(57)【要約】【課題】可燃性毒物含有燃料棒を比較的多く配置した燃料集合体の局所ピーキング係数を低減することができ、原子炉の安全性を更に向上させることが可能なＢＷＲ用燃料集合体の組等を提供する。【解決手段】ＢＷＲ炉心に同時に装荷され平均濃縮度が同一の燃料集合体の組であって、１０行１０列以上の正方格子配列に配置された第１及び第２の燃料集合体を備える。第２の燃料集合体は、可燃性毒物含有燃料棒の本数が、第１の燃料集合体における可燃性毒物含有燃料棒の本数よりも多く、また、第１の燃料集合体における燃料棒の配置に対して、正方格子配列における４つのコーナ部のうち互いに対向する２つのコーナ部を結ぶ仮想的な対角線上で、且つ、行列方向において水ロッドに隣接しない位置にのみ可燃性毒物含有燃料棒が付加された配置を有するものである。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管状をなし且つ核燃料物質を含む複数本の燃料棒、及び、管状をなす水ロッドが、１０行１０列以上の正方格子配列に配置された複数の燃料集合体を備える沸騰水型原子炉用燃料集合体の組であって、
前記複数本の燃料棒は、可燃性毒物を含まない複数本の可燃性毒物不含燃料棒、及び、可燃性毒物を含む複数本の可燃性毒物含有燃料棒を有しており、
前記複数の燃料集合体は、前記可燃性毒物不含燃料棒と前記可燃性毒物含有燃料棒との本数比率が互いに異なり、且つ、全体としての前記核燃料物質の平均濃縮度が互いに同一又は略同一である第１の燃料集合体及び第２の燃料集合体を有しており、
前記第１の燃料集合体及び前記第２の燃料集合体は、いずれも、前記正方格子配列における最外周領域の全体に前記可燃性毒物不含燃料棒が配置されており、且つ、行列方向において前記水ロッドに隣接する前記燃料棒のうち前記可燃性毒物含有燃料棒の本数の比率が１／３未満であり、
前記第２の燃料集合体は、前記可燃性毒物含有燃料棒の本数が、前記第１の燃料集合体における前記可燃性毒物含有燃料棒の本数よりも多くなるように構成されており、前記第１の燃料集合体における前記燃料棒の配置に対して、前記正方格子配列における４つのコーナ部のうち互いに対向する２つのコーナ部を結ぶ仮想的な対角線上で、且つ、行列方向において前記水ロッドに隣接しない位置にのみ前記可燃性毒物含有燃料棒が付加された配置を有するものである、
沸騰水型原子炉用燃料集合体の組。
【請求項２】
前記燃料集合体においては、前記正方格子配列における４つのコーナ部のうち制御棒挿入位置に対応する特定のコーナ部が決定されており、
前記第２の燃料集合体は、前記第１の燃料集合体における前記燃料棒の配置に対して、前記特定のコーナ部と該特定のコーナ部に対向するコーナ部とを結ぶ仮想的な対角線上に前記可燃性毒物含有燃料棒が付加された配置を有するものである、
請求項１記載の沸騰水型原子炉用燃料集合体の組。
【請求項３】
前記水ロッドは、水平断面において、前記燃料棒９本分の領域を占めるものである、
請求項１又は２記載の沸騰水型原子炉用燃料集合体の組。
【請求項４】
前記燃料集合体においては、前記正方格子配列における４つのコーナ部のうち制御棒挿入位置に対応する特定のコーナ部が決定されており、
前記水ロッドは、水平断面において、２本で前記燃料棒８本分の領域を占めるものであり、且つ、前記特定のコーナ部の両隣のコーナ部を結ぶ仮想的な対角線上の中点が前記燃料棒集合体の重心となるように配置されたものである、
請求項１又は２記載の沸騰水型原子炉用燃料集合体の組。
【請求項５】
前記第１の燃料集合体においては、前記可燃性毒物含有燃料棒のいずれも、行列方向に隣接しておらず、
前記第２の燃料集合体においては、前記可燃性毒物含有燃料棒の少なくとも２本同士が、行列方向に互いに隣接している、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の沸騰水型原子炉用燃料集合体の組。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項記載の沸騰水型原子炉用燃料集合体の組を備える、
沸騰水型原子炉炉心。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、沸騰水型原子炉用燃料集合体、特に、１０行１０列以上の正方格子配列を有する燃料集合体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）では、燃料集合体の平均濃縮度が互いに同じで且つ可燃性毒物の量が互いに異なる２種類の取替燃料を用いて炉心を構成すること（以下、この概念を「２ストリーム」と呼ぶ）が一般的となっている。この場合の具体的な炉心構成としては、種々のものが想起されるが、通常、可燃性毒物を含有する（添加された）燃料棒（以下「可燃性毒物含有燃料棒」という）と可燃性毒物を含まない（未添加の）燃料棒（以下「「可燃性毒物不含燃料棒」という」の本数比率が異なる少なくとも２種類の燃料集合体が２ストリーム用の取替燃料として用いられる。こうすれば、所期の想定運転期間とは異なる操業運転を実施する際に、２種類の燃料集合体の装荷体数を適宜変化させることにより、例えば運転サイクル初期の余剰反応度特性や原子炉停止余裕の観点から、設計及び運転の柔軟性を好適に高めることが可能となる。
【０００３】
かかる２ストリーム用の取替燃料を構成する燃料集合体の組（組み合わせ）として、例えば特許文献１には、可燃性毒物の量が相対的に少ない第１の燃料集合体と可燃性毒物の量が相対的に多い第２の燃料集合体とからなり、第２の燃料集合体において、その中央部に配置された大口径の水ロッド（チャンネル）に隣接する可燃性毒物含有燃料棒の本数が、第１の燃料集合体における同燃料棒の本数よりも多くなるように構成された燃料集合体ペアが提案されている。この構成は、水ロッド近傍での毒物効果の消滅が比較的早いことに着目し、可燃性毒物含有燃料棒の本数が互いに異なる第１の燃料集合体と第２の燃料集合体とで、毒物効果の消滅時期を同一にすることを企図したものである。
【０００４】
また、日本国内の沸騰水型原子炉においては、現在、９行９列の正方格子配列を有する燃料集合体（以下「ｍ行ｎ列」を「ｍ×ｎ」のようにも記す）が使用されており、上記特許文献１に記載された燃料集合体ペアの如く、正方格子配列の中央部に位置する３行３列の燃料棒９本分を占める領域に角管形状の水ロッドを配置した構造は、燃料集合体構造の主流の一つである。この構造は、水対ウラン比の最適化に有利であり、且つ、水ロッドを燃料集合体の中央部に配置することにより、燃料棒出力分布を平坦化させる効果を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２９５８８６１号公報
【特許文献２】特許第４０７８０６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方、９×９よりも更に格子数を増やした燃料集合体として、１０×１０正方格子配列を有する燃料集合体の開発が進められている（例えば上記特許文献２参照）。１０×１０燃料集合体は、燃料集合体当たりの燃料棒本数が９×９燃料集合体よりも２０％程度多くなるため、燃料棒の単位長さ当たりの発熱量が減る分、平均線出力密度が低下することにより、最大線出力密度の低減が期待できる。また、１０×１０燃料集合体では、９×９燃料集合体よりも燃料棒表面積を大きくすることが可能であり、これにより、沸騰遷移に至る限界出力の低減を図ることも可能となる。さらに、燃料集合体あたりの燃料棒本数が増加することにより、濃縮度配置及び可燃性毒物配置の自由度が高められるという利点もある。
【０００７】
ここで、１０×１０燃料集合体において、９×９燃料集合体で用いられている３×３の燃料棒９本分を占める角管形状の水ロッドを配置する場合、１０×１０正方格子配列の幾何学的構造上、水ロッドの中心を燃料集合体の中心からずれた位置に配置せざるを得ない。すなわち、この場合、水ロッドを、制御棒側又はその反対側（反制御棒側）に僅かに偏心させなければならない。もし、水ロッドを燃料集合体の中央位置に配置するには、水ロッドの断面積を、燃料棒９本分の領域に相当する面積よりも縮小又は拡大する必要がある。しかし、そうすると、適切な水対ウラン比を確保することが困難となってしまう。また、現状、水ロッドとして、丸管形状を有するものを複数本使用する構造も用いられているが、その場合であっても、１０×１０正方格子配列の幾何学的構造上、燃料集合体内における燃料棒の１／４対称は確保されない。
【０００８】
以上のことから、１０×１０燃料集合体においては、上述の燃料棒９本分を占める角型の水ロッドを配置した従来の９×９燃料集合体に比して、燃料集合体内の出力分布の非均質性が増大してしまい、その結果、局所ピーキング係数も増大する傾向にある。この局所ピーキング係数は、燃料集合体の断面における最大燃料棒出力と平均燃料棒出力との比であるから、局所ピーキング係数の増大は、原子炉の出力運転時における最大線出力密度と最小限界出力比に直接的に影響を及ぼし、熱的制限値に対する余裕（熱的余裕）を低下させてしまう。すなわち、格子数増加によって燃料棒本数が増えると熱的余裕も増大する一方、局所ピーキング係数が大きくなると、その燃料棒本数の増加による熱的余裕増大の効果が相殺されてしまい、格子数増加によって期待される利点を十分に享受することができない可能性がある。
【０００９】
また、原子炉起動時の制御棒操作において制御棒を誤って引き抜いてしまった場合、或いは、制御棒が落下して急激な反応度投入が引き起こされたと仮定した場合、制御棒に隣接する燃料集合体の出力上昇が比較的顕著となり得る。そうなると、燃料棒表面の冷却材（水）が沸騰遷移に至り、その部位における燃料棒内外の圧力差によって、場合によっては燃料棒の破損のおそれもある。さらに、燃料の燃焼が進み被覆管の延性が低下した燃料棒においては、急激なペレット膨張に起因して破損に至る可能性もある。このような反応度投入事象が生じた場合に燃料棒が破損する可能性、及び、破損した場合の破損燃料棒の割合は、一般的に、局所ピーキング係数の増大に応じて大きくなる傾向にある。燃料棒の破損は、環境への放射性物質の異常放出に直結するため、局所ピーキング係数は、原子炉の安全性に大きな影響を及ぼす極めて重要なパラメータと言える。
【００１０】
他方、燃料集合体に用いられる先述した可燃性毒物含有燃料棒は、可燃性毒物不含燃料棒に比して出力が小さいため、燃料集合体における可燃性毒物不含燃料棒の出力が相対的に高くなり、一般に、可燃性毒物含有燃料棒の本数比率が大きいほど、局所ピーキング係数がより大きくなる傾向にある。
【００１１】
そこで、可燃性毒物含有燃料棒の本数が異なる１０×１０以上の正方格子配列を有する燃料集合体の組において、可燃性毒物含有燃料棒を比較的多く配置した燃料集合体の局所ピーキング係数を低減することが強く望まれている。本発明は、かかる事情及び経緯に鑑みてなされたものであり、その要望に応えることが可能な沸騰水型原子炉用燃料集合体の組、及び、かかる燃料集合体の組が装荷された沸騰水型原子炉炉心を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明による沸騰水型原子炉用燃料集合体の組は、管状をなし且つ核燃料物質を含む複数本の燃料棒、及び、管状をなす水ロッドが、１０行１０列以上の正方格子配列に配置された複数の燃料集合体を備えるものであって、複数本の燃料棒は、可燃性毒物を含まない複数本の可燃性毒物不含燃料棒、及び、可燃性毒物を含む複数本の可燃性毒物含有燃料棒を有しており、複数の燃料集合体は、可燃性毒物不含燃料棒と可燃性毒物含有燃料棒との本数比率が互いに異なり、且つ、全体としての核燃料物質の平均濃縮度が互いに同一又は略同一である第１の燃料集合体及び第２の燃料集合体を含んでいる。
【００１３】
そして、第１の燃料集合体及び第２の燃料集合体は、いずれも、正方格子配列における最外周領域の全体に可燃性毒物不含燃料棒が配置されており（すなわち、その最外周領域に可燃性毒物含有燃料棒は配置されておらず）、且つ、行列方向において水ロッドに隣接する燃料棒のうち可燃性毒物含有燃料棒の本数の比率が１／３未満とされている。また、第２の燃料集合体は、可燃性毒物含有燃料棒の本数が、第１の燃料集合体における可燃性毒物含有燃料棒の本数よりも多くなるように構成されており、第１の燃料集合体における燃料棒の配置に対して、正方格子配列における４つのコーナ部のうち互いに対向する２つのコーナ部を結ぶ仮想的な対角線上で、且つ、行列方向において水ロッドに隣接しない位置にのみ可燃性毒物含有燃料棒が付加された配置を有するものである。
【００１４】
なお、「行列方向」とは、正方格子配列における行方向及び列方向を示す。その「行列方向」において「水ロッドに隣接する」とは、水ロッドが占有する行列領域と同じ行又は同じ列において水ロッドに対向して配置された状態を示す。例えば、角管形状を有する水ロッドの場合、その側壁面（矩形断面における縦横辺）に対向して配置された状態を示し、或いは、丸管形状を有する水ロッドの場合、それを角管形状の水ロッドと仮定したときに、その仮想的な側壁面（矩形断面における縦横辺）に対向して配置された状態を示す。
【００１５】
このように構成された沸騰水型原子炉用燃料集合体の組では、第２の燃料集合体に含まれる可燃性毒物含有燃料棒の本数が、第１の燃料集合体に含まれる可燃性毒物含有燃料棒の本数よりも多いので、本来的には、第２の燃料集合体の方が、第１の燃料集合体よりも局所ピーキング係数が比較的大きくなる傾向にある。これに対し、本発明者の知見によれば、かかる第２の燃料集合体として、第１の燃料集合体における燃料棒の配置に対して、１０×１０以上の正方格子配列における４つのコーナ部のうち互いに対向する２つのコーナ部を結ぶ仮想的な対角線上で、且つ、行列方向において水ロッドに隣接しない位置にのみ可燃性毒物含有燃料棒を付加した配置（厳密に言えば、その位置の可燃性毒物不含燃料棒を可燃性毒物含有燃料棒で置換した配置）を有するものを用いることにより、局所ピーキング係数の増大を有効に抑えることができることが確認された。
【００１６】
また、燃料集合体において、正方格子配列における４つのコーナ部のうち制御棒挿入位置に対応する特定のコーナ部が決定されている場合、第２の燃料集合体として、第１の燃料集合体における燃料棒の配置に対して、その特定のコーナ部とそれに対向するコーナ部とを結ぶ仮想的な対角線上に可燃性毒物含有燃料棒が付加された配置を有するものを用いても好適である。
【００１７】
さらに、水ロッドが、水平断面において、燃料棒９本分の領域を占めるものであってもよい。この場合の水ロッドの具体例としては、例えば角管形状（断面矩形）のいわゆるウォータチャンネル構造を有するものが挙げられる。なお、「水平断面」とは、燃料棒の管軸（長手軸、延在軸）に垂直な平面における断面を示す。
【００１８】
或いは、燃料集合体において、正方格子配列における４つのコーナ部のうち制御棒挿入位置に対応する特定のコーナ部が決定されている場合、水ロッドを２本備え、水平断面において、その２本の水ロッドで燃料棒８本分の領域を占めるもの（例えば２×２の燃料棒領域を占める水ロッドを２本備える構成）であり、且つ、特定のコーナ部の両隣のコーナ部（つまり特定のコーナ部に最も近い２つのコーナ部）を結ぶ仮想的な対角線上の中点が燃料棒集合体の重心となるように配置されたものであっても好適である。この場合の水ロッドの具体例としては、例えば丸管形状を有するものが挙げられる。
【００１９】
またさらに、第１の燃料集合体においては、可燃性毒物含有燃料棒のいずれも、行列方向に隣接しておらず、第２の燃料集合体においては、可燃性毒物含有燃料棒の少なくとも２本同士が、行列方向に互いに隣接しているように構成してもよい。
【００２０】
また、本発明による沸騰水型原子炉炉心は、上述した本発明による沸騰水型原子炉用燃料集合体の組を備えるものであり、すなわち、上述した第１の燃料集合体及び第２の燃料集合体が同時に装荷された炉心である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、可燃性毒物含有燃料棒の本数が、第１の燃料集合体における可燃性毒物含有燃料棒の本数よりも多い第２の燃料集合体において、１０×１０以上の正方格子配列における４つのコーナ部のうち互いに対向する２つのコーナ部を結ぶ仮想的な対角線上にあり、且つ、行列方向において水ロッドに隣接しない位置にのみ可燃性毒物含有燃料棒を配置することにより、局所ピーキング係数の増大を有効に抑制することができる。これにより、格子数増加によってもたらされる熱的余裕の増大といった利点を十分に享受することができるとともに、反応度投入事象が生じた場合に燃料棒が破損する可能性、及び、万一破損した場合であっても破損燃料棒の割合を十分に低く抑えることが可能となり、原子炉の更なる安全性の向上に資することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明による沸騰水型原子炉炉心に装荷される沸騰水型原子炉用燃料集合体の組の好適な一実施形態に備わる第１の燃料集合体の一例における燃料棒等の配置を模式的に示す水平断面図である。
【図２】従来の燃料集合体の一例における燃料棒等の配置を模式的に示す水平断面図である。
【図３】本発明による沸騰水型原子炉炉心に装荷される沸騰水型原子炉用燃料集合体の組の好適な一実施形態に備わる第２の燃料集合体の一例における燃料棒等の配置を模式的に示す水平断面図である。
【図４】本発明に係る第２の燃料集合体の他の例における燃料棒等の配置を模式的に示す水平断面図である。
【図５】ケース０（図１に示す集合体１）で算出された局所ピーキング係数に対するケース１〜３（図２に示す集合体１００、図３に示す集合体２、及び図４に示す集合体３）のそれぞれで算出された局所ピーキング係数の増加率（％）の一例を示すグラフである。
【図６】実施例１に係る第１の燃料集合体における燃料棒等の配置を模式的に示す水平断面図である。
【図７】実施例１に係る第２の燃料集合体における燃料棒等の配置を模式的に示す水平断面図である。
【図８】実施例２に係る第１の燃料集合体における燃料棒等の配置を模式的に示す水平断面図である。
【図９】実施例２に係る第２の燃料集合体における燃料棒等の配置を模式的に示す水平断面図である。
【図１０】実施例３及び４に係る第１の燃料集合体における燃料棒等の配置を模式的に示す水平断面図である。
【図１１】実施例３に係る第２の燃料集合体における燃料棒等の配置を模式的に示す水平断面図である。
【図１２】実施例４に係る第２の燃料集合体における燃料棒等の配置を模式的に示す水平断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。また、図面の寸法比率は、図示の比率に限定されるものではない。さらに、以下の実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をその実施の形態のみに限定する趣旨ではない。またさらに、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、さまざまな変形が可能である。
【００２４】
（第１の燃料集合体）
本発明による沸騰水型原子炉（Boiling Water Reactor：以下「ＢＷＲ」と記す）用燃料集合体の組は、ＢＷＲ炉心に制御棒等とともに同時に装荷されるものであり、２種類の燃料集合体、すなわち「第１の燃料集合体」及び「第２の燃料集合体」を備えている。これらの燃料集合体はいずれも、複数本の燃料棒及び水ロッドが１０×１０以上の正方格子配列に配置された同等の幾何学的構成を有している。また、燃料棒は、被覆管内に所定の核燃料物質の濃縮度を有する燃料ペレットが複数充填されたものであり、本発明における燃料集合体には、可燃性毒物（Burnable Poison；以下「ＢＰ」と記す）が添加された燃料ペレットを含む「ＢＰ含有燃料棒」とＢＰが添加された燃料ペレットを含まない「ＢＰ不含燃料棒」の２種類の燃料棒が用いられる。さらに、第１の燃料集合体及び第２の燃料集合体は、それらのＢＰ不含燃料棒とＢＰ含有燃料棒との本数比率が互いに異なるものの、燃料集合体全体としての核燃料物質の平均濃縮度が互いに同一又は略同一となるように構成される。
【００２５】
図１は、本発明に係る第１の燃料集合体の一例における燃料棒等の配置を模式的に示す水平断面図である。同図に示す如く、第１の燃料集合体である集合体１は、複数本のＢＰ不含燃料棒１０及び複数本のＢＰ含有燃料棒２０、並びに、水ロッド３０が、１０×１０正方格子配列に配置されたものである。なお、同図においては、集合体１が、断面十字型の制御棒Ｓに隣接し、その制御棒Ｓによって区画される４つの領域のうちの１つの領域に配置された状態を示す。また、図示においては、１０×１０正方格子配列を１０行（第ｍ１行〜第ｍ１０行）１０列（第ｎ１列〜第ｎ１０列）の桝目で示す。
【００２６】
さらに、各ＢＰ不含燃料棒１０及び各ＢＰ含有燃料棒２０は、断面円形をなす丸管形状を有し、水ロッド３０は、例えば断面矩形をなす角管形状を有するが、図示においては、それらの詳細な実際の形状の記載を省略した。かかる表記については、他図においても同様とする。また、以下の説明において、１０×１０正方格子配列におけるＢＰ不含燃料棒１０、ＢＰ含有燃料棒２０、及び、水ロッド３０等の位置を、行列の要素（ｍi，ｎj）（ただし、添え字ｉ及びｊは１〜１０の整数を示す）で表す場合がある。
【００２７】
この集合体１において、水ロッド３０は、１０×１０正方格子配列の水平断面における略中央の燃料棒９本分（３×３）の領域を占めるように配置されている。この場合、先に述べたように、１０×１０正方格子配列の幾何学的構造上、水ロッド３０の中心は、集合体１の中心とは一致しない。すなわち、水ロッド３０の断面中心は、集合体１の４つのコーナ部である（ｍ１，ｎ１）、（ｍ１，ｎ１０）、（ｍ１０，ｎ１）、及び（ｍ１０，ｎ１０）に相当する部位のうち、制御棒Ｓの挿入位置に対応する特定のコーナ部である（ｍ１，ｎ１）とそれに対向するコーナ部である（ｍ１０，ｎ１０）を結ぶ仮想的な対角線Ｔ１、及び、コーナ部（ｍ１，ｎ１０）とそれに対向するコーナ部（ｍ１０，ｎ１）を結ぶ仮想的な対角線Ｔ２の交点Ｐからずれている。
【００２８】
また、集合体１における水ロッド３０が配置された領域以外の部位に、複数の燃料棒が配設されている。より具体的には、１０×１０正方格子配列における最外周領域の全体（つまり、第ｍ１行、第ｍ１０行、第ｎ１列、及び第ｎ１０列の領域全部）にＢＰ不含燃料棒１０が配置されており、また、その最外周領域よりも１つ内側の領域（外から２層目の領域）の一部（図示において「Ｇ」と付記した領域）にＢＰ含有燃料棒２０が計１２本配置されており、また、その残部にＢＰ不含燃料棒１０が配置されている。
【００２９】
さらに、集合体１においては、行列方向において水ロッド３０に隣接する位置、つまり、（ｍ４，ｎ５〜ｎ７）及び（ｍ８，ｎ５〜ｎ７）、並びに、（ｍ５〜ｍ７，ｎ４）及び（ｍ５〜ｍ７，ｎ８）の１２領域の全部にＢＰ不含燃料棒１０が配置されており、そこにはＢＰ含有燃料棒２０は配置されていない。すなわち、この集合体１においては、行列方向において水ロッド３０に隣接する燃料棒のうちＢＰ含有燃料棒２０の本数の比率は０（よって１／３未満）とされている。
【００３０】
（第２の燃料集合体）
一方、第２の燃料集合体は、第１の燃料集合体である集合体１における燃料棒及び水ロッド３０の構成に比して、相対的に多くの本数のＢＰ含有燃料棒２０を有するものである。図２は、比較参考例として、従来の燃料集合体の一例における燃料棒等の配置を模式的に示す水平断面図であり、図３及び図４は、それぞれ、本発明に係る第２の燃料集合体の一例における燃料棒等の配置を模式的に示す水平断面図である。
【００３１】
図２に示す従来の燃料集合体である集合体１００、並びに、図３及び図４に示す第２の燃料集合体である集合体２及び集合体３は、図１に示す第１の燃料集合体である集合体１の構成に対して、３本のＢＰ不含燃料棒１０をＢＰ含有燃料棒２０で置換した構成を有する。つまり、図１に示す集合体１が１２本のＢＰ含有燃料棒２０を備えるのに対し、従来の集合体１００並びに本発明に係る集合体２及び集合体３は、１５本のＢＰ含有燃料棒２０を備えるものである。
【００３２】
より具体的には、従来の集合体１００（図２）においては、対角線Ｔ１上の（ｍ４，ｎ４）、対角線Ｔ２上の（ｍ４，ｎ７）及び（ｍ７，ｎ４）の領域に、それぞれＢＰ含有燃料棒２０が付加されている。すなわち、集合体１００は、図１の集合体１の構成のうち、図２において白抜き丸印（○）を付した領域に配置されていたＢＰ不含燃料棒１０がＢＰ含有燃料棒２０で置換された構成を有する。このように、従来の集合体１００では、行列方向において水ロッド３０に隣接する位置である（ｍ４，ｎ７）及び（ｍ７，ｎ４）にＢＰ含有燃料棒２０が配置されている。
【００３３】
一方、本発明に係る集合体２（図３）においては、付加された３本のＢＰ含有燃料棒２０は全て対角線Ｔ１上に位置する（ｍ３，ｎ３）、（ｍ４，ｎ４）、及び（ｍ８，ｎ８）の領域に配置されている。すなわち、集合体２は、図１の集合体１の構成のうち、図３において白抜き丸印（○）を付した領域に配置されていたＢＰ不含燃料棒１０がＢＰ含有燃料棒２０で置換された構成を有する。このように、本発明に係る集合体２では、行列方向において水ロッド３０に隣接しない位置にのみＢＰ含有燃料棒２０が配置されている。
【００３４】
さらに、本発明に係る集合体３（図４）においては、付加された３本のＢＰ含有燃料棒２０は、対角線Ｔ１上に位置する（ｍ４，ｎ４）並びに対角線Ｔ２上に位置する（ｍ３，ｎ８）及び（ｍ８，ｎ３）の領域に配置されている。すなわち、集合体３は、図１の集合体１の構成のうち、図４において白抜き丸印（○）を付した領域に配置されていたＢＰ不含燃料棒１０がＢＰ含有燃料棒２０で置換された構成を有する。このように、本発明に係る集合体３においても、行列方向において水ロッド３０に隣接しない位置にのみＢＰ含有燃料棒２０が配置されている。
【００３５】
このように、集合体２，３においては、行列方向において水ロッド３０に隣接する位置である（ｍ４，ｎ５〜ｎ７）及び（ｍ８，ｎ５〜ｎ７）、並びに、（ｍ５〜ｍ７，ｎ４）及び（ｍ５〜ｍ７，ｎ８）の１２領域（図示斜線を付した部位）の全部にＢＰ不含燃料棒１０が配置されており、そこにはＢＰ含有燃料棒２０は配置されていない。すなわち、これらの集合体２，３においても、図１に示す集合体１と同様に、行列方向において水ロッド３０に隣接する燃料棒のうちＢＰ含有燃料棒２０の本数の比率は０（よって１／３未満）とされている。
【００３６】
ここで、図１に示す集合体１、図２に示す従来の集合体１００、並びに、図３及び図４に示す本発明に係る集合体２，３について、全ての燃料棒における核燃料物質の濃縮度を４．９ｗｔ％（重量％）とし、且つ、全てのＢＰ含有燃料棒２０におけるＢＰ濃度を５．０ｗｔ％としたものを、それぞれ、ケース０（集合体１）、ケース１（集合体１００）、ケース２（集合体２）、及びケース３（集合体３）とし、各ケースの局所ピーキング係数を、燃料集合体核特性計算コードにより算出した。
【００３７】
図５は、ケース０で算出された局所ピーキング係数に対するケース１〜３のそれぞれで算出された局所ピーキング係数の増加率（％）の一例を示すグラフである。図中、黒塗り丸印（●）は、出力運転時を想定した条件（ボイド率４０％）における結果を示し、実線の折れ線Ｌ１はそれらのプロット点を結んだ目安線である。また、白抜き丸印（○）は、原子炉起動時（低温時）を想定した条件（燃料集合体温度２０℃）における結果を示し、破線の折れ線Ｌ２はそれらのプロット点を結んだ目安線である。
【００３８】
図５から明らかなとおり、本発明における第２の燃料集合体であるケース２の集合体２、及び、ケース３の集合体３によれば、従来の第２の燃料集合体に該当するとも言えるケース１の集合体１００に比して、局所ピーキング係数の増加率が、出力運転時及び原子炉起動時（低温時）のいずれの場合においても、有意に低減されることが確認された。かかる作用機序としては、例えば以下のとおり推察される（但し、以下に限定されない）。
【００３９】
すなわち、水ロッド３０が配置された位置においては、中性子スペクトルが軟らかく、それにより、燃料集合体における他の部位に比してＢＰ価値が相対的に大きくなるところ、ケース１の従来の集合体１００では、上述の如く、行列方向において水ロッド３０に隣接する位置にＢＰ含有燃料棒２０が配置されているため、水ロッド３０に隣接配置された燃料棒の出力が他の位置に配置された燃料棒よりも相対的に低くなり、その結果、最外周領域で発生する局所ピーキング係数が顕著に増大する傾向となる。
【００４０】
一方、ケース２の集合体２及びケース３の集合体３では、上述の如く、行列方向において水ロッド３０に隣接しない位置にＢＰ含有燃料棒２０が配置されているので、水ロッド３０に隣接配置された燃料棒の出力は、従来の集合体１００で水ロッド３０に隣接配置された燃料棒程には低下しない。よって、これらの集合体２，３では、従来の集合体１００に比して、局所ピーキング係数の増大が緩和され得る。それに加え、ケース２の集合体２及びケース３の集合体３では、燃料集合体内の対称性がある程度維持され、出力分布の非均質性の増大が抑えられるものと推定される。例えば、幾何学的な対称性に関して言えば、特に集合体２では、対角線Ｔ１に対するＢＰ含有燃料棒２０の配置対称性が従来の集合体１００よりも高く、これが出力分布の非均質性の増大を抑制することができる一因と考えられる。
【００４１】
さらに、図５に示す結果から、対角線Ｔ１上のみにＢＰ含有燃料棒２０を付加したケース２の集合体２の方が、対角線Ｔ２上にもＢＰ含有燃料棒２０を付加したケース３の集合体３よりも、局所ピーキング係数の増加率が小さい（つまり効果が大きい）ことが判明した。これは、図１〜図４に示す態様においては、角管形状を有する水ロッド３０が集合体の断面中心（交点Ｐ）に対して制御棒Ｓの反対側（反制御棒側）に偏心しているため、制御棒Ｓ側よりも反制御棒側の出力が高まり易いやすい傾向にあり、当該位置（例えば図３に示す集合体２における（ｍ８，ｎ８））にＢＰ含有燃料棒２０を付加することで局所ピーキング係数を効果的に抑制し得ることに拠るものと考えられる。
【００４２】
なお、後述の如く、丸管形状の水ロッドを２本配置する場合には、対角線Ｔ２上にそれらを配置することが多い傾向にある。この場合、対角線Ｔ１上にＢＰ含有燃料棒２０を付加する自由度の方が、対角線Ｔ２上にそれらを配置する自由度よりも大きくなる。したがって、この点において、丸管形状の水ロッドを２本配置する場合であっても、第２の燃料集合体ではＢＰ含有燃料棒２０を対角線Ｔ１上に付加することが有効である。
【００４３】
以上のことから、ＢＰ含有燃料棒２０の本数が比較的少ない第１の燃料集合体にＢＰ含有燃料棒２０を付加した構成を有する第２の燃料集合体としては、互いに対向するコーナ部を結ぶ仮想的な対角線Ｔ１，Ｔ２上で、且つ、行列方向において水ロッド３０に隣接しない位置にのみＢＰ含有燃料棒２０を付加したものが、局所ピーキング係数の増加抑制に大きな効果があることが理解される。この場合、より好ましくは、制御棒Ｓ近傍の特定のコーナ部である（ｍ１，ｎ１）とそれに対向するコーナ部である（ｍ１０，ｎ１０）を結ぶ仮想的な対角線Ｔ１上にのみＢＰ含有燃料棒２０を付加することにより、局所ピーキング係数の増加をより一層有効に抑制することができる。
【００４４】
また、上述した考察結果から、ＢＰ含有燃料棒２０の本数が比較的少ない第１の燃料集合体（例えば図１に示す集合体１）においても、行列方向において水ロッド３０に隣接する位置に配置するＢＰ含有燃料棒２０の本数を少なくすることが、局所ピーキング係数低減の観点から好ましいものと類推される。これに関し、本発明者の知見によれば、本発明に係る第１の燃料集合体及び第２の燃料集合体の如く、行列方向において水ロッド３０に隣接する燃料棒のうちＢＰ含有燃料棒２０の本数の比率（割合）が１／３未満であれば、ＢＰ燃料棒２０の配置の自由度を特段損ねることなく、局所ピーキング係数が十分に抑制された燃料集合体を提供することが可能である。
【００４５】
また、本発明に係る第１の燃料集合体及び第２の燃料集合体の如く、正方格子配列における最外周領域の全体にＢＰ不含燃料棒１０が配置されている、つまり、正方格子配列における最外周領域にＢＰ含有燃料棒２０が配置されていないと、制御棒価値の劣化や水ギャップに設けられる炉内計装系の感度劣化といった不都合の発生を防止することができるので好適である。
【００４６】
なお、一般的に、最大線出力密度は、燃料集合体の軸方向下部側で制限値に対して厳しくなる傾向にある。これは、出力運転中においては、ボイド率が燃料棒の軸方向上部よりも軸方向下部で小さく、よって、減速材密度が燃料棒の軸方向上部よりも軸方向下部で大きいため、出力分布においていわゆる下部歪みが生じる傾向があることに依る。また、反応度投入事象時における燃料エンタルピは、燃料集合体の軸方向上部側で判断基準に対して厳しくなる傾向にある。これは、出力運転中では、ボイド率が比較的大きい燃料棒の軸方向上部において、燃料ペレットに含まれるウラン２３８（Ｕ−２３８）の中性子吸収によってプルトニウム（Ｐｕ）が蓄積する一方、ボイドが発生しなくなる低温時では、燃料棒の軸方向上部の領域における反応度が高まることに依る。これらの事象を考慮すれば、燃料棒の軸方向の全領域に亘って、換言すれば、可能であれば軸方向のどの領域においても局所ピーキング係数を低減することが望ましい。したがって、本発明においては、軸方向の少なくとも一部の領域にＢＰを含む燃料棒を、ＢＰ含有燃料棒として一律に取り扱うものとする。
【００４７】
以下、実施例により本発明について更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、後述する図６〜図１２において、正方格子配列の桝目に記載した数字（燃料棒番号）が同じものは、そこに配置されたＢＰ不含燃料棒１０の形状及び核燃料物質の濃縮度が同一であることを示し、また、正方格子配列の桝目に記載した数字付き符号（「Ｇ」＋燃料棒番号）が同じものは、そこに配置されたＢＰ含有燃料棒２０の形状及び核燃料物質の濃縮度、並びにＢＰ濃度が同一であることを示す。
【００４８】
（実施例１）
図６及び図７は、それぞれ、本発明によるＢＷＲ炉心に備わるＢＷＲ用燃料集合体の組の実施例１に係る第１の燃料集合体及び第２の燃料集合体における燃料棒等の配置を模式的に示す水平断面図である。図６に示す第１の燃料集合体である集合体Ｅ１１、及び、図７に示す第２の燃料集合体である集合体Ｅ１２は、ともに１０×１０正方格子配列を有しており、同一のＢＷＲ炉心に同時に装荷されるものである。また、水ロッド３０としては、図１〜図４に示す燃料集合体におけるものと同等形状のものが同じ位置に配置されている。
【００４９】
これらの集合体Ｅ１１，Ｅ１２は、ＢＰ不含燃料棒１０として、ウラン濃縮度が異なる５種類の燃料棒（ウラン濃縮度が高い順に燃料棒番号１〜５）、及び、燃料有効長が通常の燃料棒よりも短く且つウラン濃縮度が異なる２種類の部分長燃料棒（燃料棒番号６及び７）を備え、ＢＰ含有燃料棒２０として、１種類（燃料棒番号Ｇ１）の燃料棒を備えている。また、集合体Ｅ１１，Ｅ１２に含まれるＢＰ含有燃料棒２０の本数は、それぞれ１２本及び１５本である。
【００５０】
さらに、集合体Ｅ１２は、集合体Ｅ１１の燃料棒配置に対して、対角線Ｔ１上の（ｍ３，ｎ３）、並びに、対角線Ｔ２上の（ｍ３，ｎ８）及び（ｍ８，ｎ３）に、ＢＰ含有燃料棒２０をそれぞれ１本及び２本付加した配置構成を有しており、且つ、それらの付加されたＢＰ含有燃料棒２０はいずれも、行列方向において水ロッド３０に隣接していない。すなわち、集合体Ｅ１２は、図６の集合体１の構成のうち、図７において白抜き丸印（○）を付した領域に配置されていたＢＰ不含燃料棒１０がＢＰ含有燃料棒２０で置換された構成を有する。
【００５１】
これにより、集合体Ｅ１１，Ｅ１２のいずれにおいても、行列方向において水ロッド３０に隣接する位置である（ｍ４，ｎ５〜ｎ７）及び（ｍ８，ｎ５〜ｎ７）、並びに、（ｍ５〜ｍ７，ｎ４）及び（ｍ５〜ｍ７，ｎ８）の１２領域（図示斜線を付した部位）の全部にＢＰ不含燃料棒１０が配置されており、そこにはＢＰ含有燃料棒２０は配置されていない。このように、これらの集合体Ｅ１１，Ｅ１２においても、上述した集合体１，２，３と同様に、行列方向において水ロッド３０に隣接する燃料棒のうちＢＰ含有燃料棒２０の本数の比率は０（よって１／３未満）とされている。
【００５２】
かかる構成を有する集合体Ｅ１１，Ｅ１２を含むＢＷＲ用燃料集合体の組、及び、それを備えるＢＷＲ炉心においても、前述したケース３の集合体３と同様に、ＢＰ含有燃料棒２０を増加させたときの局所ピーキング係数の増大を小さく抑えることができる。
【００５３】
図８及び図９は、それぞれ、本発明によるＢＷＲ炉心に備わるＢＷＲ用燃料集合体の組の実施例２に係る第１の燃料集合体及び第２の燃料集合体における燃料棒等の配置を模式的に示す水平断面図である。図８に示す第１の燃料集合体である集合体Ｅ２１、及び、図９に示す第２の燃料集合体であるＥ２２は、ＢＰ不含燃料棒１０として、ウラン濃縮度が異なる５種類の燃料棒（ウラン濃縮度が高い順に燃料棒番号１１〜１５）、及び、燃料有効長が通常の燃料棒よりも短く且つウラン濃縮度が異なる２種類の部分長燃料棒（燃料棒番号１６及び１７）を備えること、ＢＰ含有燃料棒２０として１種類（燃料棒番号Ｇ２）の燃料棒を備えること、並びに、ＢＰ含有燃料棒２０の本数がそれぞれ１４本及び１６本であること以外は、実施例１の集合体Ｅ１１，Ｅ１２と同様に構成されたものである。
【００５４】
また、集合体Ｅ２２は、集合体Ｅ２１の燃料棒配置に対して、対角線Ｔ１上の（ｍ３，ｎ３）及び（ｍ８，ｎ８）にＢＰ含有燃料棒２０を２本付加した配置構成を有しており、且つ、それらの付加されたＢＰ含有燃料棒２０はいずれも、行列方向において水ロッド３０に隣接していない。すなわち、集合体Ｅ２２は、図８の集合体Ｅ２１の構成のうち、図９において白抜き丸印（○）を付した領域に配置されていたＢＰ不含燃料棒１０がＢＰ含有燃料棒２０で置換された構成を有する。
【００５５】
これにより、集合体Ｅ２１，Ｅ２２のいずれにおいても、行列方向において水ロッド３０に隣接する位置である（ｍ４，ｎ５〜ｎ７）及び（ｍ８，ｎ５〜ｎ７）、並びに、（ｍ５〜ｍ７，ｎ４）及び（ｍ５〜ｍ７，ｎ８）の１２領域（図示斜線を付した部位）のうち（ｍ４，ｎ７）及び（ｍ７，ｎ４）を除く１０領域にＢＰ不含燃料棒１０が計１０本配置されており、（ｍ４，ｎ７）及び（ｍ７，ｎ４）にＢＰ含有燃料棒２０が計２本配置されている。このように、これらの集合体Ｅ２１，Ｅ２２においては、行列方向において水ロッド３０に隣接する燃料棒のうちＢＰ含有燃料棒２０の本数の比率は１／６（よって１／３未満）とされている。
【００５６】
かかる構成を有する集合体Ｅ２１，Ｅ２２を含むＢＷＲ用燃料集合体の組、及び、それを備えるＢＷＲ炉心においても、前述したケース２の集合体２と同様に、ＢＰ含有燃料棒２０を増加させたときの局所ピーキング係数の増大を小さく抑えることができる。
【００５７】
図１０及び図１１は、それぞれ、本発明によるＢＷＲ炉心に備わるＢＷＲ用燃料集合体の組の実施例３に係る第１の燃料集合体及び第２の燃料集合体における燃料棒等の配置を模式的に示す水平断面図である。図１０に示す第１の燃料集合体である集合体Ｅ３１、及び、図１１に示す第２の燃料集合体であるＥ３２は、水ロッド３０に代えて２×２の燃料棒領域を占める丸管形状の水ロッド４０を２本（つまり２本の水ロッド４０で燃料棒８本分の領域を占める）備えること、ＢＰ不含燃料棒１０として、ウラン濃縮度が異なる４種類の燃料棒（ウラン濃縮度が高い順に燃料棒番号２１〜２４）、及び、燃料有効長が通常の燃料棒よりも短い１種類の部分長燃料棒（燃料棒番号２５）を備えること、ＢＰ含有燃料棒２０として１種類（燃料棒番号Ｇ３）の燃料棒を備えること、並びに、ＢＰ含有燃料棒２０の本数がそれぞれ１６本及び１８本であること以外は、実施例１の集合体Ｅ１１，Ｅ１２と同様に構成されたものである。
【００５８】
また、具体的には、２つの丸管形状の水ロッド４０，４０の一方は、（ｍ４，ｎ６）、（ｍ４，ｎ７）、（ｍ５，ｎ６）、及び（ｍ５，ｎ７）の４領域を占有し、且つ、他方は、（ｍ６，ｎ４）、（ｍ６，ｎ５）、（ｍ７，ｎ４）、及び（ｍ７，ｎ５）の４領域を占有している。これにより、集合体Ｅ３１，Ｅ３２においては、制御棒Ｓの挿入位置に対応する（最も近い）特定のコーナ部（ｍ１，ｎ１）とそれに対向するコーナ部（ｍ１０，ｎ１０）を結ぶ仮想的な対角線Ｔ１上の中点が重心（対角線Ｔ１，Ｔ２の交点Ｐに合致）となっている。
【００５９】
さらに、集合体Ｅ３２は、集合体Ｅ３１の燃料棒配置に対して、ＢＰ含有燃料棒２０を対角線Ｔ１上の（ｍ４，ｎ４）及び（ｍ７，ｎ７）に計２本付加した配置構成を有しており、且つ、それらの付加されたＢＰ含有燃料棒２０はいずれも、行列方向において水ロッド４０，４０に隣接していない。加えて、集合体Ｅ３２では、実施例１及び２とは異なり、付加された２本のＢＰ含有燃料棒２０以外にも、その近傍において、ＢＰ不含燃料棒１０とＢＰ含有燃料棒２０が入れ替えられている。すなわち、集合体Ｅ３１と集合体Ｅ３２とでは、図１２において白抜き丸印（○）を付した領域に配置されていた燃料棒が異なるように構成されている。
【００６０】
これにより、集合体Ｅ３１，Ｅ３２のいずれにおいても、行列方向において水ロッド４０，４０に隣接する位置である１４領域（図示において斜線を付した部位）のうち（ｍ３，ｎ７）、（ｍ４，ｎ８）、（ｍ７，ｎ３）、及び（ｍ８，ｎ４）を除く１０領域にＢＰ不含燃料棒１０が計１０本配置されており、（ｍ３，ｎ７）、（ｍ４，ｎ８）、（ｍ７，ｎ３）、及び（ｍ８，ｎ４）にＢＰ含有燃料棒２０が計４本配置されている。このように、集合体Ｅ３１，Ｅ３２においては、行列方向において水ロッド４０，４０に隣接する燃料棒のうちＢＰ含有燃料棒２０の本数の比率は２／７（よって１／３未満）とされている。
【００６１】
このような構成を有する集合体Ｅ３１，Ｅ３２を含むＢＷＲ用燃料集合体の組、及び、それを備えるＢＷＲ炉心においても、前述したケース２の集合体２と同様に、ＢＰ含有燃料棒２０を増加させたときの局所ピーキング係数の増大を小さく抑えることができる。また、水ロッド４０，４０の配置によって、燃料集合体の全体的な幾何学的な対称性がより好適に維持されるので、出力分布の非均質性の増大を更に一層抑制することができる。
【００６２】
（実施例４）
図１２は、本発明によるＢＷＲ炉心に備わるＢＷＲ用燃料集合体の組の実施例４に係る第２の燃料集合体における燃料棒等の配置を模式的に示す水平断面図である。なお、本実施例における第１の燃料集合体である集合体Ｅ４１は、図１０に示す集合体Ｅ３１と同等の構成を有する。また、図１２に示す第２の燃料集合体であるＥ４２は、集合体Ｅ４１の燃料棒配置に対して、ＢＰ含有燃料棒２０を対角線Ｔ１上の（ｍ３，ｎ３）及び（ｍ８，ｎ８）に計２本付加した配置構成を有しており、且つ、それらの付加されたＢＰ含有燃料棒２０はいずれも、行列方向において水ロッド４０，４０に隣接していない。すなわち、集合体Ｅ４２は、図１０の集合体Ｅ４１の構成のうち、図１２において白抜き丸印（○）を付した領域に配置されていたＢＰ不含燃料棒１０がＢＰ含有燃料棒２０で置換された構成を有する。
【００６３】
これにより、集合体Ｅ４１，Ｅ４２のいずれにおいても、集合体Ｅ３１，Ｅ３２と同様に、行列方向において水ロッド４０，４０に隣接する位置である１４領域（図示において斜線を付した部位）のうち（ｍ３，ｎ７）、（ｍ４，ｎ８）、（ｍ７，ｎ３）、及び（ｍ８，ｎ４）を除く１０領域にＢＰ不含燃料棒１０が計１０本配置されており、（ｍ３，ｎ７）、（ｍ４，ｎ８）、（ｍ７，ｎ３）、及び（ｍ８，ｎ４）にＢＰ含有燃料棒２０が計４本配置されている。このように、集合体Ｅ４１，Ｅ４２においても、行列方向において水ロッド４０，４０に隣接する燃料棒のうちＢＰ含有燃料棒２０の本数の比率は２／７（よって１／３未満）とされている。
【００６４】
このように構成された集合体Ｅ４１，Ｅ４２を含むＢＷＲ用燃料集合体の組、及び、それを備えるＢＷＲ炉心においても、前述したケース２の集合体２と同様に、ＢＰ含有燃料棒２０を増加させたときの局所ピーキング係数の増大を小さく抑えることができる。また、集合体Ｅ３１，Ｅ３２と同様に、水ロッド４０，４０の配置によって、燃料集合体の全体的な幾何学的な対称性がより好適に維持されるので、出力分布の非均質性の増大を更に一層抑制することができる。
【００６５】
さらに、集合体Ｅ４２においては、図１２に示す如く、付加された２本のＢＰ含有燃料棒２０（白抜き丸印を付した（ｍ３，ｎ３）及び（ｍ８，ｎ８））を中心に、それに隣接するように複数のＢＰ含有燃料棒２０が十字形に配置されている。すなわち、本実施例では、第１の燃料集合体である集合体Ｅ４１において、ＢＰ含有燃料棒２０のいずれも、行列方向に隣接しておらず、第２の燃料集合体である集合体Ｅ４２においては、ＢＰ含有燃料棒の少なくとも２本同士が、行列方向に互いに隣接している。かかる構成により、ＢＰの毒物効果の持続期間を伸長させることができるという利点がある。
【００６６】
なお、上述したとおり、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない限度において様々な変形が可能である。例えば、第１の燃料集合体及び第２の燃料集合体の正方格子配列の格子数は１０×１０以上であれば特に制限されず、例えば、１１×１１、１２×１２等であってもよい。また、集合体１，２，３，Ｅ１１，Ｅ１２，Ｅ２１，Ｅ２２，Ｅ３１，Ｅ３２，Ｅ４１，Ｅ４２は、核燃料物質の濃縮度及び／又はＢＰ濃度が異なる燃料棒を更に含んでいてもよい。さらに、第１の燃料集合体として集合体１，Ｅ１１，Ｅ２１，Ｅ３１，Ｅ４１を単独で又はそれらを２種以上組み合わせて用いてもよく、第２の燃料集合体として集合体２，３，Ｅ１２，Ｅ２２，Ｅ３２，Ｅ４２を単独で又はそれらを２種以上組み合わせて用いてもよい。またさらに、水ロッド３０，４０の配置は、図示の配置が望ましいものの、それらに限定されない。さらにまた、燃料棒としては、濃縮ウラン及び／又は再濃縮ウランに加えて、天然ウラン、劣化ウラン、回収ウラン（減損ウラン）を含むものでも構わず、さらに、ＭＯＸ燃料であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
以上説明したとおり、本発明によるＢＷＲ用燃料集合体の組、及びそれを備えるＢＷＲ炉心は、１０×１０以上の正方格子配列を有する燃料集合体を用いつつ、局所ピーキング係数の増大を有効に抑制することができ、これにより、原子炉の更なる安全性の向上に資することができるので、特に２ストリームを採用するＢＷＲ及びそれを備える発電所、並びに、それらが関係する電機及び電力産業等の技術分野に広く利用することが可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１，Ｅ１１，Ｅ２１，Ｅ３１，Ｅ４１：集合体（第１の燃料集合体）
２，３，Ｅ１２，Ｅ２２，Ｅ３２，Ｅ４２：集合体（第２の燃料集合体）
１０：ＢＰ不含燃料棒
２０：ＢＰ含有燃料棒
３０，４０：水ロッド
１００：集合体（従来の燃料集合体）
Ｇ：ＢＰ含有燃料棒２０
Ｐ：対角線Ｔ１，Ｔ２の交点
Ｓ：制御棒
Ｔ１：特定のコーナ部を通る仮想的な対角線
Ｔ２：対角線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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