(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プルトニウム・ウラン混合酸化物燃料集合体と、ウラン２３５平均濃縮度が異なる複数のウラン燃料集合体とを装荷する沸騰水型原子炉の炉心において、このプルトニウム・ウラン混合酸化物燃料集合体の実効核分裂富化度が燃焼初期で最もウラン２３５平均濃縮度が低いウラン燃料集合体の実効核分裂富化度より大きく、かつ最もウラン２３５平均濃縮度が高いウラン燃料集合体の実効核分裂富化度より小さく、さらに前記ウラン燃料集合体のウラン２３５平均濃縮度を高濃縮度・中濃縮度・低濃縮度の３種類とし、プルトニウム・ウラン混合酸化物燃料集合体の実効核分裂富化度が前記高濃縮度ウラン燃料集合体のものより小さく、前記中濃縮度ウラン燃料集合体のものより大きいことを特徴とする沸騰水型原子炉の炉心。
【請求項２】
原子炉の出力運転中に調整棒として使用する制御棒を含む単位格子に最もウラン２３５平均濃縮度が低いウラン燃料集合体を装荷することを特徴とする請求項１記載の沸騰水型原子炉の炉心。
【請求項３】
プルトニウム・ウラン混合酸化物燃料集合体の周囲４辺の内、２辺以上が最もウラン２３５平均濃縮度が低いウラン燃料集合体と接しないことを特徴とする請求項１または２記載の沸騰水型原子炉の炉心。
【請求項４】
最もウラン２３５平均濃縮度が低いウラン燃料集合体には可燃性毒物を混合しないことを特徴とする請求項１ないし３記載の沸騰水型原子炉の炉心。
【請求項５】
最もウラン２３５平均濃縮度が高いウラン燃料集合体を原子炉の炉心最外周に装荷することを特徴とする請求項１ないし４記載の沸騰水型原子炉の炉心。
【請求項６】
ウラン燃料集合体内の燃料棒本数をプルトニウム・ウラン混合酸化物燃料集合体内の燃料棒本数より多くすることを特徴とする請求項１ないし５記載の沸騰水型原子炉の炉心。
【請求項７】
プルトニウム・ウラン混合酸化物燃料集合体に含まれるウラン燃料棒のウラン濃縮度及び可燃性毒物の濃度のうち少なくとも一方が軸方向分布を有することを特徴とする請求項１ないし６記載の沸騰水型原子炉の炉心。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプルトニウムが含まれる燃料を使用する沸騰水型原子炉の炉心に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的な沸騰水型原子炉の炉心の構成を図面を用いて説明する。図９（ａ）は、原子炉の炉心を構成する単位格子を示し、（ｂ）はこの単位格子を配置した炉心の一部を示す模式的平面図である。このように原子炉の出力を制御する制御棒１の周囲に４体の燃料集合体２を配置して単位格子３が構成され、さらにこの単位格子１の複数個を格子状に配列して炉心４が構成されている。このように構成された炉心においては、ある一定期間（以下１サイクルという）運転した後、全燃料集合体のうち１／３から１／４の燃料集合体が炉心から取り出され、取り替え用燃料である新燃料集合体と交換される。
【０００３】
ところで、原子力発電所で使用される燃料には、天然ウランの９９．３％を占めるウラン２３８が含まれている。このウラン２３８は軽水炉では燃えにくいが、原子炉炉心で燃料として使用されることにより、核燃料物質であるプルトニウムに核変換する。このプルトニウムを使用済み燃料から取り出し、原子力発電所の燃料として使用することにより、ウラン資源を有効に利用できる。このため、沸騰水型原子炉の燃料としてもプルトニウム・ウラン混合酸化物燃料（以下ＭＯＸ燃料という）を使用することが計画されている。近年、これらのＭＯＸ燃料を既設の原子炉の取替用燃料の一部として利用することが検討されているが、ＭＯＸ燃料の利用が増えるに従い取替用燃料ばかりでなく、第１サイクルである初装荷炉心にも初装荷燃料として使用することも考えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来、沸騰水型原子炉の初装荷炉心では、燃料集合体のウラン２３５平均濃縮度（以下、平均濃縮度という）が同一のウラン燃料集合体が装荷されていた。この同一の平均濃縮度のウラン燃料集合体から成る初装荷炉心（以下、一様濃縮度初装荷炉心という）では、特開昭５９−１５８８８号における「背景技術の問題点」にも指摘されているように、第１〜２サイクル終了の燃料交換時に平均濃縮度又はプルトニウム富化度（以下、富化度と呼ぶ）のまだ高い燃料が取り出され、経済性が悪くなる他、炉心の周辺部からは中性子が炉心外に漏れるため、周辺部では出力が低く、中央部では出力が高くなり、水平方向の出力分布が不均一となるという課題が生じる。
【０００５】
この様な一様濃縮度初装荷炉心において、その燃料の一部にＭＯＸ燃料集合体を使用した例を図１０に示し、説明する。図１０は沸騰水型原子炉の炉心の１／４を示す模式的平面図である。図１０において、原子炉炉心４は、複数の燃料集合体２が配置されることにより構成され、図中、升目がそれぞれ１体の燃料集合体２を示し、升目内の記号Ｕは中濃縮度ウラン燃料集合体、記号ＭはＭＯＸ燃料集合体を表す。また、太枠線で囲まれた部分はコントロールセル５である。ここで、ＭＯＸ燃料集合体は、実効核分裂富化度３．５ｗｔ％，可燃性毒物が３．０ｗｔ％であり炉心全体で２２０体装荷され、中濃縮度ウラン燃料集合体は、実効核分裂富化度２．５ｗｔ％，可燃性毒物が７．０ｗｔ％が６５２体装荷されている。
【０００６】
このようにＭＯＸ燃料集合体を含んで構成された一様濃縮度初装荷炉心においても、上述のＭＯＸ燃料集合体を含まないものと同様の課題が生じることが考えられる。
【０００７】
さらに、燃料経済性の観点からは、ＭＯＸ燃料集合体は、燃焼が進んでも反応度の減少が少ないという特性を持つため、できるだけ長く炉内に滞在させた方が有利である。しかしながら、ＭＯＸ燃料集合体とウラン燃料集合体のそれぞれの中性子の振る舞いを比べると、ＭＯＸ燃料集合体はウラン燃料集合体よりも核分裂反応を起こしやすい低エネルギーの中性子の割合が少なくなる傾向がある。よって、両燃料集合体が隣接をすると、低エネルギーの中性子がウラン燃料集合体からＭＯＸ燃料集合体に流れ込み、ＭＯＸ燃料集合体の出力が大きくなる傾向がある。
【０００８】
このため、炉心内の中性子分布は、    ＭＯＸ燃料集合体を含まない一様濃縮度初装荷炉心のもの以上に不均一となり、最小限界出力比や最大線出力密度等の熱的特性の運転制限値に対する余裕はさらに小さくなるので、その対策が必要となっている。
【０００９】
本発明は、係る従来の事情に対してなされたものであり、その目的は、ＭＯＸ燃料集合体とウラン燃料集合体が混在する初装荷炉心の経済性を向上させ、かつ熱的特性の運転制限値に対する余裕を緩和した沸騰水型原子炉の炉心を得ることである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の沸騰水型原子炉の炉心においては、請求項１記載の発明では、プルトニウム・ウラン混合酸化物燃料集合体と、ウラン２３５平均濃縮度が異なる複数のウラン燃料集合体とを装荷する沸騰水型原子炉の炉心において、このプルトニウム・ウラン混合酸化物燃料集合体の実効核分裂富化度が燃焼初期で最もウラン２３５平均濃縮度が低いウラン燃料集合体の実効核分裂富化度より大きく、かつ最もウラン２３５平均濃縮度が高いウラン燃料集合体の実効核分裂富化度より小さく、さらに前記ウラン燃料集合体のウラン２３５平均濃縮度を高濃縮度・中濃縮度・低濃縮度の３種類とし、プルトニウム・ウラン混合酸化物燃料集合体の実効核分裂富化度が前記高濃縮度ウラン燃料集合体のものより小さく、前記中濃縮度ウラン燃料集合体のものより大きいことを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の発明では、請求項１の発明において、原子炉の出力運転中に調整棒として使用する制御棒を含む単位格子に最もウラン２３５平均濃縮度が低いウラン燃料集合体を装荷することを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の発明では、請求項１または２の発明において、プルトニウム・ウラン混合酸化物燃料集合体の周囲４辺の内、２辺以上が最もウラン２３５平均濃縮度が低いウラン燃料集合体と接しないことを特徴とする。
【００１５】
請求項４記載の発明では、請求項１ないし３記載の発明において、最もウラン２３５平均濃縮度が低いウラン燃料集合体には可燃性毒物を混合しないことを特徴とする。
【００１６】
請求項５記載の発明では、請求項１ないし４記載の発明において、最もウラン２３５平均濃縮度が高いウラン燃料集合体を原子炉の炉心最外周に装荷することを特徴とする。
【００１７】
請求項６記載の発明では、請求項１ないし５記載の発明において、ウラン燃料集合体内の燃料棒本数をプルトニウム・ウラン混合酸化物燃料集合体内の燃料棒本数より多くすることを特徴とする。
【００１８】
請求項９記載の発明では、請求項１ないし８記載の発明において、プルトニウム・ウラン混合酸化物燃料集合体に含まれるウラン燃料棒のウラン濃縮度及び可燃性毒物の濃度のうち少なくとも一方が軸方向分布を有することを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。なお、従来の技術と同じの構成部分については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
第１の実施の形態は、請求項１ないし６に係るものであり、図１に第１の実施の形態にかかる沸騰水型原子炉の炉心の１／４の模式的平面図を示す。図１において、炉心４はＭＯＸ燃料集合体２と複数の平均濃縮度のウラン燃料集合体２から成り、ウラン燃料集合体の平均濃縮度は３種類（低濃縮度ウラン燃料集合体、中濃縮度ウラン燃料集合体および高濃縮度ウラン燃料集合体）である。なお、図中の升目内の記号はそれぞれ、ＭはＭＯＸ燃料集合体を、Ｕ１は高濃縮度ウラン燃料集合体を、Ｕ２は中濃縮度ウラン燃料集合体を、Ｕ３は低濃縮度ウラン燃料集合体を示しす。また、太枠線はコントロールセル５を示す。
【００２０】
ここで、ＭＯＸ燃料集合体は実効核分裂富化度３．５ｗｔ％，可燃性毒物が３．０ｗｔ％であり炉心全体で２２０体装荷され、高濃縮度ウラン燃料集合体は実効核分裂富化度３．５ｗｔ％，可燃性毒物が７．０ｗｔ％であり、２０８体装荷され、中濃縮度ウラン燃料集合体は実効核分裂富化度２．５ｗｔ％，可燃性毒物が７．０ｗｔ％であり、２０４体装荷され、低濃縮度ウラン燃料集合体は実効核分裂富化度１．０ｗｔ％，可燃性毒物が無いものであり、２４０体装荷されている。なお、この実効核分裂富化度は、核分裂物質の濃度をこれと同じ反応度を持つウラン２３５濃縮度に換算したものであり、ウラン燃料集合体では換算係数は１でありＭＯＸ燃料集合体では約０．７である。
このような構成の第１の実施の形態では、プルトニウム・ウラン混合酸化物燃料集合体とウラン２３５平均濃縮度が異なる複数のウラン燃料集合体が装荷されるので、第１サイクル終了後に反応度が十分低下した低濃縮度ウラン燃料集合体が取り出され、炉内には反応度が高い中濃縮度及び高濃縮度ウラン燃料集合体とＭＯＸ燃料集合体が残されるので、取り替え体数が少なくなり、図１０に示した同一平均濃縮度のウラン燃料集合体とＭＯＸ燃料集合体から成る炉心に比べて、経済的に有効である。
【００２１】
また、コントロールセル５には、低濃縮度ウラン燃料集合体が装荷されている。コントロールセル５は、運転時にも炉心内に挿入され反応度制御に用いられる調整棒として使用される制御棒を含む単位格子である。このコントロールセル５に出力の小さい低濃縮度ウラン燃料集合体が装荷されているので、制御棒操作によって運転中にこのコントロールセルの出力が変動しても、熱的条件が厳しくなることはなく、燃料の健全性に悪影響が生じることはない。
【００２２】
さらに、ＭＯＸ燃料集合体の周囲４辺には、低濃縮度ウラン燃料集合体が２体以上隣接しないよう構成されている。これにより、熱的余裕を向上させることができる。以下に、この点につき説明する。
【００２３】
一般に、ＭＯＸ燃料集合体はウラン燃料集合体と共に装荷されるとウラン燃料集合体より相対的に出力が高くなりやすいため、熱的特性が厳しくなりやすい傾向がある。これは、ＭＯＸ燃料集合体内の核分裂を起こしやすい低エネルギーの中性子が相対的にウラン燃料集合体より少ないので、ウラン燃料集合体内の低エネルギーの中性子がＭＯＸ燃料集合体へ流れ込み、ＭＯＸ燃料集合体の出力が増加し、ウラン燃料集合体の出力が低下するためである。特に、各平均濃縮度のウラン燃料集合体の中で低エネルギーの中性子が多い低濃縮度ウラン燃料集合体と隣接すると、核分裂を起こしやすい低エネルギーの中性子がＭＯＸ燃料集合体への大きく流れ込むので、ＭＯＸ燃料集合体の出力増加の割合が大きくなる。
【００２４】
図２に、ＭＯＸ燃料集合体の周囲４辺に低濃縮度ウラン燃料集合体が０〜３体隣接した時の、ＭＯＸ燃料集合体の相対出力を示す。図２に示されるように、低濃縮度ウラン燃料集合体が隣接しない場合と１体隣接した場合とＭＯＸ燃料集合体の出力を比べるとその増加は４％程度であるが、２体隣接した場合には増加は１０％程度になる。通常設計段階では、熱的特性は熱的制限値に対して１０％の余裕を持っているが、ＭＯＸ燃料集合体の出力が１０％増加すると、制限値に対する熱的余裕が無くなることになる。したがって、これらの検討の結果、ＭＯＸ燃料集合体の周囲４辺には、低濃縮度ウラン燃料集合体が２体以上隣接しない構成とし、熱的余裕の向上を図ることができる。
【００２５】
また、第１の実施の形態では、ウラン平均濃縮度が低・中・高の３種類であり、ＭＯＸ燃料集合体の実効核分裂富化度は、中濃縮度ウラン燃料集合体のものよりも大きく、高濃縮度ウラン燃料集合体のものよりも小さくしている。
【００２６】
図３は、ＭＯＸ燃料集合体とウラン燃料集合体の相対反応度の燃焼による変化を示す特性図である。図中の相対出力は、可燃性毒物であるガドリニア（Ｇｄ）を含んでいないＭＯＸ燃料集合体の燃焼開始時の反応度を基準（１．０）とし、このＭＯＸ燃料集合体（Ｇｄ無し）の燃焼度と相対反応度の関係を二点鎖線ａで示す。また、ＭＯＸ燃料集合体を実線ｂ、高濃縮度ウラン燃料集合体を点線ｃ、低濃縮度ウラン燃料集合体を一点鎖線ｄに示す。
【００２７】
図３に示されるように、Ｇｄが含まれている３種類の燃料集合体（ｂ，ｃ，ｄ）は、Ｇｄが燃え尽きるまで反応度は上がり続けるが、Ｇｄが燃え尽きた後、反応度は下がりだす。このとき、ＭＯＸ燃料集合体はウラン燃料集合体に比べて燃焼による反応度の減少が少ないため実効核分裂富化度を中濃縮度ウラン燃料集合体と高濃縮度ウラン燃料集合体の間にしても、長期間燃焼させることができ、取出燃焼度を上げることができる。
【００２８】
しかしながら、ＭＯＸ燃料集合体はウラン燃料集合体より相対的に出力が高くなりやすいため、その実効核分裂富化度を、高濃縮度ウラン燃料集合体のものより大きくした場合、出力をおさえることが困難になり、熱的特性が厳しくなる。逆に、ＭＯＸ燃料集合体の実効核分裂富化度を、低濃縮度ウラン燃料集合体のものより小さくすると、反応度の低下により第１サイクル終了時に新燃料と取り替えなければならなくなり、その分、ＭＯＸ燃料集合体の反応度が低下しにくという特性を利用できなくなり、経済的に有効でない。
【００２９】
したがって、かかる考察から、ＭＯＸ燃料集合体の実効核分裂冨化度は、最も平均濃縮度が低いウラン燃料集合と最も平均濃縮度が高いウラン燃料集合体の間とし、ウラン平均濃縮度が３種類の場合は、中濃縮度ウラン燃料集合体と高濃縮度ウラン燃料集合体の間とすることにより、経済性が向上するという効果が得られる。
【００３０】
なお、第１の実施の形態では、低濃縮度ウラン燃料集合体は、可燃性毒物を含有しない構成としている。これにより、低濃縮度ウラン燃料集合体は、第１サイクル終了後取り出されるので、できるだけ第１サイクルの間燃焼させ、取出燃焼度を高めることができる。しかし、それ以外の燃料集合体は可燃性毒物を入れることにより、第１サイクル初期での余剰反応度を抑えることができる。
【００３１】
第２の実施の形態は、請求項７に係るものであり、図４に、第２の実施の形態にかかる沸騰水型原子炉の炉心の１／４の模式平面図を示す。なお、第１の実施の形態と同じ構成部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。図１において、炉心４は、ＭＯＸ燃料集合体２と複数の平均濃縮度のウラン燃料集合体２から成り、ウラン燃料集合体の平均濃縮度を３種類（低濃縮度ウラン燃料集合体、中濃縮度ウラン燃料集合体および高濃縮度ウラン燃料集合体）である。なお、図中の升目内の記号はそれぞれ、ＭはＭＯＸ燃料集合体を、Ｕ１は高濃縮度ウラン燃料集合体を、Ｕ２は中濃縮度ウラン燃料集合体を、Ｕ３は低濃縮度ウラン燃料集合体を示し、太枠線はコントロールセルを示す。
【００３２】
ここで、    ＭＯＸ燃料集合体は実効核分裂富化度３．５ｗｔ％，可燃性毒物が３．０ｗｔ％であり炉心全体で２２０体装荷され、高濃縮度ウラン燃料集合体は実効核分裂富化度３．５ｗｔ％，可燃性毒物が７．０ｗｔ％であり、２１６体装荷され、中濃縮度ウラン燃料集合体は実効核分裂富化度２．５ｗｔ％，可燃性毒物が７．０ｗｔ％であり２２０体装荷され、低濃縮度ウラン燃料集合体は実効核分裂富化度１．０ｗｔ％，可燃性毒物が無いものであり、２１６体装荷されている。
【００３３】
以上の構成により第２の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
さらに、第２の実施の形態では、高濃縮度ウラン燃料集合体が最外周に装荷されている。これにより、第１サイクル運転中での高濃縮度ウラン燃料集合体の反応度の減少を少なくすることができ、その分、炉心中央部に配置した低濃縮度ウラン燃料集合体が良く燃えるので、第１サイクル終了後に取り出される低濃縮度ウラン燃料集合体の取出燃焼度が大きくなる。また、高濃縮度ウラン燃料集合体の反応度の減少が少ないので、燃料の取り替え体数も少なくて済む。
【００３４】
図５に高濃縮度ウラン燃料集合体を最外周に装荷した場合と低濃縮度ウラン燃料集合体を装荷した場合の炉心の径方向の出力分布を示す。図中の相対出力は、炉心平均出力を基準とし、最外周に高濃縮度ウラン燃料集合体を装荷した炉心の相対出力を実線ｅ、低濃縮度ウラン燃料集合体を装荷した炉心の相対出力を点線ｆで示している。この図に示すように、高濃縮度ウラン燃料集合体を最外周に配置することにより、中性子束の径方向分布がより平坦化でき、出力が高くなりやすいＭＯＸ燃料集合体の出力を低くすることができる。
【００３５】
第３の実施の形態は請求項８に係るものであり、上述の図１又は図３に示した沸騰水型原子炉の炉心を構成する燃料集合体が特徴を有するものである。この燃料集合体を図６に示す。図６（ａ）はウラン燃料集合体の横断面図であり、（ｂ）はＭＯＸ燃料集合体の横断面図である。図６（ａ）において、ウラン燃料集合体６は、チャンネルボックス７内に燃料棒８ａが９行９列に配置され、その中心部に２本のウォータロッド９が配置されており、（ｂ）において、ＭＯＸ燃料集合体１０は、チャンネルボックス７内に燃料棒８ｂが８行８列に配置され、その中心部に１本のウォータロッド９が配置されている。従って、ウラン燃料集合体６の燃料棒本数は７４本、ＭＯＸ燃料集合体１０の燃料棒本数は６０本であり、ウラン燃料集合体の方が燃料棒本数が１４本多い構成となっている。
【００３６】
この構成により、ウラン燃料集合体６は、燃料棒８の本数が多い分、線出力密度の余裕が大きいので平均濃縮度を高めることができ、取出燃焼度を増やすことができる。また、平均濃縮度を高めることによりウラン燃料集合体６の出力も高くなるので、ＭＯＸ燃料集合体１０の出力を相対的に低下でき、ＭＯＸ燃料集合体１０の熱的特性を改善できる。
【００３７】
第４の実施の形態は請求項８に係るものであり、上述の図１又は図３に示した沸騰水型原子炉の炉心を構成するＭＯＸ燃料集合体が特徴を有するものである。このＭＯＸ燃料集合体を図７に示す。図７（ａ）はＭＯＸ燃料集合体の横断面図、（ｂ）は可燃性毒物入り燃料棒の軸方向分布図である。図７（ａ）において、ＭＯＸ燃料集合体１０には、４種類のプルトニウム燃料棒と１種類のウラン燃料棒が含まれている。図中符号Ｐ１〜Ｐ４はＰ１を最高として番号順にプルトニウムの富化度を示し、符号Ｇはウラン燃料棒であり可燃性毒物であるガドリニアが含まれている可燃性毒物入り燃料棒１１を示す。図７（ｂ）に示すように、この可燃性毒物入り燃料棒１１の濃縮度とガドリニア濃度は軸方向に分布を有している。
【００３８】
図８は、制御棒引き抜き状態でのＭＯＸ燃料集合体の軸方向出力分布図である。図中、相対出力は平均出力を１．０に規格化にしたものであり、実線ｈは、ウラン燃料棒に濃縮度・ガドリニア濃度の軸方向分布をつけた図７に示すＭＯＸ燃料集合体の軸方向出力分布であり、点線ｇはウラン燃料棒に濃縮度・ガドリニア濃度の軸方向分布をつけなかったＭＯＸ燃料集合体の軸方向出力分布図である。
【００３９】
図８に示されるように、ウラン燃料棒内の濃縮度と可燃性毒物の濃度に軸方向分布をつけることによりＭＯＸ燃料集合体の軸方向出力分布が平坦になる。よって、炉心全体の軸方向出力分布も平坦化され、熱的特性や核的特性が良くなる。なお、図７の例では、濃縮度とガドリニア濃度の両方が軸方向分布を有しているが、どちらか一方でも同じ効果を得ることができる。
【００４０】
また、以上に示した実施の形態では、ウラン燃料集合体の平均濃縮度の種類として３種類の例を示したが、ウラン燃料集合体の平均濃縮度の種類としては３種類には限定されない。２種類もしくは４種類以上としても同様の効果を得ることができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の沸騰水型原子炉の炉心においては、請求項１記載の発明では、ＭＯＸ燃料集合体と数種類の平均濃縮度を持つウラン燃料集合体によって炉心が構成されることにより、経済性及び炉心特性が向上し、さらに、ＭＯＸ燃料集合体とウラン燃料集合体の燃焼初期実効核分裂富化度を適切に定めることにより、燃料の経済性を向上させ、かつ、熱的特性を緩和させるという効果を奏する。
【００４２】
また、請求項２記載の発明では、コントロール・セルに最も平均濃縮度が低いウラン燃料集合体を装荷することにより、制御棒操作によるコントロールセル内の集合体の出力の変動によって燃料の健全性に悪影響を生じさせないという効果を奏する。
【００４３】
請求項３記載の発明では、ＭＯＸ燃料集合体の周囲４辺のうち、最も平均濃縮度が低いウラン燃料集合体を２辺以上隣接させないことにより、ＭＯＸ燃料集合体の出力を抑え、熱的特性を緩和させるという効果を奏する。
【００４５】
請求項６記載の発明では、余剰反応度を抑え最も平均濃縮度が低いウラン燃料集合体の取出燃焼度を高め、経済性を向上させる効果を奏する。
請求項７記載の発明では、最も平均濃縮度が高いウラン燃料集合体を最外周に装荷させることにより、燃料の経済性が向上し、炉内の中性子束分布を平坦化させ、熱的特性を緩和するという効果を奏する。
【００４６】
請求項８記載の発明では、ウラン燃料集合体の燃料棒本数をＭＯＸ燃料集合体のものより多くすることにより、ウラン燃料集合体の平均濃縮度を上げ、取出燃焼度を上げることにより経済性を向上させつつ、ＭＯＸ燃料集合体の出力を下げ、熱的特性を緩和させるという効果を奏する。
【００４７】
請求項９記載の発明では、ＭＯＸ燃焼集合体内のウラン燃料棒の濃縮度や可燃性毒物の濃度に軸方向分布をつけることにより、ＭＯＸ燃料集合体の軸方向出力分布を平坦化させ、炉内の熱的特性を緩和するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る沸騰水型原子炉の炉心の１／４を示す模式的平面図である。
【図２】ＭＯＸ燃料集合体に対する低濃縮度ウラン燃料集合体の隣接効果を示す特性図である。
【図３】燃料集合体の反応度の燃焼度変化を示す特性図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る沸騰水型原子炉の炉心の１／４を示す模式的平面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る沸騰水型原子炉の炉心の径方向中性子束分布図である。
【図６】（ａ）は本発明の第３の実施の形態に係る沸騰水型原子炉の炉心を構成するウラン燃料集合体の横断面図であり、（ｂ）はＭＯＸ燃料集合体の横断面図である。
【図７】（ａ）は本発明の第４の実施の形態に係る沸騰水型原子炉の炉心を構成するＭＯＸ燃料集合体の横断面図であり、（ｂ）はＭＯＸ燃料集合体を構成する可燃性毒物入り燃料棒の軸方向分布図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態に係る沸騰水型原子炉の炉心を構成するＭＯＸ燃料集合体の軸方向出力分布図である。
【図９】（ａ）は単位格子を示す模式的平面図であり、（ｂ）は炉心の一部を示す模式的平面図である。
【図１０】従来の沸騰水型原子炉の炉心の１／４を示す模式的平面図である。
【符号の説明】
１…制御棒
２…燃料集合体
３…単位格子
４…炉心
５…コントロールセル
６…ウラン燃料集合体
７…チャンネルボックス
８ａ，８ｂ  …燃料棒
９…ウォータロッド
１０…ＭＯＸ燃料集合体
１１…可燃性毒物入り燃料棒
【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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