[发明专利]原子反应堆

说明书

技术领域

本发明涉及原子反应堆。

背景技术

原子反应堆被用于发电设备等。原子反应堆包括高速中子反应堆。高速中子反应堆是主要由高速中子使可裂变核素核裂变而产生输出的原子反应堆，由钠、铅铋合金等重金属或气体等冷却反应堆心。在以往的技术的原子反应堆中，在反应堆心整体产生核裂变，并且产生输出。

原子反应堆的反应堆心的临界的维持及输出的调整，例如由控制棒进行。控制棒由容易吸收中子的物质形成。在燃烧循环的初期预先将控制棒插入反应堆心，进行燃烧，并且通过渐渐地将控制棒拔出，一面维持输出一面保持临界状态。这样，在原子反应堆的运转中，需要进行用于维持原子反应堆的临界的控制。从燃烧循环初期到燃烧循环末期连续地进行用于维持临界的控制。

在日本专利第3463100号公报中，公开了在燃烧循环中不需要用于维持临界的控制的原子反应堆。此原子反应堆采用了被称为蜡烛式（Constant Axial Shape of Neutron Flux,Nuclide Densities and Power Shape During Life of Energy Production，中子通量的恒量轴向形状，在能量生产的寿命的期间的核素密度和功率形状）燃烧法的燃烧法。在蜡烛式燃烧法中，能够将反应堆心大致分为新燃料部、燃烧部、进行了燃烧的部分。燃烧部与燃烧一起，以与输出成比例的速度朝向新燃料部移动。在蜡烛式燃烧中，为了在一个燃烧循环结束后进行下一个燃烧循环而交换燃料。在交换燃料时，能够在反应堆心轴的方向将进行了燃烧的燃料取出，向与取出的一侧的端部相反一侧的端部装载新燃料。

在蜡烛式燃烧法中，也可以不进行临界调整，另外，即使不进行输出分布的调整，输出分布也被保持为大致一定。因此，具有从燃烧循环的初期遍及到末期地不进行控制棒的操作等那样的反应堆心的反应度控制也可以这样的特征。另外，具有也可以使反应度系数也不变化地不与燃烧一起使运转方法变化这样的特征。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3463100号公报

发明内容

发明所要解决的课题

通过作为原子反应堆的燃料的燃烧法采用蜡烛式燃烧法，能够提供一种即使进行燃烧也能够使反应堆心特性大致一定，运转控制简单，事故的产生概率低的原子反应堆。另外，因为也可以不在反应堆心配置控制棒，所以在运转期间中完全没有控制棒被错误地拔出那样的事故的可能性。另外，由于将燃料取出时的燃烧度高，所以能够降低废料的量。

在蜡烛式燃烧法中，作为第二循环以后的新燃料，能够仅使用天然铀或贫铀进行运转。这些燃料因为是未临界，所以输送、储藏容易。另外，因为能够不进行浓缩、再处理地将铀的大约40％作为能量利用，所以能够进行资源的有效利用。另外，由于第二循环以后的新燃料不需要进行浓缩、再处理等，所以具有核扩散阻力性高等的特征。

但是，以往的技术中的原子反应堆的起动及停止，通过使用控制棒来进行。例如，在原子反应堆的运转中，通过将控制棒插入反应堆心，能够使原子反应堆的输出降低，使之停止。另外，在原子反应堆起动时，通过将插入的控制棒拔出，能够在使反应堆心成为临界后，使反应堆心的输出上升。

在具备采用了蜡烛式燃烧法的反应堆心的原子反应堆中，也能够通过配置向反应堆心插入的控制棒，进行原子反应堆的起动及停止。但是，在蜡烛式燃烧法中，若将用于插入控制棒的流路（通道）形成在反应堆心，则存在难以实现临界的情况。在以往的技术中的反应堆心中，通过增大核裂变性的铀的浓度或钚的浓度，或增加新燃料的燃料集合体的数量，能够实现临界。在蜡烛式燃烧法中，也能够在新燃料中含有浓缩铀等，但是，最好是不使用浓缩铀等，仅将天然铀或贫铀作为新燃料使用。

另外，为了使燃料均匀地燃烧，最好是径方向的输出分布是大致一定的。但是，若将用于插入控制棒的流路形成在反应堆心，则在反应堆心形成了未装载燃料的空间。存在如下的问题：在此空间中输出密度变小，径方向输出分布不均匀这样。

本发明的目的是提供一种具备燃烧部与燃料的燃烧一起朝向新燃料部移动的反应堆心，即使未具备控制棒也能够进行起动及停止的原子反应堆。

为了解决课题的手段