(57)【要約】【課題】ハンドルの下端部に設けられた凹部と中性子吸収部材の上端部に設けられた凸部との嵌合部における隙間腐食を抑制できる制御棒およびこれを備えた沸騰水型原子炉を提供する。【解決手段】制御棒は、ハンドル２と、ハンドル２の下部を被覆する被覆部５ａを有するシース５と、シース５内に配置されたハフニウム部材４と、を備える。ハフニウム部材４の上端部に設けられた突起部７が、ハンドル２の下端部に設けられた溝部８に入り込んでいる。そして、溝部８と突起部７との間隙に形成されている狭隘部６から、ハンドル２および被覆部５ａを経由して、シース５の外部まで貫通する貫通孔２０が設けられている。【選択図】図５
2018031623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平断面が十字状のタイロッドと、
前記タイロッドの上端部に接合された平面視して十字状を呈するハンドルと、
前記タイロッドおよび前記ハンドルと接合された水平断面がＵ字状のシースと、
前記シース内に配置された棒状の中性子吸収部材と、を備え、
前記シースは、前記ハンドルの下部を被覆する被覆部を有し、
前記中性子吸収部材は、該中性子吸収部材の上端部に設けられた凸部を有し、
前記ハンドルは、該ハンドルの下端部に設けられた凹部を有し、
前記中性子吸収部材の前記凸部は、前記ハンドルの前記凹部に入り込んでおり、
前記凹部と前記凸部との間隙に形成されている狭隘部から、前記ハンドルおよび前記被覆部を経由して、前記シースの外部まで貫通する貫通孔が設けられていることを特徴とする制御棒。
【請求項２】
前記凸部は、鉛直断面がＴ字状の突起部であり、前記凹部は、鉛直断面がＴ字状の水平方向に延在する溝部であることを特徴とする請求項１に記載の制御棒。
【請求項３】
前記貫通孔が前記ハンドルの前記凹部内に開口する開口端は、前記狭隘部の最上部に臨む位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の制御棒。
【請求項４】
前記貫通孔は、前記シースの両側の側面にそれぞれ開口するように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の制御棒。
【請求項５】
前記貫通孔は、前記タイロッドの軸心を中心として外側に向かう水平方向に沿って複数個設けられていることを特徴とする請求項１に記載の制御棒。
【請求項６】
前記貫通孔が前記シースの側面において外部に開口する開口端の中心の高さは、前記貫通孔が前記ハンドルの前記凹部内に開口する開口端の中心の高さよりも低く設定されていることを特徴とする請求項１に記載の制御棒。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の制御棒を備えることを特徴とする沸騰水型原子炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御棒およびこれを備えた沸騰水型原子炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
沸騰水型原子炉は、複数の燃料集合体が装荷された炉心を原子炉圧力容器内に有している。これらの燃料集合体内に存在する核燃料物質に含まれたウラン２３５が、中性子を吸収して核分裂を起こし、熱を発生する。炉心に供給された炉水（冷却水）は、その熱によって加熱されて沸騰し、一部が蒸気になる。炉心内では、上記の核分裂によって新たに発生する中性子が他のウラン２３５を分裂させる連鎖反応が起きている。
【０００３】
核分裂の連鎖反応量を制御するため、中性子吸収部材を内部に収納する制御棒が利用される。このうち、沸騰水型原子炉で通常使用される制御棒は、水平断面が十字状を呈しており、４体の燃料集合体のチャンネルボックスの相互間に形成される間隙（飽和水領域）内に挿入される。４体の燃料集合体にて構成される１つのセル当たり１体の制御棒が設けられる。原子炉圧力容器内でほぼ１つのセル毎にそれら４体の燃料集合体の下方に、制御棒案内管が配置される。制御棒は、セル内の４体の燃料集合体の各チャンネルボックス、および制御棒案内管をガイド部材として利用する。また、制御棒は、下端部が制御棒駆動機構に連結されており、制御棒駆動機構の駆動操作によって炉心に挿入されたり、炉心から引抜かれたりする。制御棒は、反応度制御および出力分布の調整に用いられる重要機器である。
【０００４】
特許文献１には、中性子吸収部材として棒状のハフニウム部材（ハフニウム棒）を用いた制御棒が開示されている。
【０００５】
図１０〜図１５を参照して、沸騰水型原子炉に用いられる従来のハフニウム棒型制御棒の構造について簡単に説明する。図１０は、従来のハフニウム棒型制御棒の構造を示す斜視図である。図１１は、図１０のXI部の拡大図である。図１２は、図１１のXII−XII線における鉛直断面図である。図１３は、図１２のXIII部の拡大図である。図１４は、図１１のXIV−XIV線における水平断面図である。図１５は、図１１のXV−XV線における水平断面図である。
なお、鉛直断面は、鉛直面（接地面に対して垂直な平面）で切断した場合の断面であり、縦断面ともいう。また、水平断面は、水平面（接地面に対して平行な平面）で切断した場合の断面であり、横断面ともいう。
【０００６】
制御棒１０１において、タイロッド１０３の上端部にハンドル１０２が接合されており、タイロッド１０３の下端部に落下速度リミッタ１１１が接合されている。制御棒１０１は、タイロッド１０３から四方に伸びる４枚のブレード１１２を有している。各ブレード１１２は、ハンドル１０２およびタイロッド１０３に取り付けられたシース１０５と、シース１０５内に配置された棒状のハフニウム部材（中性子吸収部材）１０４を有している。シース１０５は、水平断面がＵ字状を呈しており（図１４、図１５参照）、ハフニウム部材１０４を覆うように設置されている。シース１０５は、タイロッド１０３と重なり合う部分の任意の箇所で、制御棒１０１の長手方向に沿って接合されており、ハンドル１０２と重なり合う部分の任意の箇所で、制御棒１０１の短手方向に沿って接合されている。
【０００７】
ハフニウム部材１０４の上端部には、鉛直断面がＴ字状の凸部が設けられている（図１２、図１３参照）。この凸部が、ハンドル１０２の下端部に設けられた鉛直断面がＴ字状の凹部に入り込んで係合することで、ハンドル１０２の下端部に棒状のハフニウム部材１０４が取り付けられている。ハンドル１０２の凹部とハフニウム部材１０４の凸部との間隙には、狭隘部１０６（図１３参照）が形成されている。なお、ハフニウム部材１０４は、管状や板状の場合もある。
【０００８】
近年、沸騰水型原子炉に用いられる制御棒１０１において、シース１０５の表面に微小なひびが生じる事象が報告されている。このひびが、応力、腐食および放射線照射の３つの環境要因が重畳したときに発生する照射誘起型応力腐食割れ（ＩＡＳＣＣ： Irradiation Assisted Stress Corrosion Cracking）であると考えられている。
【０００９】
特許文献２には、間隙内の通流が妨げられることによって不純物および腐食生成物が蓄積した場合には、不純物および腐食生成物が蓄積した領域が、後記する隙間腐食を発生し得る環境になる可能性があることが記載されている。
【００１０】
シースに生じるＩＡＳＣＣを抑制するため、例えば、特許文献２には、ハンドルと中性子吸収部材（ハフニウム部材）とを固定するピンの端面に窪みを設けることで、シース内部での冷却水の流路を形成する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１４−２１１３０９号公報
【特許文献２】特開２０１１−２０８９５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ハフニウム棒型制御棒においては、制御棒１０１の下方から上方へ冷却水（冷却材）が通流する。シース１０５とハフニウム部材１０４との間隙が適切な間隔に管理されていれば、冷却水は当該間隙を通流することができる。したがって、ハフニウム部材１０４と近接するシース１０５内面への腐食生成物の蓄積が抑制されるため、隙間を形成しにくくなって冷却水の通流を妨害してしまう可能性が低くなる。その結果、シース１０５の内面はシース１０５の外面と同程度の酸素濃度が維持されるので、隙間腐食が生じることを抑制できる。
【００１３】
しかしながら、ハンドル１０２の凹部とハフニウム部材１０４の凸部との嵌合部には、図１３に示すような一端(上部領域)が閉じた狭隘部１０６が形成されることとなる。このため、狭隘部１０６においては、冷却水の通流が不十分となり、冷却水が停滞する可能性がある。このようにして冷却水の停滞が発生すると、腐食生成物が排出され難くなり、物質の蓄積や固着が進行することで物理的に冷却水の通流を妨害し易くなる。
【００１４】
さらに、冷却水に含まれる酸素も、ハンドル１０２の凹部とハフニウム部材１０４の凸部との嵌合部に形成される狭隘部１０６に供給し難くなる。酸素は、原子炉内環境において、金属材料表面で還元反応を生じて消費されるため、外部からの酸素供給が不十分な間隙では酸素が枯渇する領域が生じることがある。狭隘部１０６は一端が閉じた構造であることから、狭隘部１０６内の金属表面での還元反応による酸素消費量が、狭隘部１０６外からの酸素供給量を上回ることで、狭隘部１０６内の深部(上部領域)において酸素が枯渇する可能性がある。酸素の枯渇が発生した領域では溶解反応が進行し、酸素が十分存在する領域(狭隘部１０６の外部)で還元反応が進行することで、局部的に腐食が進行するおそれがある。このように、狭隘部１０６内で酸素などの酸化剤が還元反応で消費されて枯渇することによって、隙間外で生じる還元反応と、隙間内で生じる酸化反応（金属の溶出）とが濃淡電池を形成して進行する腐食は、隙間腐食と呼ばれる。
【００１５】
特許文献２に記載された技術は、シースとハフニウム部材との間隙を確保することで、上下方向の冷却水の通流を促進するためのものである。したがって、隙間内に冷却水を通流させて隙間内に酸素などの酸化剤を供給することによって濃淡電池の形成を回避でき、隙間腐食の進行を抑制できる。
【００１６】
しかしながら、特許文献２に記載の技術は、シースの内面とハフニウム部材をハンドルに固定するピンの端面との隙間には適用できるが、図１３に示すような上端が閉じた構造を有しているハンドル１０２とハフニウム部材１０４との嵌合部には適用できない。
【００１７】
本発明は、前記した事情に鑑みなされたものであり、ハンドルの下端部に設けられた凹部と中性子吸収部材の上端部に設けられた凸部との嵌合部における隙間腐食を抑制できる制御棒およびこれを備えた沸騰水型原子炉を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を達成すべく、本発明に係る制御棒は、水平断面が十字状のタイロッドと、前記タイロッドの上端部に接合された平面視して十字状を呈するハンドルと、前記タイロッドおよび前記ハンドルと接合された水平断面がＵ字状のシースと、前記シース内に配置された棒状の中性子吸収部材と、を備え、前記シースは、前記ハンドルの下部を被覆する被覆部を有し、前記中性子吸収部材は、該中性子吸収部材の上端部に設けられた凸部を有し、前記ハンドルは、該ハンドルの下端部に設けられた凹部を有し、前記中性子吸収部材の前記凸部は、前記ハンドルの前記凹部に入り込んでおり、前記凹部と前記凸部との間隙に形成されている狭隘部から、前記ハンドルおよび前記被覆部を経由して、前記シースの外部まで貫通する貫通孔が設けられていることを特徴とする。
また、本発明に係る沸騰水型原子炉は、前記制御棒を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ハンドルの下端部に設けられた凹部と中性子吸収部材の上端部に設けられた凸部との嵌合部における隙間腐食を抑制できる制御棒およびこれを備えた沸騰水型原子炉を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る沸騰水型原子炉の構成の概略を説明するための図である。
【図２】本実施形態に係る制御棒の構造を示す斜視図である。
【図３】図２のIII部の拡大図である。
【図４】図３のIV−IV線における鉛直断面図である。
【図５】図４のV部の拡大図である。
【図６】ハンドルとハフニウム部材との係合を説明するための斜視図である。
【図７】図３のVII−VII線における水平断面図である。
【図８】図３のVIII−VIII線における水平断面図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る制御棒の狭隘部付近の拡大断面図である。
【図１０】従来のハフニウム棒型制御棒の構造を示す斜視図である。
【図１１】図１０のXI部の拡大図である。
【図１２】図１１のXII−XII線における鉛直断面図である。
【図１３】図１２のXIII部の拡大図である。
【図１４】図１１のXIV−XIV線における水平断面図である。
【図１５】図１１のXV−XV線における水平断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を適宜省略する。
【００２２】
（第１実施形態）
まず、図１〜図８を参照しながら、本発明の第１実施形態について説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る沸騰水型原子炉８０の構成の概略を説明するための図である。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態に係る沸騰水型原子炉８０は、原子炉格納容器８１と、原子炉圧力容器８２と、を有している。
【００２４】
原子炉格納容器８１は、冷却水喪失時などに圧力障壁となるとともに、放射性物質の放散に対する障壁を形成するための施設であり、燃料集合体８５が収められた原子炉圧力容器８２などの重要な機器を覆っている。原子炉格納容器８１は、その目的を果たすため、内部に水を有しており、原子炉圧力容器８２から蒸気が放出された場合、該蒸気を水で凝縮して圧力の上昇を防ぐ圧力抑制室プール８３を有している。
【００２５】
原子炉圧力容器８２は、原子炉の炉心を収めた状態で内部の圧力を保持する容器である。原子炉圧力容器８２内には冷却水Ｗが収められている。冷却水Ｗは、再循環ポンプ８４によって、原子炉圧力容器８２内を循環している。
【００２６】
沸騰水型原子炉８０は、原子炉圧力容器８２の下部に、本実施形態に係る制御棒１を備えている。本実施形態においては、４体の燃料集合体８５（図１には簡略的に図示している）にて構成される１つのセル当たり１体の制御棒１を備えている。制御棒１は、タイロッド３（図２参照）を有しており、該タイロッド３の下端部に落下速度リミッタ１１（図２参照）が接合されている。制御棒１は、落下速度リミッタ１１の下部が制御棒駆動機構（図示せず）に連結されており、制御棒駆動機構の駆動操作によって原子炉圧力容器８２内の炉心に挿入されたり、炉心から引抜かれたりすることによって、反応度制御および出力分布の調整を行っている。
【００２７】
図２は、本実施形態に係る制御棒１の構造を示す斜視図である。図３は、図２のIII部の拡大図である。図４は、図３のIV−IV線における鉛直断面図である。図５は、図４のV部の拡大図である。図６は、ハンドル２とハフニウム部材４との係合を説明するための斜視図である。
【００２８】
図２〜図３に示すように、本実施形態に係る制御棒１は、水平断面が十字状のタイロッド３を備えている。また、制御棒１は、タイロッド３の上端部に接合された平面視して十字状を呈するハンドル２を備えている。タイロッド３の十字とハンドル２の十字とは、平面視で重なり合うように配置されている。
【００２９】
図４〜図６に示すように、中性子吸収部材としてのハフニウム部材４は、略円柱状（棒状）を呈しており、該ハフニウム部材４の上端部に設けられた凸部を有している。本実施形態では、ハフニウム部材４の凸部は、鉛直断面がＴ字状の突起部７である。すなわち、突起部７は、円柱状の頭部７ａ、および頭部７ａとハフニウム部材４の円柱状の本体部４ａとを接続する円柱状の接続部７ｂを有している。そして、頭部７ａの外径は、ハフニウム部材４の本体部４ａの外径よりも小さく、接続部７ｂの外径よりも大きく設定されている。
【００３０】
また、ハンドル２は、該ハンドル２の下端部に設けられた凹部を有している。本実施形態では、ハンドル２の凹部は、鉛直断面がＴ字状の水平方向に延在する溝部８である。溝部８は、突起部７の頭部７ａが嵌合する溝上部８ａと、突起部７の接続部７ｂが嵌合する溝下部８ｂとを有している。ここで、溝上部８ａは、突起部７の頭部７ａが僅かな隙間を持って挿入可能な幅および高さを有しており、溝下部８ｂは、突起部７の接続部７ｂが僅かな隙間を持って挿入可能な幅および高さを有している。
【００３１】
ハフニウム部材４の突起部７は、ハンドル２の溝部８に入り込んで係合している。つまり、ハフニウム部材４は、ハフニウム部材４の突起部７がハンドル２の溝部８に該溝部８の延在方向に沿って挿入されて嵌め込まれることによって、ハンドル２に吊り下げられている。ここで、突起部７の頭部７ａの下端面が溝部８の溝上部８ａの底面に当接して支持される。そして、ハンドル２の溝部８とハフニウム部材４の突起部７との間隙には、狭隘部６（図５参照）が形成されている。
【００３２】
また、図２に示すように、制御棒１は、タイロッド３およびハンドル２と接合された水平断面がＵ字状のシース５を備えている。具体的には、シース５は、タイロッド３の十字状の各端部から水平方向外側に延出するように設けられている。また、シース５は、ハンドル２の下方に延出するように設けられている。すなわち、シース５は、ハンドル２の下部を被覆する被覆部５ａ（図３参照）を有している。
【００３３】
言い換えると、タイロッド３の軸心を中心として十字状のタイロッド３の形状に沿って四方に伸びるように、４枚のシース５がタイロッド３に接合されている。また、これら４枚のシース５は、十字状のハンドル２の下方に伸びるように、ハンドル２に接合されている。したがって、図４〜図５に示すように、ハンドル２、およびハフニウム部材４の両側はシース５で覆われている。
【００３４】
図７は、図３のVII−VII線における水平断面図である。
図７に示すように、シース５は、水平断面がＵ字状を呈しており、ハフニウム部材４を覆うように設置されている。シース５とハフニウム部材４とは、タイロッド３から四方に伸びる４枚のブレード１２（図２参照）を構成している。シース５は、タイロッド３と重なり合う部分の任意の箇所で、制御棒１の長手方向に沿って接合されており、ハンドル２と重なり合う部分の任意の箇所で、制御棒１の短手方向に沿って接合されている。これらの接合は、例えば、溶接で行われている。これらの溶接は、通常用いられる一般的な装置および条件で、行うことができる。
【００３５】
図８は、図３のVIII−VIII線における水平断面図である。
図８に示すように、ハフニウム部材４は、シース５内に配置されており、略円柱状を呈しているので、シース５と２つのハフニウム部材４との間には略三角形の隙間が生じる。したがって、シース５とハフニウム部材４の隙間は、冷却水の通流が容易であり、冷却水からの酸素の供給も容易となる。そのため、シース５とハフニウム部材４の隙間と、シース５の外との酸素濃度に大きな差が生じず、隙間腐食が生じ難くなっている。
【００３６】
ところで、図１２〜図１３に示した従来のハンドル１０２とハフニウム部材１０４との嵌合部は、一端(上部領域)が閉じた狭隘部１０６となる。この狭隘部１０６は下部のみが開口しているため、狭隘部１０６内で冷却水が滞留する。このため、狭隘部１０６の内部と外部とで酸素濃度に大きな差が生じる可能性があり、その場合、隙間腐食が生じ易くなる。
【００３７】
このため本実施形態では、図３〜図５、図７に示すように、狭隘部６から、ハンドル２、およびシース５の被覆部５ａを経由して、シース５の外部まで貫通する貫通孔２０が設けられている。貫通孔２０は、ハンドル２に設けられた第１孔２０ａ（図５参照）と、第１孔２０ａと同軸になるようにシース５に設けられた第２孔２０ｂ（図５参照）とを有している。
【００３８】
図５に示すように、貫通孔２０がハンドル２の溝部８内に開口する開口端９は、狭隘部６の最上部に臨む位置に設けられている。また、貫通孔２０は、シース５の両側の側面５ｂ，５ｃにそれぞれ開口するように設けられている。また、図３、図７に示すように、貫通孔２０は、タイロッド３の軸心を中心として外側に向かう水平方向に沿って複数個設けられている。複数の貫通孔２０は、各ハフニウム部材４の頭部７ａに対向する位置にそれぞれ設けられている。
【００３９】
前記したハンドル２、およびシース５は、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ等）を用いて所定の形状に成形して作製することができる。また、貫通孔２０は、ハンドル２、シース５の一部を機械加工することによって得ることができる。
【００４０】
ここで、下記非特許文献によれば、シース５の外が高酸素濃度（１０００ｐｐｂ）の場合、腐食電位は、１００〜２００ｍＶである。また、ハンドル２とシース５の間の酸素濃度をシース５の外の１／２０の酸素濃度（５０ｐｐｂ）とした場合の腐食電位は、−２００〜−３００ｍＶとなる。
「Ｙｏｉｃｈｉ  ＷＡＤＡ，  ｅｔ  ａｌ．，１４ｔｈ  Ｉｎｔ．  Ｃｏｎｆ．  ｏｎ  Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ  Ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ｉｎ  Ｎｕｃｌｅａｒ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，  P.５９８(２００９)」
したがって、ハンドル２の凹部（溝部８）とハフニウム部材４の凸部（突起部７）との間に形成される狭隘部６における酸素濃度が、シース５の外の酸素濃度の例えば１／２０未満になると、腐食電位に大きな差が発生することから、隙間腐食が発生する可能性が高くなるといえる。しかしながら、狭隘部６内の酸素濃度をシース５の外の酸素濃度の例えば１／２０以上に保持することで、隙間腐食が発生する可能性を低減できる。
【００４１】
前記したように本実施形態では、制御棒１は、ハンドル２と、ハンドル２の下部を被覆する被覆部５ａを有するシース５と、シース５内に配置されたハフニウム部材４と、を備える。ハフニウム部材４の上端部に設けられた突起部７が、ハンドル２の下端部に設けられた溝部８に入り込んでいる。そして、溝部８と突起部７との間隙に形成されている狭隘部６から、ハンドル２および被覆部５ａを経由して、シース５の外部まで貫通する貫通孔２０が設けられている。このような構成によれば、シース５の外部の酸素が貫通孔２０を介して拡散によって狭隘部６内に進入する。したがって、シース５の外部の酸素を狭隘部６に供給でき、酸素濃度を高くできる。このため、狭隘部６の酸素濃度がシース５の外の酸素濃度の例えば１／２０以上となり、隙間腐食を抑制することができる。
すなわち、本実施形態によれば、ハンドル２の下端部に設けられた凹部とハフニウム部材４の上端部に設けられた凸部との嵌合部における隙間腐食を抑制できる制御棒１を提供することができる。
【００４２】
沸騰水型原子炉８０は、前記した本実施形態に係る制御棒１を備えているので、ハンドル２の下端部の凹部とハフニウム部材４の上端部の凸部との間隙に形成された狭隘部６に酸素を供給でき、隙間腐食が抑制される。したがって、本実施形態に係る沸騰水型原子炉８０は、メンテナンスに掛かる手間およびコストを低減することができる。
【００４３】
また、本実施形態では、ハンドル２の下端部に設けられた凹部は、鉛直断面がＴ字状の突起部７であり、ハフニウム部材４の上端部に設けられた凸部は、鉛直断面がＴ字状の水平方向に延在する溝部８である。このような構成によれば、ハフニウム部材４の凸部を、ハンドル２の凹部に嵌め込んで、容易かつ確実に係合させることができる。
【００４４】
ハンドル２の下端部の凹部（溝部８）とハフニウム部材４の上端部の凸部（突起部７）との間隙に形成された狭隘部６のうち下部領域は、シース５の内部に冷却水を通じて接続されているため、酸素は狭隘部６の下方から上方に拡散して進入する。しかし、狭隘部６のうち上部領域は閉じているため、酸素が下方から上方へ拡散する間に、金属表面での還元反応によって酸素の濃度は低下する。すなわち、狭隘部６の上方ほど酸素が欠乏しやすい状態となる。
このため、本実施形態では、貫通孔２０がハンドル２の溝部８内に開口する開口端９は、狭隘部６の最上部に臨む位置に設けられている。したがって、より効果的に狭隘部６内の酸素の枯渇を抑制でき、隙間腐食をより抑制することができる。
【００４５】
また、本実施形態では、貫通孔２０がシース５の両側の側面５ｂ，５ｃにそれぞれ開口するように設けられている。このため、シース５の外部の酸素を狭隘部６により多く供給でき、狭隘部６内の酸素濃度分布の幅を低減させることができる。
【００４６】
また、本実施形態では、貫通孔２０がタイロッド３の軸心を中心として外側に向かう水平方向に沿って複数個設けられている。このため、狭隘部６の酸素濃度分布の幅を、ハンドル２の下端部に設けられた凹部とハフニウム部材４の上端部に設けられた凸部との嵌合部全体に渡って低減させることができる。
【００４７】
（第２実施形態）
次に、図９を参照しながら、本発明の第２実施形態について、前記した第１実施形態と相違する点を中心に説明し、共通する点の説明を適宜省略する。
図９は、本発明の第２実施形態に係る制御棒１の狭隘部６付近の拡大断面図である。
【００４８】
前記したように、制御棒１においては、制御棒１の下方から上方へ冷却水が通流している。このため、第２実施形態では、図９に示すように、狭隘部６からハンドル２および被覆部５ａを経由してシース５の外部まで貫通する貫通孔２１は、溝部８内からシース５の外部に向かうにしたがって下方に傾斜させられている。ここで、貫通孔２１は、ハンドル２に設けられた第１孔２１ａと、第１孔２１ａと同軸になるようにシース５に設けられた第２孔２１ｂとを有している。つまり、貫通孔２１（第２孔２１ｂ）がシース５の側面５ｂ，５ｃにおいて外部に開口する開口端１０の中心の高さは、貫通孔２１（第１孔２１ａ）がハンドル２の凹部としての溝部８内に開口する開口端９の中心の高さよりも低く設定されている。
【００４９】
このような構造を採ることによって、下方から上方へ通流する冷却水を、シース５の外部から、ハンドル２の下端部の凹部とハフニウム部材４の上端部の凸部との間隙に形成された狭隘部６に供給できる。
したがって、第２実施形態によれば、拡散のみならず冷却水の流れによって酸素を狭隘部６に供給でき、狭隘部６内の酸素濃度をシース５の外部の酸素濃度により近づけることができる。このため、隙間腐食をより抑制することができる。
【００５０】
以上、本発明について実施形態に基づいて説明したが、本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【００５１】
前記した実施形態では、ハフニウム部材４の上端部に設けられた凸部としての突起部７は、円柱状の頭部７ａを有しているが、例えば球状の頭部を有していてもよい。つまり、突起部７の鉛直断面のＴ字状は、正確なＴ字状のほか、頭部の外径が該頭部と本体部４ａとを接続する接続部７ｂの外径よりも大きく設定されたＴ字状に近い形状も含む趣旨である。このような構成によっても、ハフニウム部材４の凸部を、ハンドル２の凹部に嵌め込んで、容易かつ確実に係合させることができる。
さらには、ハフニウム部材４の凸部およびハンドル２の凹部は、ともに鉛直断面が矩形状を呈するように構成されることも可能である。この場合、凸部が凹部に入り込んだ状態で、例えば両者を貫通するピン部材によって係合させることができる。
【符号の説明】
【００５２】
１      制御棒
２      ハンドル
３      タイロッド
４      ハフニウム部材
４ａ    本体部
５      シース
５ａ    被覆部
５ｂ，５ｃ  側面
６      狭隘部
７      突起部（凸部）
７ａ    頭部
７ｂ    接続部
８      溝部（凹部）
８ａ    溝上部
８ｂ    溝下部
９，１０  開口端
１１    落下速度リミッタ
２０    貫通孔
２１    貫通孔
８０    沸騰水型原子炉
８１    原子炉格納容器
８２    原子炉圧力容器
８３    圧力抑制室プール
８４    再循環ポンプ
８５    燃料集合体
Ｗ      冷却水
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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