성되어 지지부(20)에 의해 지지되는 경우, 도 5의 도시와 같이, 반응도 효과가 우수함을 알 수 있다. 참고로, 도 5의 비교예1은 가연성 흡수물질을 포함하는 조절부(30)(30')(30")가 구비되지 않은 경우를 실험한 결과이며, 비교예2 내지 4는 와이어 형태로 별도로 제조되어 지지부(20)에 삽입 설치되는 종래의 경우를 각기 다른 직경으로 실험한 결과이다. 또한, 비교예 5 및 6은 본 발명과 같이 핵연료부(10)에 일체로 형성된 가연성 흡수물질인 조절부(30)(30')(30")가 서로 다른 두께로 형성된 경우를 실험한 결과이다. 이러한 비교예1 내지 6과 같이, 비교예1 내지 4와 비교하여 본 발명에 의한 조절부(30)(30')(30")의 부피를 상대적으로 증대시킬 수 있음에 따른 큰 반응도 효과를 줄 수 있도록 구현하게 된다.
As described above, in the case where the control unit 30, 30 ′, 30 ″ including the combustible absorbent material is integrally formed in the nuclear fuel unit 10 and supported by the support unit 20, it is shown in FIG. 5. As a result, Comparative Example 1 of FIG. 5 is a result of experiments in which the control unit 30, 30 ′, 30 ″ including a flammable absorbent material is not provided. , Comparative Examples 2 to 4 are the results of experiments with different diameters of the conventional case manufactured separately in the form of wire and inserted into the support 20. In addition, Comparative Examples 5 and 6 are the results of experiments in the case where the control unit 30, 30 ', 30 "of the flammable absorbent material integrally formed in the nuclear fuel unit 10, as in the present invention formed with different thicknesses. As in Comparative Examples 1 to 6, compared to Comparative Examples 1 to 4, a large reactivity effect can be obtained by relatively increasing the volume of the control unit 30, 30 ', 30 "according to the present invention. To implement it.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Although the present invention has been described with reference to the preferred embodiments thereof, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the following claims. It can be understood that

1: 원자로의 핵연료집합체 10: 핵연료부
11: 핵연료심 12: 피복재
20: 지지부 30, 30', 30": 조절부1: Nuclear Fuel Assembly 10: Nuclear Fuel Division
11: nuclear fuel core 12: cladding
20: support part 30, 30 ', 30 ": adjusting part

Claims (8)

판형 핵연료심과 상기 핵연료심을 보호하는 피복재를 포함하여, 핵분열을 일으키는 핵연료부;
상기 핵연료부를 지지하는 지지부; 및
상기 핵연료부의 핵분열 반응도를 조절시키는 가연성 흡수물질을 포함하는 조절부;
를 포함하며,
상기 가연성 흡수물질은 상기 핵연료부에 설치된 상태로 상기 지지부에 지지되되, 상기 핵연료심의 양측단에 나란하게 일체로 설치되어 상기 피복재에 의해 보호되는 원자로의 핵연료집합체.
A nuclear fuel portion including a plate-shaped fuel core and a coating material for protecting the nuclear fuel core, causing nuclear fission;
A support part for supporting the nuclear fuel part; And
A control unit including a flammable absorbent material for controlling the nuclear fission reactivity of the nuclear fuel unit;
Including;
The flammable absorbent material is supported by the support in a state installed in the nuclear fuel unit, the nuclear fuel assembly of the nuclear reactor is integrally installed side by side at both ends of the nuclear fuel core is protected by the coating material.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 핵연료부는 핵연료심과, 상기 핵연료심을 보호하는 피복재를 포함하며,
상기 가연성 흡수물질은 상기 핵연료심의 양측단으로부터 이격된 위치에 상기 피복재에 의해 보호되어 설치되는 원자로의 핵연료집합체.
The method of claim 1,
The nuclear fuel unit includes a nuclear fuel core and a coating material for protecting the nuclear fuel core,
And the flammable absorbent material is protected by the cladding material at a position spaced apart from both ends of the nuclear fuel core.
제1항 또는 제3항에 있어서,
상기 가연성 흡수물질은 중성자 흡수물질이 알루미늄 기지에 분산되어 형성되는 원자로의 핵연료집합체.
The method according to claim 1 or 3,
The combustible absorbent material is a nuclear fuel assembly of the reactor is formed by dispersing the neutron absorbent material in the aluminum base.
제1항 또는 제3항에 있어서,
상기 가연성 흡수물질은 중성자를 흡수하는 원자가 산화카드뮴(Cadmium oxide, CdO) 또는 산화카돌리늄(Gadolinium(III) oxide, Gd2O3)과 같은 안정된 화합물로 형성되는 원자로의 핵연료집합체.
The method according to claim 1 or 3,
The combustible absorbent material is a nuclear fuel assembly of a nuclear reactor that is formed of a stable compound, such as cadmium oxide (Cdium oxide, CdO) or gadolinium (III) oxide, Gd2O3 absorbing neutrons.
핵분열을 일으키는 핵연료판을 포함하는 핵연료부;
상기 핵연료판의 양측부를 지지하는 지지부; 및
상기 핵연료판의 핵분열 속도를 조절시키되, 상기 핵연료판과 일체로 설치되어 상기 지지부에 지지되는 가연성 흡수물질을 포함하는 조절부;
를 포함하고,
상기 핵연료판은 핵연료심과 상기 핵연료심을 보호하는 피복재를 포함하며,
상기 핵연료판의 양측단과 이웃하게 상기 가연성 흡수물질이 상기 피복재에 보호되어 설치되는 원자로의 핵연료집합체.
A nuclear fuel unit including a nuclear fuel plate causing nuclear fission;
Support parts supporting both sides of the nuclear fuel plate; And
Adjusting the nuclear fission rate of the nuclear fuel plate, the control unit is installed integrally with the nuclear fuel plate containing a flammable absorbent material supported on the support;
Including,
The nuclear fuel plate includes a nuclear fuel core and a coating material for protecting the nuclear fuel core.
A fuel assembly of a nuclear reactor in which the flammable absorbent material is protected and installed in the coating material adjacent to both ends of the nuclear fuel plate.
삭제delete 제6항에 있어서,
상기 가연성 흡수물질은 산화카드뮴(Cadmium oxide, CdO) 또는 산화카돌리늄(Gadolinium(III) oxide, Gd2O3)과 같은 안정된 화합물로 형성되어, 알루미늄 기지에 분산되어 형성되는 원자로의 핵연료집합체.
The method according to claim 6,
The combustible absorbent material is formed of a stable compound such as cadmium oxide (Cdium oxide, CdO) or cardolium (Gadolinium (III) oxide, Gd 2 O 3), the nuclear fuel assembly of the nuclear reactor is formed by being dispersed in an aluminum base.
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KR101292995B1 (en) * 2011-11-03 2013-08-02 한국수력원자력 주식회사 B4C Burnable Poison for High Temperature Gas-cooled Reactor
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101292995B1 (en) * 2011-11-03 2013-08-02 한국수력원자력 주식회사 B4C Burnable Poison for High Temperature Gas-cooled Reactor
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