(57)【要約】【課題】シースにおけるひびの発生を抑制できる制御棒を提供する。【解決手段】制御棒１は、タイロッド４から四方に伸びる４枚のブレード２を有する。各ブレード２は、横断面がＵ字状をしているシース６、扁平な楕円形状の筒であるハフニウム部材３Ｕ，３Ｌを有する。シース６に形成された各タブ１８は溶接にてタイロッド４に接合される。シース６に形成された複数の窪み部１０は、ハフニウム部材３Ｕの両側の側面にそれぞれ接触している。ハフニウム部材３Ｕの両側の側面とこれらの側面に向かい合っているシース６の内面との間に形成される各間隙の幅Ｇは、ＢＷＲの運転中において、０．２mm＜Ｇ≦１．０mmの範囲にある０．３mmに保持される。複数の窪み部１０は、シース６の軸方向においてハフニウム部材３Ｕの上端の位置と上端から下方に長さＬａ（＝Ｌｓ／１０）だけ下がった位置の間に形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイロッドと、前記タイロッドの上端部に取り付けられたハンドルと、前記タイロッドの課端部に取り付けられた下部支持部材と、上端部が前記ハンドルに取り付けられ、下端部が前記下部支持部材に取り付けられ、さらに、前記タイロッドに取り付けられ、かつ横断面がＵ字状をしていて前記タイロッドから四方に伸びる４つのシースと、それぞれのシース内に配置されたハフニウム部材とを備え、
前記ハフニウム部材の両側面と前記シースの内面との間に形成される各間隙の幅Ｇが、０．２mm＜Ｇ≦１．０mmを満足していることを特徴とする制御棒。
【請求項２】
前記幅Ｇは、前記ハフニウム部材の両側面と前記シースの内面の間に、間隙保持部材をそれぞれ配置することによって保持される請求項１に記載の制御棒。
【請求項３】
前記間隙保持部材は、前記シースの一部を窪ませて形成された窪み部である請求項２に記載の制御棒。
【請求項４】
前記間隙保持部材は、前記ハフニウム部材の側面から突出された突起部である請求項２に記載の制御棒。
【請求項５】
前記間隙保持部材は、前記ハフニウム部材の両側面と前記シースの内面にそれぞれ接触する曲面を有する保持部材である請求項２に記載の制御棒。
【請求項６】
前記シースの軸方向における全長をＬｓとしたとき、０．２mm＜Ｇ≦１．０mmを満足する幅Ｇを有する前記間隙は、前記ハフニウム部材の上端の位置と、前記軸方向において前記ハフニウム部材の上端から下方に向かってＬｓ／１０下がった位置との間に形成される請求項１に記載の制御棒。
【請求項７】
前記ハフニウム部材の上端からＬｓ／１０だけ下がった前記位置よりも上方における前記ハフニウム部材の厚みは、前記位置よりも下方におけるその厚みよりも薄くなっている請求項６に記載の制御棒。
【請求項８】
前記シースの軸方向における全長をＬｓとしたとき、前記間隙保持部材が、前記ハフニウム部材の上端の位置と、前記軸方向において前記ハフニウム部材の上端から下方に向かってＬｓ／１０だけ下がった位置との間に配置される請求項２ないし請求項５のいずれか１項に記載の制御棒。
【請求項９】
前記ハフニウム部材は、扁平な筒状のハフニウム部材である請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の制御棒。
【請求項１０】
タイロッドと、前記タイロッドの上端部に取り付けられたハンドルと、前記タイロッドの下端部に取り付けられた下部支持部材と、上端部が前記ハンドルに取り付けられ、下端部が前記下部支持部材に取り付けられ、さらに、前記タイロッドに取り付けられ、かつ横断面がＵ字状をしていて前記タイロッドから四方に伸びる４つのシースと、それぞれのシース内に配置されたハフニウム部材とを備え、
前記ハフニウム部材の両側面と前記シースの内面の間に、間隙保持部材をそれぞれ配置し、
前記間隙保持部材が、前記ハフニウム部材の上端の位置と、前記軸方向において前記ハフニウム部材の上端から下方に向かってＬｓ／１０だけ下がった位置との間に配置されていることを特徴とする制御棒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御棒に係り、特に、原子炉の出力を制御し沸騰水型原子炉に適用するのに好適な制御棒に関する。
【背景技術】
【０００２】
沸騰水型原子炉で用いられる従来の制御棒の構造及びこれが設置される環境について説明する。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、横断面が十字形をしており、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。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。制御棒案内管は、原子炉圧力容器内に設置される。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、及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、制御棒駆動機構の駆動操作によって炉心に挿入され、炉心から引抜かれる。制御棒は、反応度制御及び出力分布の調整に用いられる重要機器である。
【０００４】
沸騰水型原子炉に用いられる従来の制御棒の構造を簡単に説明する。この制御棒は、ハンドルがタイロッドの上端部に、落下速度リミッタがタイロッドの下端部にそれぞれ接合され、タイロッドの中心軸に位置するタイロッドから四方に伸びる４枚のブレードを有している。各ブレードは、タイロッドに取り付けられたＵ字状のシースを有し、このシース内に、中性子吸収材を収納した複数の中性子吸収棒を配置している（特開２００２−２５７９６８号公報参照）。特開２００２−２５７９６８号公報は、さらに、シースの軸方向においてシースの端面に複数の突出部を形成し、これらの突出部をタイロッドにレーザ溶接によって接合することを記載している。突出部を設けることによって、シースは軸方向においてタイロッドに断続的に溶接される。また、中性子吸収棒の替りに、タイロッドに接合されるＵ字状のシース内にハフニウム板を配置した制御棒も知られている（特開平２−１０２９９号公報及び特開平８−１０５９８９号公報参照）。
【０００５】
シースの応力腐食割れ（ＳＣＣ）を防ぐために、ハフニウムを含む希釈合金板内に複数の中性子吸収棒を挿入して構成された中性子吸収部材とシースの間に形成される間隙を所定幅に保持した制御棒が、特開平１−２８４７９６号公報に記載されている。その間隙の保持は、シースに形成された複数の窪み部の内面を中性子吸収部材の表面に接触させることによって行われる。ハフニウム板で構成された中性子吸収部材とシースの間の間隙を所定幅に保持する技術は、特開昭６０−６０５８５号公報及び特開平４−２８９４９０号公報にも記載されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２５７９６８号公報
【特許文献２】特開平２−１０２９９号公報
【特許文献３】特開平８−１０５９８９号公報
【特許文献４】特開平１−２８４７９６号公報
【特許文献５】特開昭６０−６０５８５号公報
【特許文献６】特開平４−２８９４９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、沸騰水型原子炉に用いられる制御棒においてのシース表面に微小なひびが生じる事象が報告されている。発明者らは、このひびが放射線照射、応力及び隙間の３つの要因が重畳した時に引き起こされる照射誘起型応力腐食割れ（ＩＡＳＣＣ）であると考えた。すなわち、制御棒が原子炉の炉心内に挿入されるため、核燃料の核分裂反応により発生する中性子及びγ線のシースへの照射による材料劣化及び酸化環境，制御棒の製造工程中におけるシースとタイロッド及びシースとハンドルの各溶接によりシースに発生する引張残留応力、及びシースと内部の中性子吸収部材（例えば、ハフニウム楕円管）の間の隙間腐食環境の３つの要因が重なってシースに作用する。したがって、シースの表面がＩＡＳＣＣによってひびの発生しやすい環境にさらされていることが懸念される。
【０００８】
本発明の目的は、シースにおけるひびの発生を抑制できる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】
【０００９】
上記した目的を達成する本発明の特徴は、シース内に配置されたハフニウム部材の両側面とシースの内面との間に形成される各間隙の幅Ｇが、０．２mm＜Ｇ≦１．０mmを満足していることにある。
【００１０】
間隙の幅Ｇが０．２mm＜Ｇ≦１．０mmを満足しているので、その間隙内を流れる冷却材に含まれる不純物及び腐食生成物が間隙内に堆積することを防止することができる。このため、間隙内の腐食環境が改善されてシースの隙間腐食の発生が防止でき、シースにおけるひびの発生を防止することができる。
【００１１】
好ましくは、０．２mm＜Ｇ≦１．０mmを満足する幅Ｇを有する間隙が、ハフニウム部材の上端の位置と、軸方向においてハフニウム部材の上端から下方に向かってＬｓ／１０だけ下がった位置との間に形成されることが望ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、沸騰水型原子炉の制御棒において、シース表面に発生する照射誘起型応力腐食割れを抑制し、制御棒の信頼性の向上および原子炉の継続的な安定運転に寄与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
ＩＡＳＣＣは、放射線照射、応力及び隙間のどれか１つの要因を除くことにより防ぐことができる。しかしながら、制御棒は炉心内に挿入されるので放射線の照射環境を取り除くことは困難である。特に、制御棒のシースは、図４に示すように、そのシース内に配置された中性子吸収部材であるハフニウム部材（例えばハフニウム楕円管）の上端部、すなわち、ハフニウム部材の上端の位置とこの上端から下方に向かってシース全長の１／１０の位置の間の範囲において原子炉の運転中での累積の中性子照射量が最も大きくなる。これは、その範囲が中性子の高い領域である炉心の軸方向での中央部に位置する期間が長く、また、炉心から引き抜かれる時期が最も遅いからである。原子炉を起動するときに炉心に挿入されていた多数の制御棒の大部分は、昇温昇圧過程が終了した時点で炉心から全引抜されている。原子炉出力を上昇させる時点では、一部の制御棒のみが炉心に挿入されている。これらの制御棒は出力調節用の制御棒である。この出力調節用の制御棒の、ハフニウム部材の上端の位置とこの上端から下方に向かってシース全長の１／１０の位置の間の範囲で、累積の中性子照射量が最も大きくなる。
【００１４】
従来の、例えばハフニウム楕円管を用いた制御棒は、シースとハンドル及びシースとタイロッドの各溶接によって、シース表面に引張残留応力が発生する。一般的に、引張残留応力を低減させるために溶接後に熱処理を行うことが知られているが、制御棒にその熱処理を施すことは、構造及び寸法精度の制約上、困難である。
【００１５】
隙間腐食環境は、原子炉内の冷却材に含まれる不純物及び腐食生成物などがシースとハフニウム楕円管の間に形成される隙間部に堆積されることによって、シースに腐食をもたらすと、発明者らは考えている。シースとハフニウム楕円管の間の隙間は、設計値に基づいて製作される。原子炉の運転中に制御棒が炉心に挿入されているとき、シース内でのハフニウム楕円管の位置が変化し、ハフニウム楕円管の一つの側面側の隙間の幅が狭くなり、他方の側面側の隙間の幅が広くなる可能性がある。隙間の幅が狭くなると、腐食生成物等が堆積しやすくなる。
【００１６】
そこで、発明者らは、原子炉運転中でもハフニウム部材の両側面側で所定幅の間幅を確保することが望ましいと考えた。これにより、ハフニウム部材とシース間の腐食環境を改善し、シースの耐ＩＡＳＣＣを向上させることができ、シースにおけるひびの発生を抑制できるのである。好ましくは、その所定幅を、中性子照射量が大きいハフニウム部材の上端の位置とこの上端からシースの全長の１／１０の位置の間の範囲で形成すると良い。詳細を以下に説明する。
【００１７】
発明者らは、ハフニウム楕円管とシースの間に形成される間隙を２枚のステンレス鋼板の相互間に形成して模擬し、隙間腐食試験を行った。この隙間腐食試験は、対向しているステンレス鋼間の隙間の幅を０mm、０．１mm、０．２mm及び０．３mmの４通りに変え、各幅に対してステンレス鋼に放射線であるγ線を照射した場合及び照射しない場合の両方について実施した。さらに、隙間腐食試験において、これらのステンレス鋼板は、腐食生成物模擬材を添加した水、及びそれを添加しない水に浸漬し、この浸漬時間をそれぞれ５００時間、１０００時間及び１５００時間と変えた。水の温度は２８０℃である。この隙間腐食試験の結果を図５に示す。図５において、ステンレス鋼板にひびが発生しない場合を×で、ステンレス鋼板にひびが発生した場合を●、■及び□で示している。ちなみに、●は、腐食生成物が水に添加されており２００００Ｇｙ／ｈｒでγ線が照射されている場合である。■は、腐食生成物が水に添加されておりγ線が照射されていない場合である。□は、腐食生成物が水に添加されていなくγ線が照射されていない場合である。以上の隙間腐食試験の結果、発明者らは、ハフニウム楕円管とシースの間に形成される間隙の幅Ｇが０．２mmより広い場合に、シースにひびが発生しないことを新たに見出した。制御棒の、炉心に装荷された燃料集合体間への挿入性を考慮し、その間隙の幅Ｇは１．０mm以下にしなければならない。したがって、ハフニウム部材とシースの間に形成される間隙の幅Ｇは、０．２mm＜Ｇ≦１．０mmを満足する必要がある。
【００１８】
原子炉の運転中においても、０．２mm＜Ｇ≦１．０mmの条件を満足させるためには、シースの一部を内側に窪ませる、ハフニウム部材の側面に外側に向かう突起を形成する、及び上記条件を満足させる幅Ｇを有する部材をその間隙に挿入する、のいずれかの対応策を採用するとよい。好ましくは、シースに形成されたその窪み、ハフニウム部材の側面の突起、及び幅Ｇを有する部材のいずれかは、ハフニウム部材の上端の位置とこの上端を基点とするシースの全長の１／１０の位置の間の範囲に配置することが望ましい。さらには、ハフニウム部材の上端部に段差を形成し、ハフニウム部材の上端の位置とこの上端を基点とするシースの全長の１／１０の位置の間の範囲でハフニウム部材の厚みをその下方よりも薄くし、その範囲で間隙の幅Ｇを０．２mm＜Ｇ≦１．０mmにしてもよい。
【００１９】
以上の検討結果に基づいた本発明の実施例を以下に説明する。
【実施例１】
【００２０】
本発明の好適な一実施例である実施例１の制御棒を、図１〜図３に基づいて以下に説明する。本実施例の制御棒１は、沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）で用いられる制御棒である。この制御棒１は、横断面が十字形をしていて軸心にタイロッド４が配置され、このタイロッド４から四方に伸びる４枚のブレード２を有する。ハンドル５がタイロッド４の上端部に取り付けられ、下部支持部材８がタイロッド４の下端部に取り付けられる。下部支持部材８は、下部支持板または落下速度リミッタである。ローラ１６が回転可能に下部支持部材８に取り付けられる。このローラ１６は、炉心に装荷されている燃料集合体のチャンネルボックスの外面と接触し、制御棒１を燃料集合体間で円滑に移動させる機能を有する。
【００２１】
各ブレード２は、横断面がＵ字状をしているシース６、扁平な筒、例えば楕円形状の筒であるハフニウム部材３Ｕ，３Ｌを有する（図１参照）。シース６はステンレス鋼（ＳＵＳ３０４及びＳＵＳ３１６Ｌ等）によって構成される。シース６の上端はハンドル５に溶接され、シース６の下端は下部支持部材８に溶接されている。シース６のＵ字の両端部には、複数のタブ（突出部）１８が軸方向において所定の間隔を置いて形成されている。タブ１８は、シース６の一部であるが、タイロッド４側に向かって突出している部分である。これらのタブ１８は溶接にてタイロッド４に接合されている。上記したシース６とタイロッド４、ハンドル５及び下部支持板８との接合は、例えば、レーザ溶接によって行われる。
【００２２】
１つのブレード２のシース６内に形成される空間内に、２つのハフニウム部材３Ｕ及び２つのハフニウム部材３Ｌが配置されている。ハフニウム部材３Ｕはハフニウム部材３Ｌの上方に位置しており、これらの軸方向の長さは同じである。ハフニウム部材３Ｕは、ハンドル５の下端部に形成された舌状部１１Ｕにピン１２で取り付けられている。ハフニウム部材３Ｌは、下部支持部材８の上端部に形成された舌状部１１Ｌにピン１２で取り付けられている。ハフニウム部材３Ｕは上端部がハンドル５に取り付けられ、ハフニウム部材３Ｌが下部支持板８に取り付けられている。これらのハフニウム部材は中性子吸収部材である。ＢＷＲの運転中においてハフニウム部材３Ｕ，３Ｌが熱膨張してもそれらのハフニウム部材が互いに接触しないように、ハフニウム部材３Ｕの下端とハフニウム部材３Ｌの上端との間のギャップ（図示せず）が形成されている。図１において、Ｌｓはシース６の軸方向における全長を示している。
【００２３】
制御棒１は、ＢＷＲの原子炉圧力容器内に配置され、原子炉出力を制御するために、複数の燃料集合体が装荷された炉心内に制御棒駆動機構（図示せず）によって出し入れされる。制御棒１は、下部支持部材８の下端部に設けられたコネクタ１７によって原子炉圧力容器の底部に設けられた制御棒駆動装置に連結される。制御棒駆動装置は、制御棒１の炉心内への挿入操作、及び制御棒１の炉心からの引き抜き操作を行う。原子炉圧力容器内を流れる冷却水（冷却材）は、シース６に形成された一部の開口１４及びシース６の最下端部に形成された複数の開口９Ｌからシース６内に流入し、ハフニウム部材３Ｕ，３Ｌを冷却して他の開口１４（特に上端部に位置する開口１４）及びシース６の最上端部に形成された複数の開口９Ｕからシース６の外に流出する。シース６内に流入した冷却水は、ハフニウム部材３Ｕに設けられた小径の開口１３を通ってハフニウム部材３Ｕ内に流入し、また、ハフニウム部材３Ｌに形成された小径の開口１５を通ってハフニウム部材３Ｌ内に流入する。このように、冷却水がハフニウム部材３Ｕ，３Ｌ内に流入することによって、これらのハフニウム部材の冷却効果が増大される。
【００２４】
シース６は、シース６の一部を内側に窪ませた複数の窪み部（間隙保持部材）１０を形成している。本実施例における間隙保持部材はシース６と一体になった窪み部１０である。これらの窪み部１０はシース６の対向する側壁部にそれぞれ形成され、各側壁部に形成された窪み部１０はハフニウム部材３Ｕの両側の側面にそれぞれ接触している（図３参照）。ハフニウム部材３Ｕは、両側に位置する窪み部１０に挟まれてシース６内で所定の位置に配置される。したがって、ハフニウム部材３Ｕの両側の側面とこれらの側面に向かい合っているシース６の内面との間に形成される各間隙の幅Ｇは、ＢＷＲの運転中において、０．２mm＜Ｇ≦１．０mmの範囲にある０．３mmに保持される。
【００２５】
シース６の軸方向の全長をＬｓ、及びハフニウム部材３Ｕの上端から下方に向かう長さをＬａとしたとき、長さＬａはＬｓ／１０で表される。複数の窪み部１０は、シース６の軸方向においてハフニウム部材３Ｕの上端の位置と上端から下方に長さＬａ（＝Ｌｓ／１０）だけ下がった位置の間に形成されている。その長さＬａの範囲において、窪み部１０はシース６の一方の側壁部に軸方向に少なくとも１個形成される。例えば、窪み部１０を制御棒１の軸方向において１個形成する場合には、その軸方向において、ハフニウム部材３Ｕの上端から下方に向かってＬａ／２の位置に配置することが望ましい。
【００２６】
累積の中性子照射量がもっとも大きくなる長さＬａの範囲に窪み部１０をシース６に形成するので、その範囲においてハフニウム部材３Ｕの両側でシース６との間に形成される各間隙を、ＢＷＲの運転中、０．３mmに保持することができる。このため、開口９Ｕに向かう冷却水の流量が増大するので、冷却水に含まれる不純物及び腐食生成物がそれらの間隙内に堆積することを防止することができる。すなわち、間隙内の腐食環境が改善され、その範囲でのシース６の隙間腐食の発生が防止でき、シース６におけるひびの発生を防止することができる。
【００２７】
窪み部１０は内面及び外面共に球面になっているので、窪み部１０の内面がハフニウム部材３Ｕの側面と接触する接触面積は極めて小さくなる。このため、窪み部１０と接触するハフニウム部材３Ｕの接触部の、冷却水による冷却に支障が生じない。
【００２８】
ハフニウム部材３Ｌの下端部においてハフニウム部材３Ｌとシース６との間に形成される間隙の幅Ｇが０．２mm以下になったとしても、その部分の累積中性子照射量が少ないので、その部分においてシース６にひびが発生することはない。
【００２９】
シース６の軸方向においてハフニウム部材３Ｕの上端の位置と上端から下方に長さＬａ（＝Ｌｓ／１０）だけ下がった位置よりも下方で、窪み部１０を軸方向に２箇所以上形成することによって、ハフニウム部材３Ｕの両側でシース６との間に形成される間隙、及びハフニウム部材３Ｌの両側でシース６との間に形成される間隙のそれぞれの幅を、軸方向の全ての位置で０．３mmに保持することができる。しかしながら、シース６の軸方向においてハフニウム部材３Ｕの上端から長さＬａの範囲に窪み部１０を形成しない場合には、その長さＬａの範囲でハフニウム部材３Ｕの少なくとも一方の側の間隙の幅Ｇが０．３mm以下になるので、シース６にひびが発生するし易くなる。このため、その長さＬａの範囲においては、シース６のそれぞれの側壁にハフニウム部材３Ｕの両側面にそれぞれ接触する窪み部１０を形成する必要がある。
【実施例２】
【００３０】
本発明の他の実施例である実施例２の制御棒を、図６を用いて説明する。ＢＷＲに用いられる本実施例の制御棒１Ａは、実施例１の制御棒１において、シース６に形成される窪み部１０の替りに、ハフニウム部材３Ｕの両側の側面に複数の突起部（間隙保持部材）１９を形成した構成を有する。本実施例で用いられる間隙保持部材はハフニウム部材３Ｕと一体になっている。制御棒１Ａの他の構成は制御棒１と同じである。これらの突起部１９は、軸方向においてハフニウム部材３Ｕの上端から長さＬａの範囲内に形成されている。これらの突起部１９の外面はシース６の内面に接触している。ハフニウム部材３Ｕの両側面とシース６の内面との間に形成される各間隙の幅Ｇは、少なくともその長さＬａの範囲において０．２mm＜Ｇ≦１．０mmの条件を満足しており、例えば０．３mmに保持されている。
【００３１】
本実施例も、実施例１で生じる効果を得ることができる。
【００３２】
シース６の軸方向においてハフニウム部材３Ｕの上端の位置と上端から下方に長さＬａ（＝Ｌｓ／１０）だけ下がった位置よりも下方で、突起部１９を軸方向に２箇所以上形成することによって、ハフニウム部材３Ｕの両側でシース６との間に形成される間隙、及びハフニウム部材３Ｌの両側でシース６との間に形成される間隙のそれぞれの幅を、軸方向の全ての位置で０．３mmに保持することができる。ハフニウム部材３Ｌの両側面に突起部１９を形成してもよい。
【実施例３】
【００３３】
本発明の他の実施例である実施例３の制御棒を、図７を用いて説明する。ＢＷＲに用いられる本実施例の制御棒１Ｂは、実施例１の制御棒１において、シース６に形成される窪み部１０の替りに、ハフニウム部材３Ｕの両側の側面とシース６のそれぞれの間に円形棒部材（間隙保持部材）２０をそれぞれは位置した構成を有する。制御棒１Ｂの他の構成は制御棒１と同じである。これらの円形棒部材２０は、例えばシース６の内面に取り付けられている。ハフニウム部材３Ｕの両側面とシース６の内面との間に形成される各間隙の幅Ｇは、それらの円形棒部材２０の配置によって、少なくとも前述の長さＬａの範囲において０．２mm＜Ｇ≦１．０mmの条件を満足する。これらの間隙の幅Ｇは、原子炉の運転中において、例えば、０．３mmに保持されている。
【００３４】
本実施例も、実施例１で生じる効果を得ることができる。円形棒部材２０をハフニウム部材３Ｕとシース６の間に配置しているので、円形棒部材２０がハフニウム部材３Ｕ及びシース６に接触する部分の面積が非常に少なくなる。円形棒部材２０の替りに球部材をハフニウム部材３Ｕとシース６の間に配置してもよい。
【実施例４】
【００３５】
本発明の他の実施例である実施例４の制御棒を、図８及び図９を用いて説明する。ＢＷＲに用いられる本実施例の制御棒１Ｃは、実施例１の制御棒１において、シース６に形成される窪み部１０の替りに、上端部の厚みが薄いハフニウム部材３Ｕａを用いた構成を有する。制御棒１Ａの他の構成は制御棒１と同じである。ハフニウム部材３Ｕａは、軸方向においてハフニウム部材３Ｕａの上端から長さＬａの範囲における厚みがそれよりも下方での厚みよりも薄くなっている。その長さＬａの範囲では、ハフニウム部材３Ｕａの両側面とシース６の間に形成される各間隙の幅Ｇが、０．２mm＜Ｇ≦１．０mmの条件を満足しており、例えば０．３mmに保持されている。
【００３６】
本実施例も、実施例１で生じる効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の好適な一実施例である実施例１の制御棒の側面図である。
【図２】図１のII−II断面図である。
【図３】図２に示す窪み部付近の拡大図である。
【図４】制御棒のシースの軸方向に置ける中性子照射量の分布を示す特性図である。
【図５】シースを模擬した隙間腐食試験結果の一例を示す説明図である。
【図６】本発明の他の実施例である実施例２の制御棒の横断面図である。
【図７】本発明の他の実施例である実施例３の制御棒の横断面図である。
【図８】本発明の他の実施例である実施例４の制御棒の側面図である。
【図９】図８のIX−IX断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…制御棒、２…ブレード、３Ｕ，３Ｌ，３Ｕａ…ハフニウム部材、４…タイロッド、５…ハンドル、６…シース、８…下部支持部材、１０…窪み部、１９…突起部、２０…円形棒部材。
【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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