"ウラン235を含むウラン成分を有するトリウランジシリサイドを含み、ウラン235がトリウランジシリサイドのウラン成分の総重量の約0.7乃至約20重量の割合で存在する原子燃料組成物。ウラン235がトリウランジシリサイドのウラン成分の総重量の約0.7乃至約5重量の割合で存在する請求項1に記載の原子燃料組成物。前記組成物がトリウランシリサイド、トリウラントリシリサイド、およびこれらの混合物をも含む請求項1に記載の原子燃料組成物。トリウランジシリサイドが燃料組成物の総重量の約80乃至約100重量を占める請求項1に記載の原子燃料組成物。トリウランジシリサイドが燃料組成物の総重量の約50乃至約100重量を占める請求項1に記載の原子燃料組成物。ウラン成分がウラン232、ウラン233、ウラン234、ウラン236、ウラン238、およびこれらの混合物から成る群から選択されるウラン同位体をも含む請求項1に記載の原子燃料組成物。前記組成物がペレットの形態を呈する請求項1に記載の原子燃料組成物。原子燃料組成物がトリウランジシリサイドに代わる二酸化ウランを含み、同じ重量のウラン235を有する原子燃料組成物よりも約10乃至17高い数密度のウラン235を有する請求項1に記載の原子燃料組成物。複数の燃料棒48を含む燃料集合体16であって、それぞれの燃料棒48が複数の原子燃料ペレット62を内蔵し、それぞれの原子燃料ペレット62の組成物がウラン成分を含むトリウランジシリサイドから成り、ウラン成分がウラン235を含み、このウラン235がトリウランジシリサイドのウラン成分の総重量の約0.7乃至約20重量の割合で存在する燃料集合体。ウラン235がトリウランジシリサイドのウラン成分の総重量の約0.7乃至約5重量の割合で存在する請求項9に記載の燃料集合体16。トリウランジシリサイドが個々の燃料ペレットの総重量の約80乃至約100重量を占める請求項9に記載の燃料集合体16。燃料集合体16を有する軽水炉であって、燃料集合体16が複数の燃料棒48を含み、それぞれの燃料棒48が複数の原子燃料ペレット62を内蔵し、個々の原子燃料ペレット62の組成物がウラン成分を有するトリウランジシリサイドを含み、ウラン成分がウラン235を含み、ウラン235がトリウランジシリサイドのウラン成分の総重量の約0.7乃至約20重量の割合で存在する軽水炉。ウラン235がトリウランジシリサイドのウラン成分の総重量の約0.7乃至約5重量の割合で存在する請求項12に記載の軽水炉。正常運転温度が約900°Cを超えない請求項12に記載の軽水炉。本発明は軽水炉LWRにおいて使用されるトリウランジシリサイドなどの原子燃料組成物に関わる。本発明は加圧水型原子炉PWR、沸騰水型原子炉など種々のLWRに利用できる。但し、発明を詳細に説明する便宜上、ここではPWRを例に取り、図面を参照しながら説明する。下記の説明において、複数の図面を通して共通の参照番号は同一か、または類似の構成部分を示す。また、下記の説明において使用する前方へ、後方へ、左、右、上方へ、下方へなどの用語は便宜上の用語であり、限定的な語と解釈すべきではない。図面、特に図1および図2には、本発明を利用できる数ある原子炉タイプのうちの1つであるPWAをあくまでも実施例として図示し、全体を参照番号10で示してある。PWR10は複数の細長い燃料集合体16から成る炉心14を収容する原子炉圧力容器12を含む。簡略化のため、図1には比較的少数の燃料集合体16を示してある。実際には、図2に略示するように炉心14は多数の燃料集合体から成る。原子炉圧力容器12から半径方向内方に間隔を置いてほぼ円筒形のコアバレル18が存在し、バレル18内には以下の説明においてバッフル構造20と呼称するフォーマーアンドバッフルシステムが設けられるが、このバッフル構造20は円筒形のバレル18からコア内に配列された複数の燃料集合体16によって形成される炉心14の角形周壁への推移を可能にする。バッフル構造20は炉心14の燃料集合体16を取り囲む。典型的には、バッフル構造20は図示しないボルトによって接合された複数のプレート22から形成されている。炉心14とバッフル構造20は上部炉心板24と下部炉心板26の間に配置され、これらの炉心板は炉心バレル18によって支持されている。原子炉圧力容器12の上端は着脱可能な蓋ヘッド28によって密閉され、蓋ヘッド28上には複数の制御棒駆動機構30が取り付けられている.簡略化のため多数の制御棒駆動機構30のうちの一部だけを図示してある。各駆動機構30は燃料集合体16の幾つかの上方および内部において選択的に燃料棒クラスタ制御機構32を位置決めする。炉心14の燃料集合体16で行われる核分裂プロセスが熱を発生させ、PWR10の稼働中、炉心14内に例えば、可溶性ホウ素を含む軽水のような冷却材を流動させることによってこの熱が除去される。具体的には、冷却材は多くの場合図1には1つだけ図示してある複数の入口ノズル34から原子炉圧力容器12へ注入される。冷却材は原子炉圧力容器12の底部に達するまで、原子炉圧力容器12と炉心バレル18および炉心バレルにおける熱遮蔽体の間に画定される環状領域36を流下し、180°向きを変えて下部炉心板26を通過後、炉心14内を上昇する。炉心14の燃料集合体16の間を上昇する過程で冷却材は燃料集合体16から流体への熱エネルギー伝達によって原子炉運転温度まで加熱される。次いで、高温の冷却材は炉心バレル18を貫通する図1には1つだけを図示してある多数の出口ノズル40を介して原子炉圧力容器12から取り出される。このようにして、燃料集合体16が冷却材に与える熱エネルギーは原子炉圧力容器12から流体によって運び出される。炉心バレル18には図示しない穴が存在するから、冷却材はバレル18とバッフル構造20の間にも、炉心14内におけるよりも高い圧力で存在する。しかし、冷却材が原子炉圧力容器12と炉心バレル18の間の環状領域36を流下する際はバッフル構造20が炉心バレル18と協働して冷却材を燃料集合体16から遠ざける。以上に略述したように、炉心14は多数の細長い燃料集合体16から成る。図3に示すように、PWR10に使用されるタイプの燃料集合体16はそれぞれ、基本的には、集合体を下部炉心板26上に支持する下端構造または下部ノズル42と、下部ノズル42から上方へ突出し縦方向に延びる多数の案内管または案内シンブル44を含む。各燃料集合体16は案内シンブル44の長さに沿って軸方向に間隔を置いて案内シンブルに取り付けられた複数の横方向に延びる支持グリッド46をも含む。グリッド46は複数の燃料棒48を横方向に間隔を置いて整然とした配列状態に支持する。さらにまた、各燃料集合体16はその中心に位置する計装管50と、案内シンブル44の上端に取り付けられた上端構造または上部ノズル52を有する。各部をこのように構成したから、各燃料集合体16は集合体の各部を損傷させることなく都合よく取り扱うことができる一体的なユニットを形成する。図3および4から明らかなように、燃料集合体16の各燃料棒48は上部端栓56および下部端栓58を取り付けて被覆管54の両端を密封することで密封チャンバ60を画定している細長い中空の被覆管54を含むという点では同一の構成を有する。複数の原子燃料ペレット62はチャンバ60内に端間当接状態で配列されるか、または積層され、ペレット積層体の頂部と上部端栓56の間に位置するようにチャンバ60内に配置されたバネ64の作用下に付勢されて下部端栓58に圧接している。上述のように、従来型LWR用原子燃料組成物は二酸化ウランを含む。二酸化ウランは多量のウラン238と少量のウラン235を含有する。これも既に述べたことであるが、原子燃料組成物中のウラン235の含有率を高めることによって得られる経済的な利益がある。この様な利益には燃料サイクルの長期化及び小さなバッチの使用可能性が含まれる。さらに、熱伝導率を高めることができれば、熱効率を高めることにもなる。そこで、原子燃料組成物中のウラン235の量を増大させるべく、本発明はトリウランジシリサイドを採用する。一般に、トリウランジシリサイドの密度は12.2gcm3であり、二酸化ウランの密度は10.96gcm3である。特定の理論によって裏付けられなくても、従来の燃料ペレットに典型的に使用される二酸化ウランの全部または一部に代えてトリウランジシリサイドを使用することにより密度を増加させると、燃料サイクルの長期化およびまたは出力定格の増加が可能になるため原子力発電所の性能が改善すると思われる。例えば、原子燃料組成物にトリウランジシリサイドを使用すれば、二酸化ウランを使用する場合との比較において、原子燃料集合体中のウラン235の含有率を約17重量増大させ、熱伝導率を3乃至5倍に高めることができる。本発明においては、トリウランジシリサイドが従来の原子燃料組成物中に通常存在する二酸化ウランの少なくとも一部に取って代わる。トリウランジシリサイドの量は選択可能である。1つの実施態様ではトリウランジシリサイドが原子燃料組成物中の二酸化ウラン全体に取って代わる。別の実施態様ではトリウランジシリサイドが原子燃料組成物の総重量の約80乃至約100重量、または約50乃至約100重量を占める量で存在する。他の実施態様においては、トリウランジシリサイドのほかに、原子燃料組成物はトリウランシリサイド、トリウラントリシリサイド、およびこれらの組み合わせをも含むことができる。1つの実施態様においては、原子燃料組成物が実質的にはトリウランジシリサイドと微量のトリウランシリサイド、トリウラントリシリサイド、およびこれらの組み合わせから成る。トリウランジシリサイドはウラン成分を含む。ウラン成分は種々のウラン同位体、例えば、これらに限定されるものではないが、ウラン238、ウラン236、ウラン235、ウラン234、ウラン233、ウラン232、およびこれらの組み合わせなどを含むことができる。1つの実施態様においては、トリウランジシリサイドのウラン成分は実質的にはウラン238及びウラン235と、任意に微量のウラン236およびウラン232を含む。他の実施態様においては、トリウランジシリサイドのウラン成分がトリウランジシリサイドのウラン成分の総重量の約0.7乃至約20重量に相当するウラン235を含む。さらに他の実施態様においては、トリウランジシリサイドのウラン成分がトリウランジシリサイドのウラン成分の総重量の約0.7乃至約5重量に相当するウラン235を含む。1つの実施態様においては、トリウランジシリサイド中のウラン235の割合は二酸化ウラン燃料組成物を含む現在の燃料棒に含まれるウラン235に取って代わるのに必要なウラン235の量に応じて決定することができる。他の実施態様では、トリウランジシリサイド中におけるウラン235の割合は例えば、約19.75乃至約20.00のように最大であり、バッチにおける燃料集合体の数が減少し、または最少となる。本発明の原子燃料組成物は例えば、原子燃料ペレットのように種々の形態を取ることができるが、これに限定されない。原子燃料ペレットは加圧水型原子炉の燃料集合体の一部である燃料棒図4に示す内に垂直に積層することができる。粉末状トリウランジシリサイドは約100°C未満の温度で作動する試験用原子炉において使用されているが、その際、燃料を比較的低温に維持し、燃料が冷却材に露出しないように粉末状のトリウランジシリサイドをアルミニウム金属中に分散させている。しかし、トリウランジシリサイドは、例えば、炉心内の冷却材のような水と反応する可能性があり、また、融点が比較的低い二酸化ウランの融点が約2847°Cであるのに対してトリウランジシリサイドの融点は約1662°Cことから、これまで、PWRのようなLWRの商業運転に適した燃料とは考えられなかった。さらに、トリウランジシリサイドが原子燃料組成物用としては不適当であるとされるもう1つの理由はその融点1662°Cが二酸化ウランの融点2847°Cと比較して低いことにある。そこで、二酸化ウラン燃料組成物を作用させる最大出力密度についてトリウランジシリサイドの予想される作用温度を評価した。評価の結果、LWRの正常運転温度で使用した場合、トリウランジシリサイドは二酸化ウラン以上の性能を有することが判明した。例えば、円柱が均一内部加熱qと、定熱伝導率kを有すると仮定する。中心線温度は下式Iに基づいて算出される:T中心線T表面qk4二酸化ウランの場合:最大T中心線は284685°CT表面は400°C;Dは0322インチkは003Wcm°Cである。二酸化ウランの最大容積発熱率qは下式IIに基づいて算出される:q4q4438wcm3もし同じ容積発熱率qをトリウランジシリサイドに採用すれば、T中心線は上式Iに基づいて算出される:T表面は400°Cqは438wcm3Dk015Wcm°C。T中心線400°C0154T中心線890°C。二酸化ウランおよびトリウランジシリサイドの双方が同じq値において、中心線温度を計算すると、トリウランジシリサイドは890°Cであり、その融点1662°Cよりも772°C低い。従って、上記の計算結果は、トリウランジシリサイドは二酸化ウランよりも高い熱流束性能を有することを示唆している。運転温度が高ければ高いほど、中心線温度も高くなる。従って、異常事態において中心線温度がトリウランジシリサイドの融点を超えることがないように、例えば、PWRのようなLWRの正常運転温度を比較的低く維持しなければならない。1つの実施態様においては、トリウランジシリサイドを含む本発明の原子燃料組成物を、正常運転温度が約900°Cを超えないLWR,例えば、PWRにおいて使用する。別の実施態様では、トリウランジシリサイドを含む燃料ペレット組成物が二酸化ウランを含む燃料組成物よりも高い数密度原子cm3のウラン235を有するが、U235の濃縮レベルは双方の組成物に共通5.06原子である。例えば、二酸化ウランにおけるウラン235の数密度は下記のように計算された:1096gUO2cm3gUO206023E24分子UO2モルUO21原子U分子UO200506原子U235原子UU235cm3が1237E21原子トリウランジシリサイドにおけるウラン235の数密度は下記のように計算された:122gU3Si2cm3gU3Si206023E24分子U3Si21モルU3Si2原子U分子U3Si00506原子U235原子UU235cm3が1449E21原子。上記の計算結果から明らかなように、燃料ペレット組成物中の二酸化ウランの代わりにトリウランジシリサイドを使用すると、ウラン235の濃縮レベルがトリウランジシリサイド燃料ペレット組成物の場合も二酸化ウラン燃料ペレット組成物の場合も同じレベルのままの状態例えば、ウラン235の濃縮レベルが一定に維持された状態において、ウラン235の数密度原子cm3が17増大する。他の実施態様においては、トリウランジシリサイドを使用すると、燃料ペレット組成物中に二酸化ウランを使用する場合と比較してウラン235の数密度が10乃至17増大する。以上、本発明の具体的な実施態様を記述したが、これはあくまでも説明のための記述であって、当業者には明らかなように、付記する特許請求の範囲を逸脱することなく、細部に種々の変更を加えることができる。"