(57)【要約】【課題】制御棒価値の低下を抑制しながら、かつ、制御棒の構造を極力変更することなく、制御棒寿命を長くすることが可能な、沸騰水型原子炉用制御棒を提供する。【解決手段】制御棒の十字型の各翼のシース１３内に収納されている中性子吸収棒１，１２の内、翼の先端側の一部の中性子吸収棒１と翼の中心側の他の中性子吸収棒１２とに分けたとき、その先端側の中性子吸収棒１の上部１／４の領域に充填されている、Ｂ4Ｃ中の核種Ｂ１０の量をそれより下部の領域及びその他の中性子吸収棒より少なくすることによって、制御棒の翼の先端側に分布される核種Ｂ１０の密度を中心側のその密度よりも小さく調整した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中性子吸収材としてＢ4Ｃを充填した複数の中性子吸収棒を、十字型に展開している各翼に、前記各翼の中心側から先端側にかけて配備している沸騰水型原子炉用制御棒において、
前記各翼の中性子吸収棒を翼の先端側の中性子吸収棒と中心側の中性子吸収棒とに分けたとき、前記先端側の中性子吸収棒に充填したＢ4Ｃ中の核種Ｂ１０の平均の量が、前記中心側の中性子吸収棒に充填したその平均の量より少ないことを特徴とする沸騰水型原子炉用制御棒。
【請求項２】
請求項１において、
前記各翼の先端側の中性子吸収棒を高さ方向で上部と下部とに分けたとき、上部におけるＢ4Ｃ中の核種Ｂ１０の平均の量が、下部におけるその平均の量より少ないことを特徴とする沸騰水型原子炉用制御棒。
【請求項３】
請求項２において、
前記各翼の最も先端側の中性子吸収棒におけるＢ4Ｃ中の核種Ｂ１０の平均の量が、その他の中性子吸収棒におけるその平均の量より少ないことを特徴とする沸騰水型原子炉用制御棒。
【請求項４】
中性子吸収材としてＢ4Ｃを充填した複数の中性子吸収棒を、十字型に展開している各翼に、前記各翼の中心側から先端側にかけて配備している沸騰水型原子炉用制御棒において、
前記各翼の中性子吸収棒を翼の先端側の中性子吸収棒と中心側の中性子吸収棒とに分けたとき、前記先端側の中性子吸収棒に充填したＢ4Ｃ中のＢ中の核種Ｂ１０の平均の割合が、前記中心側の中性子吸収棒に充填したその平均の割合より小さいことを特徴とする沸騰水型原子炉用制御棒。
【請求項５】
請求項４において、
前記各翼の先端側の中性子吸収棒を高さ方向で上部と下部とに分けたとき、上部におけるＢ4Ｃ中のＢ中の核種Ｂ１０の平均の割合が、下部におけるその平均の割合より小さいことを特徴とする沸騰水型原子炉用制御棒。
【請求項６】
請求項５において、
前記各翼の最も先端側の中性子吸収棒におけるＢ4Ｃ中のＢ中の核種Ｂ１０の平均の割合が、その他の中性子吸収棒におけるその平均の割合より小さいことを特徴とする沸騰水型原子炉用制御棒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、沸騰水型原子炉の制御棒に関し、その制御棒の寿命を長くするための技術分野に係る。
【背景技術】
【０００２】
図２の沸騰水型原子炉用の制御棒１１は、制御棒１１の中心に上下に長く配置された支持材１４にシース１３を溶接して、水平断面が図３のように概ね十字型の制御棒翼を有する。その制御棒翼を形成するシース１３内に、中性子吸収材であるボロンカーバイド（以下、Ｂ4Ｃとも表示する。）を充填した多数の中性子吸収棒１２が図３のように一列に配置されて収容されている。
【０００３】
制御棒１１の上方先端部には、制御棒１１を炉外に取出す際の作業に利用するハンドル１５が取付けられている。ハンドル１５には、制御棒１１に隣接する燃料集合体との接触を防止するためのローラ１６が取付けられている。制御棒１１の下方先端部には他のローラを有する下部支持部材が装着され、その下部支持部材に図示していない制御棒駆動機構が接続されている。
【０００４】
図４の中性子吸収棒１２の縦断面図で見られるように、中性子吸収棒１２は、ステンレス鋼管製の細長い被覆管２１中にＢ4Ｃ粉末２２を充填したものである。被覆管２１の中はステンレス鋼製の仕切り球２３によって上下方向で多数の領域に分割されており、各分割領域間のＢ4Ｃ粉末２２の移動を防止するようになっている。なお、気体は、仕切り球２３によって区切られた領域間を移動することが可能である。
【０００５】
次に、制御棒１１の寿命について説明する。制御棒の寿命には、核的寿命と機械的寿命とがあり、いずれか早い方が制御棒１１の寿命（以下、制御棒寿命とも言う。）となる。
一般に、Ｂ4Ｃを用いた現行の制御棒１１では、核的寿命が機械的寿命より短く、核的寿命が制御棒寿命となる。
【０００６】
Ｂ4Ｃには、熱中性子吸収断面積が非常に大きい核種であるボロン１０（以下、Ｂ１０とも表示する。）が含まれており、それが主に中性子を吸収する。Ｂ１０は、中性子を吸収すると、中性子をほとんど吸収しないＬｉとＨｅに変換する。
【０００７】
そのため、中性子が照射された状態では、時間経過とともに制御棒１１の中性子を吸収する能力、すなわち制御棒価値が低下していく。核的寿命は、制御棒１１の高さ方向の有効長を４等分したいずれかの区間で制御棒の相対価値が１０％減少した時点である。
【０００８】
制御棒１１は、制御棒駆動機構により原子炉の炉心へ下部から挿入されるため、一般に、その制御棒１１の上部ほど中性子照射量が多い。従って、制御棒１１の核的寿命は、一般に制御棒１１の上部で決まる。
【０００９】
また、制御棒翼の先端側（支持材１４から遠ざかる方向の端部）に配置された中性子吸収棒ほど原子炉の炉水に面する面積が大きいため、一般に、その先端側の中性子吸収棒ほど中性子照射量が多い。
【００１０】
ところで、中性子照射量が多い制御棒翼の先端側の中性子吸収棒１２では、制御棒価値が１０％減少する前に、スエリングによる被覆管２１の破損が発生する可能性がある。
【００１１】
そこで、制御棒１１の寿命評価においては、スエリングによる被覆管２１の破損が発生する可能性のあるＢ１０消耗率を保守的に定め、そのＢ１０消耗率に達した時点で、さらに保守的にその中性子吸収棒１２からＢ4Ｃ粉末が完全に消失すると仮定する。
【００１２】
従って、スエリングによる被覆管２１の破損を考えない場合に比べ、制御棒価値が１０％減少する時間が早くなり、制御棒寿命はかなり短くなる。なお、制御棒価値が１０％減少する前に、スエリングによる被覆管２１の破損が発生する可能性がある中性子吸収棒１２は、高々制御棒翼の先端側から２本である。
【００１３】
制御棒寿命を長くできる制御棒として、例えば特許文献１に記載されている制御棒がある。この制御棒では、中性子照射量の多い制御棒翼先端側の上部に、Ｂ4Ｃを充填した中性子吸収棒の替わりに、ハフニウム棒を配置している。
【００１４】
天然に存在しているハフニウムは、核種Ｈｆ１７６，Ｈｆ１７７，Ｈｆ１７８，Ｈｆ１７９，Ｈｆ１８０からなる。これらのうち、Ｈｆ１７６，Ｈｆ１７７，Ｈｆ１７８，Ｈｆ１７９が、熱中性子吸収断面積の大きい、中性子を吸収し易い核種である。さらに、これらの核種は、中性子を吸収することにより、Ｈｆ１７６→Ｈｆ１７７→Ｈｆ１７８→Ｈｆ１７９→Ｈｆ１８０と変換する。つまり、Ｈｆ１７９を除く中性子を吸収し易い核種が中性子を吸収すると、別の中性子を吸収し易い核種が生成される。このため、中性子吸収材としてハフニウムを用いると、制御棒寿命の寿命要素の内の核的寿命が長くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開昭５３−７４６９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
中性子吸収材としてハフニウムを用いた従来技術による制御棒には、Ｂ4Ｃのみを用いた現行の制御棒よりも制御棒価値が小さくなるという課題がある。Ｂ4Ｃ中のＢ１０の熱中性子吸収断面積が３８３７barnであるのに対し、天然に存在するハフニウム核種中で最も熱中性子吸収断面積が大きいＨｆ１７７は３７３.５barnである。このため、ハフニウムを用いた制御棒の価値は、Ｂ4Ｃを用いた制御棒の価値より小さくなる。
【００１７】
また、その従来技術では、ハフニウム金属の棒を吸収材として用いるため、Ｂ4Ｃのみを用いた現行の制御棒よりも重量が増大するという課題も存在する。
【００１８】
さらに、ハフニウム金属の棒とＢ4Ｃ粉末を充填した中性子吸収棒を併用するため、制御棒の構造も複雑になる。
【００１９】
本発明の目的は、制御棒価値の低下と制御棒の構造を変更を極力抑制しながら制御棒寿命を長くすることのできる沸騰水型原子炉用制御棒を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の目的は、制御棒翼の先端側の領域に配置された中性子吸収棒のＢ4Ｃ中のＢ１０の平均の量又はＢ4Ｃ中のＢ中のＢ１０の平均の割合を、前記先端側の領域以外の領域に配置された中性子吸収棒のそれよりも少なくすることで達成できる。
【００２１】
さらに好ましくは、前述の先端側の領域に配置された中性子吸収棒の最上部の領域のＢ4Ｃ中のＢ１０の平均の量又はＢ4Ｃ中のＢ中のＢ１０の平均の割合を、前記最上部以外の領域のそれよりも少なくすると良い。
【００２２】
さらに一層好ましくは、前述の先端側の領域に配置された中性子吸収棒は、その先端側の領域の中でも最も先端に位置している中性子吸収棒であることで良い。
【００２３】
いずれの場合も、中性子吸収材としてＢ4Ｃを用いることができるので制御棒の構造変化が少ないうえ、中性子照射量の多い領域である制御棒翼の先端側の中性子吸収棒におけるＢ１０の燃焼が進み難くなるため、制御棒価値が１０％減少する前に、スエリングによる中性子吸収棒の被覆管破損事象の発生の抑制が達成でき、制御棒の寿命評価の際に、スエリングによる被覆管の破損による制御棒の寿命到来時期について延長できる上、Ｂ4Ｃ中の核種Ｂ１０は強吸収核種であるため、中性子はほとんど中性子吸収棒の表面で吸収されてしまい、内側のＢ１０はほとんど中性子吸収に寄与しないことから、上述のようにＢ4Ｃ中のＢ１０の量又はＢ4Ｃ中のＢ中のＢ１０の割合を少なくしても、制御棒価値を低下させる方向への影響は抑制できる。
【００２４】
さらに、先端側の領域に配置された中性子吸収棒の最上部の領域のＢ4Ｃ中のＢ１０の平均の量又はＢ4Ｃ中のＢ中のＢ１０の平均の割合を、前記最上部以外の領域のそれよりも少なくしたものや、Ｂ4Ｃ中のＢ１０の平均の量又はＢ4Ｃ中のＢ中のＢ１０の平均の割合を少なくした中性子吸収棒を先端側の領域の中でも最も先端に位置している中性子吸収棒に限定したものでは、制御棒価値の低下が一層抑制される。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、制御棒翼の先端側の一部の中性子吸収棒で、Ｂ4Ｃ中のＢ１０の量又はＢ4Ｃ中のＢ中のＢ１０の割合を他の領域より少なくすることにより、制御棒価値の低下の抑制と、制御棒の構造変更の抑制とを考慮しながら、制御棒寿命を長くすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施例による制御棒の図２中のＡ−Ａ断面に相当する水平断面図である。
【図２】沸騰水型原子炉用制御棒の一部破断表示を伴う全体斜視図である。
【図３】従来例による制御棒の図２中のＡ−Ａ断面に相当する水平断面図である。
【図４】沸騰水型原子炉用制御棒に採用される中性子吸収棒の縦断面図である。
【図５】本発明の第２の実施例による制御棒の図２中のＡ−Ａ断面に相当する水平断面図である。
【図６】本発明の第３の実施例による制御棒の図２中のＡ−Ａ断面に相当する水平断面図である。
【図７】本発明の第４の実施例による制御棒の図２中のＡ−Ａ断面に相当する水平断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明を実施するための形態では、制御棒翼の先端側の一部の中性子吸収棒の上部で、Ｂ4Ｃ中のＢ１０の量を他の領域より少なくすることで本発明の目的を達成している。
【００２８】
具体的には、制御棒翼の先端側の一部の中性子吸収棒の上部において、Ｂ4Ｃ粉末中のボロン（以下、Ｂとも表示する。）中のＢ１０の割合を他の領域より小さくすることで、Ｂ4Ｃ中のＢ１０の量を他の領域より少なくすることができる。
【００２９】
それにより、中性子照射量の多い制御棒翼の先端側の中性子吸収棒の上部における中性子吸収率が相対的に小さくなりＢ１０の燃焼が進み難くなるため、制御棒価値が１０％減少する前に、スエリングによる被覆管破損が発生する可能性を無くすことができる。
【００３０】
従って、制御棒の寿命評価の際に、スエリングによる被覆管の破損を考える必要が無くなり、制御棒寿命が長くなる。また、Ｂ4Ｃ中の核種Ｂ１０は強吸収核種であるため、中性子はほとんど中性子吸収棒の表面で吸収されてしまい、内側のＢ１０はほとんど中性子吸収に寄与しない。従って、Ｂ4Ｃ中のＢ１０の量を若干少なくしても、制御棒価値への影響はほとんどない。
【００３１】
また、制御棒翼の先端側の一部の中性子吸収棒の上部以外の領域において、Ｂ4Ｃ中のＢ中のＢ１０の割合がＢ4Ｃ粉末と同じＢ4Ｃのペレットを用いることでも、制御棒翼の先端側の一部の中性子吸収棒の上部におけるＢ4Ｃ中のＢ１０の量を他の領域より少なくすることができる。
【００３２】
Ｂ4ＣのペレットはＢ4Ｃ粉末より密度が大きいので、同じＢ１０の割合であればＢ4Ｃのペレット中のＢ１０の量はＢ4Ｃ粉末中のＢ１０の量より多い。従って、制御棒全体としてのＢ１０の量を減らす必要が無いため、制御棒価値が小さくなるという影響は無くなる。
【００３３】
このようにして、本発明の各実施例では、制御棒翼の先端側の一部の中性子吸収棒の上部で、Ｂ4Ｃ中のＢ１０の量を他の領域より少なくすることにより、制御棒価値をあまり低下させることなく、かつ、制御棒の構造を変更することなく、制御棒寿命を長くした。
【００３４】
以下、本発明の各実施例を図に基づいて一層具体的に説明する。
【実施例１】
【００３５】
本発明を適用する対象となる図２の沸騰水型原子炉用の制御棒１１は、制御棒フレームの中心部に支持材１４を備えている。その支持材１４は制御棒１１の中心に上下に長く配置され、その支持部材１４に水平周囲４方向に配置したシース１３が溶接されることで、水平断面が図１のように概ね十字型の制御棒翼を有する。
【００３６】
その制御棒翼を形成するシース１３内には、中性子吸収材であるＢ4Ｃを被覆管に充填した多数の各中性子吸収棒１，１２が図１のように一列に配置されて収容されている。
【００３７】
制御棒１１の上方先端部には、制御棒１１を炉外に取出す際の作業に利用するハンドル１５が取付けられている。ハンドル１５には、制御棒１１に隣接する燃料集合体との接触を防止するためのローラ１６が取付けられている。制御棒１１の下方先端部には他のローラを有する下部支持部材（速度リミッター）が装着され、その下部支持部材に図示していない制御棒駆動機構が接続される。このような制御棒１１は制御棒駆動機構によって原子炉の炉心に対して下方から挿入したり下方へ引き出したりすることで炉心の出力を制御することに用いられる。
【００３８】
図４のように、中性子吸収棒１，１２はステンレス鋼管製の細長い被覆管２１中にＢ4Ｃ粉末２２を充填したものである。被覆管２１の中はステンレス鋼製の仕切り球２３によって上下方向で多数の領域に分割されており、各分割領域間のＢ4Ｃ粉末２２の移動を防止するようになっている。なお、気体は、仕切り球２３によって区切られた領域間を移動することが可能である。
【００３９】
このように、本実施例の全体構成は、既述の現行の制御棒と同じで、構造変更は無い。
本実施例では、制御棒各翼の先端側から２本の中性子吸収棒１を、上部１／４の領域にＢ中のＢ１０の割合が１０％のＢ4Ｃ粉末を充填し、それ以外の領域にＢ中のＢ１０の割合が現行と同じ約２０％のＢ4Ｃ粉末を充填した中性子吸収棒１としている。
【００４０】
その他の中性子吸収棒１２については、全ての領域にＢ中のＢ１０の割合が約２０％のＢ4Ｃ粉末を充填した現行と同じ中性子吸収棒１２としている。なお、天然に存在しているＢ中のＢ１０の割合は約２０％であり、現行制御棒ではこの天然組成のほう素を用いている。
【００４１】
上述の中性子吸収棒１におけるＢ中のＢ１０の平均の割合は１７.５％であり、中性子吸収棒１２におけるＢ中のＢ１０の平均の割合は２０％である。従って、本実施例では、制御棒の先端側の中性子吸収棒におけるＢ中のＢ１０の平均の割合が他の中性子吸収棒より小さくなっている。また、中性子吸収棒１と中性子吸収棒１２ともＢ4Ｃ粉末の量は同じであるため、中性子吸収棒１におけるＢ１０の平均の量は、中性子吸収棒１２におけるＢ１０の平均の量の８７.５％（＝１７.５／２０）である。従って、本実施例では、制御棒の先端側の中性子吸収棒におけるＢ１０の平均の量が他の中性子吸収棒より少なくなっている。
【００４２】
本実施例では、前述したように、中性子照射量が多くスエリングによる被覆管２１の破損の可能性がある制御棒翼の先端側から２本の中性子吸収棒の上部１／４の領域において、他の領域よりもＢ中のＢ１０の割合を小さくし、Ｂ4Ｃ中のＢ１０の量を他の領域よりも少なくすることで、スエリングによる被覆管破損の可能性を無くし、制御棒寿命を約２５％長くすることが可能となる。
【００４３】
なお、上部１／４の領域については、２本の中性子吸収棒でＢ4Ｃ中のＢ１０の量が少なくなるが、それによる制御棒価値の低下は１％以下であり、ほとんど影響がない。また、Ｂ4Ｃ中のＢ中のＢ１０の割合を変えるだけであるので、中性子吸収棒を初め制御棒の構造を変更する必要もない。
【００４４】
この実施例では、制御棒各翼の中性子吸収棒１，１２を翼の先端側（支持材１４から遠い側）の中性子吸収棒と中心側（支持材１４に近い側）の中性子吸収棒とに分けたとき、先端側の領域の中性子吸収棒はハッチングを施して図示した中性子吸収棒１となり、中心側の領域の中性子吸収棒は白抜きで図示した中性子吸収棒１２となり、その中心側と先端側の各領域に配置された中性子吸収棒のＢ4Ｃ中の核種Ｂ１０の平均の量、或いはＢ4Ｃ中のＢ中のＢ１０の平均の割合が上述のように調整されている。
【実施例２】
【００４５】
図５に示す本発明の第２の実施例による制御棒は、制御棒各翼の最も先端側の中性子吸収棒１を、上部１／４の領域にＢ中のＢ１０の割合が１０％のＢ4Ｃ粉末を充填し、それ以外の領域にＢ中のＢ１０の割合が現行と同じ約２０％のＢ4Ｃ粉末を充填した内容とした。
【００４６】
また、制御棒各翼の最も先端側の中性子吸収棒１よりは中性子照射量が少ない先端側から２本目の中性子吸収棒２を、上部１／４の領域にＢ中のＢ１０の割合が１５％のＢ4Ｃ粉末を充填し、それ以外の領域にＢ中のＢ１０の割合が現行と同じ約２０％のＢ4Ｃ粉末を充填した内容とした。
【００４７】
その他の中性子吸収棒１２については、全ての領域にＢ中のＢ１０の割合が約２０％のＢ4Ｃ粉末を充填した現行と同じ中性子吸収棒１２としている。
【００４８】
上述の中性子吸収棒１，２，１２におけるＢ中のＢ１０の平均の割合は、それぞれ１７.５％，１８.７５％，２０％である。従って、本実施例では、制御棒の先端側の中性子吸収棒ほどＢ中のＢ１０の平均の割合が小さくなっている。
【００４９】
また、中性子吸収棒１，２，１２ともＢ4Ｃ粉末の量は同じであるため、中性子吸収棒１，２におけるＢ１０の平均の量は、中性子吸収棒１２におけるＢ１０の平均の量のそれぞれ８７.５％（＝１７.５／２０），９３.７５％（＝１８.７５／２０）である。従って、本実施例では、制御棒の先端側の中性子吸収棒ほどＢ１０の平均の量が少なくなっている。
【００５０】
このように、本実施例では、中性子照射量が多い中性子吸収棒ほど、その上部１／４の領域のＢ4Ｃ中のＢ中のＢ１０の割合が小さくなるようにする。これにより、スエリングによる中性子吸収棒の被覆管破損の可能性を無くすことができ、制御棒寿命を約２５％長くすることが可能となる。
【００５１】
また、中性子照射量に応じてＢ4Ｃ中のＢ中のＢ１０の割合を変えることにより、先端側２本のＢ4Ｃ中のＢ中のＢ１０の割合を同じにした場合に比べ、Ｂ１０の減少量をより小さくすることができ、制御棒価値への影響をより小さくすることができる。
【００５２】
さらに、Ｂ4Ｃ中のＢ中のＢ１０の割合を変えるだけであるので、制御棒の構造を変更する必要もない。その他の事項については、既述の第１の実施例と同じである。
【００５３】
この実施例でも、制御棒各翼の中性子吸収棒１，２，１２を翼の先端側（支持材１４から遠い側）の中性子吸収棒と中心側（支持材１４に近い側）の中性子吸収棒とに分けたとき、先端側の領域の中性子吸収棒はハッチングを施して図示した中性子吸収棒１，２となり、中心側の領域の中性子吸収棒は白抜きで図示した中性子吸収棒１２となり、その中心側と先端側の各領域に配置された中性子吸収棒のＢ4Ｃ中の核種Ｂ１０の平均の量、或いはＢ4Ｃ中のＢ中のＢ１０の平均の割合が上述のように調整されている。
【実施例３】
【００５４】
図６に示す本発明の第３の実施例による制御棒は、制御棒各翼の先端側から２本の中性子吸収棒１２（図６中に白抜きにて図示した。）を除いた中性子吸収棒３（図６中にハッチングで図示した。）を、上部１／４の領域にＢ中のＢ１０の割合が３０％のＢ4Ｃ粉末を充填し、それ以外の領域にＢ中のＢ１０の割合が現行と同じ約２０％のＢ4Ｃ粉末を充填した内容とした。
【００５５】
制御棒各翼の先端側から２本の中性子吸収棒１２については、全ての領域にＢ中のＢ１０の割合が約２０％のＢ4Ｃ粉末を充填した現行と同じ中性子吸収棒１２としている。
【００５６】
上述の中性子吸収棒３と中性子吸収棒１２におけるＢ中のＢ１０の平均の割合は、それぞれ２２.５％，２０％である。従って、本実施例では、制御棒の先端側の中性子吸収棒ほどＢ中のＢ１０の平均の割合が小さくなっている。
【００５７】
また、各中性子吸収棒３，１２ともＢ4Ｃ粉末の量は同じであるため、中性子吸収棒３におけるＢ１０の平均の量は、中性子吸収棒１２におけるＢ１０の平均の量の１.１２５倍（＝２２.５／２０）である。
【００５８】
従って、本実施例では、制御棒の先端側の中性子吸収棒ほどＢ１０の平均の量が少なくなっている。
【００５９】
このように、本実施例では、上部１／４の領域において、中性子照射量が多い先端側の中性子吸収棒のＢ4Ｃ中のＢ中のＢ１０の割合を相対的に小さくすることにより、スエリングによる中性子吸収棒の被覆管破損の可能性を無くすことができ、制御棒寿命を長くすることが可能となる。
【００６０】
それに加え、制御棒全体としてＢ１０量が多くなるため、制御棒価値が大きくなり、それに伴い制御棒寿命がさらに長くなる。また、Ｂ4Ｃ中のＢ中のＢ１０の割合を変えるだけであるので、制御棒の構造を変更する必要もない。その他の事項は、第１の実施例と同じである。
【００６１】
この実施例では、制御棒各翼の中性子吸収棒３，１２を翼の先端側（支持材１４から遠い側）の中性子吸収棒と中心側（支持材１４に近い側）の中性子吸収棒とに分けたとき、先端側の領域の中性子吸収棒は白抜きで図示した中性子吸収棒１２となり、中心側の領域の中性子吸収棒はハッチングで図示した中性子吸収棒３となり、その中心側と先端側の各領域に配置された中性子吸収棒のＢ4Ｃ中の核種Ｂ１０の平均の量、或いはＢ4Ｃ中のＢ中のＢ１０の平均の割合が上述のように調整されている。
【実施例４】
【００６２】
図７に示す本発明の第４の実施例による制御棒は、制御棒各翼の先端側から２本の中性子吸収棒１２を除いた中性子吸収棒４を、上部１／４の領域にＢ4Ｃペレットを装荷し、それ以外の領域にＢ中のＢ１０の割合が現行と同じ約２０％のＢ4Ｃ粉末を充填した内容とした。
【００６３】
なお、Ｂ4Ｃペレット中のＢ中のＢ１０の割合は、天然組成である約２０％である。前述したように、Ｂ4ＣペレットはＢ4Ｃ粉末より密度が大きいので、同じＢ１０の割合であればＢ4Ｃペレット中のＢ１０の量はＢ4Ｃ粉末中のＢ１０の量より多い。制御棒各翼の先端側から２本の中性子吸収棒１２については、全ての領域にＢ中のＢ１０の割合が約２０％のＢ4Ｃ粉末を充填した現行と同じ内容としている。
【００６４】
本実施例では、前述したように、上部１／４の領域において、中性子照射量が多くスエリングによる被覆管破損の可能性がある制御棒翼の先端側から２本の中性子吸収棒のＢ4Ｃ中のＢ１０の量を相対的に少なくすることで、スエリングによる被覆管破損の可能性を無くし、制御棒寿命を長くすることが可能となる。
【００６５】
それに加え、Ｂ4Ｃ粉末より密度の大きいＢ4Ｃペレットを用いることで、制御棒全体としてＢ１０量が多くなるため、制御棒価値が大きくなり、それに伴い制御棒寿命がさらに長くなる。また、Ｂ4Ｃ粉末の替わりにＢ4Ｃペレットを用いるだけであるので、制御棒の構造を変更する必要もない。その他の事項は第１の実施例と同じである。
【００６６】
この実施例では、制御棒各翼の中性子吸収棒４，１２を翼の先端側（支持材１４から遠い側）の中性子吸収棒と中心側（支持材１４に近い側）の中性子吸収棒とに分けたとき、先端側の領域の中性子吸収棒は白抜きで図示した中性子吸収棒１２となり、中心側の領域の中性子吸収棒はハッチングで図示した中性子吸収棒４となり、その中心側と先端側の各領域に配置された中性子吸収棒の中性子吸収材組成や密度は一部ペレット化して上述のように調整されている。
【００６７】
本発明の各実施例で採用される各中性子吸収棒に対する中性子吸収材の充填内容は、各中性子吸収棒ごとに、以下の通りである。
【００６８】
中性子吸収棒１：上部１／４の領域にＢ中のＢ１０の割合が１０％のＢ4Ｃ粉末を充填し、その他の下部領域にＢ中のＢ１０の割合が約２０％のＢ4Ｃ粉末を充填した。
【００６９】
中性子吸収棒２：上部１／４の領域にＢ中のＢ１０の割合が１５％のＢ4Ｃ粉末を充填し、その他の下部領域にＢ中のＢ１０の割合が約２０％のＢ4Ｃ粉末を充填した。
【００７０】
中性子吸収棒３：上部１／４の領域にＢ中のＢ１０の割合が３０％のＢ4Ｃ粉末を充填し、その他の下部領域にＢ中のＢ１０の割合が約２０％のＢ4Ｃ粉末を充填した。
【００７１】
中性子吸収棒４：上部１／４の領域にＢ中のＢ１０の割合が約２０％であるＢ4Ｃ粉末をペレット化して密度を高めたＢ4Ｃペレットを装荷し、その他の下部領域にＢ中のＢ１０の割合が約２０％のＢ4Ｃ粉末を充填した。
【００７２】
中性子吸収棒１２：上下全ての領域にＢ中のＢ１０の割合が約２０％のＢ4Ｃ粉末を充填した。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、沸騰水型原子炉の制御棒に利用可能性がある。
【符号の説明】
【００７４】
１，２，３，４，１２  中性子吸収棒
１１  制御棒
１３  シース
１４  支持材
１５  ハンドル
１６  ローラ
２１  被覆管
２２  Ｂ4Ｃ粉末
２３  仕切り球
【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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