本発明は、一般に、トリウムが燃料として用いられる軽水炉構造の分野に関し、具体的には、ＰＷＲ型原子炉（例えば、ＡＰ−１０００、ＥＰＲ等）等の水冷水減速型原子炉の炉心を形成する１７ｘ１７ジャケットレス核燃料集合体の構造に関する。この軽水炉核燃料集合体は、平面視で方形形状を有し、シード領域と、このシード領域を囲むブランケット領域と、シード領域の上部ノズル及び下部ノズルと、ブランケット領域下部ノズルとを含む。シード領域の燃料要素束は、方形座標グリッドの行及び列に配置され、燃料要素の長さ方向に沿ってらせん状のスペーサリブを形成する四葉の輪郭を有する。ブランケット領域は、濃縮ウランの添加物を含むトリウムから成る燃料要素の束が配置されるフレーム構造を含む。ブランケット領域の燃料要素は、方形座標グリッドの２つの行及び列に配置される。本発明の他の実施形態において、軽水炉核燃料集合体は、類似の構造を有しており、前記ブランケット領域燃料要素が方形座標グリッドの３つの行及び列に配置される。
本発明は、核燃料集合体及び核燃料集合体を用いるＰＷＲ型軽水炉（例えば、ＡＰ−１０００、ＥＰＲ等）において用いられる前記燃料要素の分野においても用いられる。
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本発明は、トリウムを核燃料として用いる軽水炉の設計に関し、特に、ＶＶＥＲ−１０００等の加圧水型原子炉（ＰＷＲ）の炉心を構成するジャケットレス核燃料集合体の設計に関する。核燃料集合体を構成するシードサブアッセンブリ及びブランケットサブアッセンブリを含む原子炉炉心が用いられ、トリウム核燃料を、兵器級及び原子炉級のプルトニウムとともに非拡散性濃縮ウランを含む従来の原子炉核燃料とともに燃焼させる。第１の代替手段においては、原子炉核燃料と産出される廃棄物のいずれも核兵器の製造に用いることができないので、原子炉炉心は完全に「非拡散性」である。本発明の第２の態様において、原子炉炉心は、大量の兵器級プルトニウムをトリウムとともに燃焼させるために用いられ、兵器級プルトニウムの在庫を消滅させ、そのエネルギーを電力に転換するための手段を提供する。本発明の両実施形態において、炉心は、環状ブランケットによって囲まれた中央シード領域を有する一組のシードブランケットアッセンブリから構成される。シード領域は、ウラン又はプルトニウム燃料棒を含み、ブランケット領域はトリウム燃料棒を含む。減速材の核燃料に対する容積比及びシード領域及びブランケット領域の相対寸法は、本発明のいずれの実施形態においても核兵器製造に使用可能な廃棄物が産出されないように最適化される。シード核燃料を最大限リサイクルするために新規な燃料補給システムが本発明の第１の実施形態において用いられる。このシステムも、また、使用済核燃料が核兵器の製造にしようできないようにする。 （もっと読む）