[发明专利]核反应堆

说明书

技术领域

本发明涉及一种能够降低环境负担的核反应堆。

背景技术

核反应堆通过使核燃料进行核反应而得到热能。在核反应堆中，向冷却材料中添加硼作为中子吸收材料，能够调整核反应堆的反应度。(例如，专利文献1)

现有技术文献

专利文献1：(日本)特开平7-244185号公报[0002]、[0005]

发明内容

解决技术问题的技术方案

在向冷却材料添加中子吸收材料而调整核反应堆的反应度的情况下，向冷却材料添加中子吸收材料，并且必须对添加中子吸收材料的冷却材料进行稀释。在对冷却材料进行稀释的情况下，因为产生多余的含有中子吸收材料的冷却材料，所以必须进行处理从剩余的冷却材料中除去中子吸收材料。因此，在向冷却材料添加中子吸收材料而调整核反应堆的反应度的情况下，产生中子吸收材料的废弃物(在添加硼酸的情况下，产生硼酸废弃物)等。因为该废弃物是放射性废弃物，所以增大了用于处理的环境负担。鉴于以上情况，本发明的目的在于提供一种能够减小环境负担的核反应堆。

为了达到解决以上所述课题的目的，本发明的核反应堆具有：封入核燃料的燃料棒和控制所述核燃料的核反应的控制棒，该核反应堆的特征在于，所述核反应堆开始运转时的所述核反应堆的额定输出运转时的一次冷却材料中含有的中子吸收材料的浓度成为：从所述核反应堆结束运转时用于使所述核反应堆低温停止并维持该状态所必须的中子吸收材料的浓度，减去所述核反应堆开始运转时用于使所述核反应堆低温停止并维持该状态所必须的中子吸收材料的浓度，再加上规定值的值以下。因此，在核反应堆运转时，因为能够减少向一次冷却材料添加的中子吸收材料的量，所以能够减小环境的负担。

本发明优选的是，在所述核反应堆中，向构成所述燃料棒的燃料中添加可燃毒物，并且所述燃料棒的中央部分的所述可燃毒物的浓度比所述燃料棒的至少一个端部侧的所述可燃毒物的浓度高。

本发明优选的是，在所述核反应堆中，所述控制棒具有：即使没有向所述一次冷却材料中投入中子吸收材料也能够使运转中的所述核反应堆低温停止的反应度控制能力。

本发明优选的是，在所述核反应堆中，所述一次冷却材料是水，所述核反应堆的氢与重金属原子数比在4.5以上，并且在未向所述一次冷却材料中添加硼的情况下使反应堆活性区的核反应度最大的值以下。

为了达到解决以上所述课题的目的，本发明的核反应堆具有：封入核燃料的燃料棒和控制所述核燃料的核反应的控制棒，该核反应堆的特征在于，向所述核燃料中添加可燃毒物，并且所述燃料棒的中央部分的所述可燃毒物的浓度比所述燃料棒的至少一个端部侧的所述可燃毒物的浓度高。如果向燃料中添加可燃毒物，因为能够减少向冷却材料中添加的中子吸收材料的量，所以能够减小环境的负担。

为了达到解决以上所述课题的目的，本发明的核反应堆具有：封入核燃料的燃料棒和控制所述核燃料的核反应的控制棒，该核反应堆的特征在于，所述控制棒具有即使没有向所述一次冷却材料中投入硼也能够使运转中的所述核反应堆低温停止的反应度控制能力。由此，因为只通过控制棒的反应度控制能力就能使核反应堆低温停止，所以在进行使核反应堆低温停止的操作时不必向一次冷却材料添加中子吸收材料。因此，当使核反应堆低温停止时，因为能够减少向一次冷却材料中添加的中子吸收材料的量，所以能够减轻环境的负担。

为了达到解决以上所述课题的目的，本发明的核反应堆具有封入核燃料的燃料棒和控制所述核燃料的核反应的控制棒，并且使用水作为一次冷却材料，本发明的核反应堆的特征在于，氢与重金属原子数比在4.5以上，并且在未向所述一次冷却材料中添加硼的情况下使反应堆活性区的核反应度最大的值以下。如果增大氢与重金属原子数比，则能够减小冷却核反应堆时的添加反应度。由此，在冷却核反应堆时使用化学补偿控制的情况下，如果减小添加反应度，则能够减少冷却核反应堆时所添加的中子吸收材料的量，因此能够减小化学补偿控制的分担比例。因此，能够减轻环境的负担。

本发明提供一种能够减轻环境负担的核反应堆。

附图说明

图1是表示原子能设备的模式图。

图2是表示核反应堆的反应度控制的详细内容的图。

图3-1是表示燃料棒中的可燃毒物的浓度的模式图。

图3-2是表示燃料棒中的可燃毒物的浓度的模式图。