WO2005004167A1

WO2005004167A1 - 加圧水型原子炉用ｍｏｘ燃料集合体

Info

Publication number: WO2005004167A1
Application number: PCT/JP2003/008291
Authority: WO
Inventors: Yasushi Hanayama; Mitsuru Kawamura
Original assignee: Nuclear Fuel Industries Ltd
Current assignee: Nuclear Fuel Industries Ltd
Priority date: 2003-06-30
Filing date: 2003-06-30
Publication date: 2005-01-13
Anticipated expiration: 2005-12-30
Also published as: US20080181350A1; EP1650767A1; US20060269036A1; EP1650767A4

Abstract

本発明は、燃料集合体当たりのＰｕ含有量を減らす必要無しに出力ピーキング係数を充分に抑制することのできるＰＷＲ用ＭＯＸ燃料集合体に関する。このＭＯＸ燃料集合体は、１本以上の可燃毒物ＵＯ２燃料棒と複数本のＭＯＸ燃料棒とをｎ行ｎ列に配列した格子状配列を有する。ＭＯＸ燃料棒は複数本の第１ＭＯＸ燃料棒と複数本の第２ＭＯＸ燃料棒とを含む少なくとも２種類のＭＯＸ燃料棒からなる。第１ＭＯＸ燃料棒は予め定められたＰｕ富化度及びＰｕ含有量を有し、第２ＭＯＸ燃料棒は第１ＭＯＸ燃料棒のＰｕ富化度と実質的に同一のＰｕ富化度及び第１ＭＯＸ燃料棒のＰｕ含有量とは異なるＰｕ含有量とを有する。

Description

明細書

加圧水型原子炉用 M O X燃料集合体技術分野

本発明は加圧水型原子炉（PWR) 用燃料集合体に関し、特に、 MOX、即ち二酸化ウランと二酸化プル卜二ゥ厶の混合酸化物燃料棒を用いた M 0 X燃料集合体に関するものである。背景技術

従来、 PWR用の MOX燃料集合体として実用化されているのは、集合体内の相対的な燃料棒出力の最大値（集合体内出力ピーキング係数）を抑制するために P u富化度（核分裂性プルトニウムの重量率）の異なる 3種類の MOX燃料棒を用い、中心部から周辺部へ高 ·中 ·低と 3段階の富化度分布を設定した、いわゆる 3段階富化度分布型 M 0 X燃料集合体である。

この従来の燃料集合体では、燃料集合体内の外周領域に低 P u富化度と中 P u 富化度の MOX燃料棒が配置され、それらの内側領域に高 P u富化度の MOX燃料棒が配置されている。このため、原子炉の炉心内で MOX燃料集合体に隣接する U0₂燃料集合体からの熱中性子が P u添加率の比較的少ない低 P u富化度及び中 P u富化度の ΜΟΧ燃料棒に流れ込んできても、燃料集合体の横断面内における出力分布のバランスが良好に維持され、燃料集合体内部の出力ピ一キング係数は充分に抑制可能である。これは、燃料集合体内の外周領域に配置されている MO X燃料棒ではその P u富化度が低ないし中レベルであるので出力が抑制されており、一方、燃料集合体の内側領域、即ち、外部から流れ込む熱中性子の影響が及びにくい領域には P u添加率が比較的高い高 P u富化度の Μ Ο X燃料棒が配置されているからである。

ところが、この 3段階富化度分布型 ΜΟΧ燃料集合体には、以下の理由により製造コストが高くなるという欠点が指摘されている。即ち、

- P u添加率の異なる（P u富化度の異なる） 3種類の MOX燃料粉末を混合の恐れなく取り扱うための特別な設備が必要であリ； • P u富化度の異なる 3種類の粉末を各々ペレツ卜に成形し、各々個別に識別可能な燃料棒に封入する必要があり；

• P u富化度の異なる MOX燃料ペレツ卜を成形加工する度に、製造ラインを浄化（引き続くプロセスで P u富化度の異なる MOX燃料粉末やペレツ卜或いはそれらの屑が混じらないように除染すること）する必要がある。

また、 MOX燃料集合体の一部に可燃毒物 U0₂燃料棒（B P燃料棒）を配して、使用する MOX燃料棒の P u富化度別の種類を削減する設計も既に知られているが、この公知の設計でも 2種類の P u富化度の MOX燃料棒が依然として使用されており、前述の諸問題に対する根本的な解決には至っていない。

一方、 P u添加率が固定されている一種類のみの MOX燃料棒から構成される単一富化度型 MOX燃料集合体を実用化するには、その P u添加率を前述 3段階富化度分布型 MOX燃料集合体の平均 P u富化度より低くし、燃料集合体全体としての中性子増倍率を、炉心内に同時に装荷される U 02燃料集合体のそれよリも低くすることが考えられる。この場合、個々の燃料集合体内における出力ピーキング係数を充分に抑制することはできないが、 MOX燃料集合体としての中性子増倍率が低くなるため、炉心全体から見た出力ピーキング係数は、炉心の安全性を満足できる範囲内に抑えることが可能であろう。

しかしながら、このような低 P u富化度の 1種類の MOX燃料集合体を採用した炉心では、 UO ₂燃料集合体のみからなる炉心に比べて、同一運転期間を確保するために必要な取替燃料集合体（新燃料体）の数は増加することになる。従つて、必要な燃料集合体を用意するための卜一タルの製造コス卜が高くなるという課題が依然として残されることになる。

ところで、軽水を減速材に用いた P W Rの炉心に装荷される全燃料集合体数の 1 / 3程度までを M O X燃料集合体に置き換えて炉を運転するプルサ一マル利用軽水炉では、炉心内の M 0 X燃料集合体の殆ど全てが U O ₂燃料集合体と隣接している。

この場合、 M O X燃料集合体では U O 2燃料集合体に比べて熱中性子の吸収効果が大きいため、 MOX燃料集合体内における中性子のエネルギースぺク卜ルは U 0₂燃料集合体内のそれに比べて硬化する傾向にあり、従って MOX燃料集合体においては熱中性子束のレベルも U 02燃料集合体内のそれに比べて低くなる。このため、炉心内で隣接する MOX燃料集合体と UO ₂燃料集合体の間では、 U 0₂燃料集合体から M 0 X燃料集合体へ向かう熱中性子の流入現象が生じる。その結果、 U 0₂燃料集合体に隣接する MOX燃料集合体では、外部から流入してくる熱中性子に基づく核分裂が特に外周領域及びその近傍で活発になリ、そのような領域に配置されている M O X燃料棒の出力が相対的に高くなる。

即ち、 M 0 X燃料集合体内の外周領域及びその近傍に配置されている M 0 X燃料棒の出力は、外部から流入してくる熱中性子束の影響で、それよりも内側の領域に配置されている MOX燃料棒の出力に比べて相対的に増加する。炉心内の個々の燃料棒の最高出力は、炉心の安全性（燃料の健全性）の観点より制限されるべきであるが、この制限を満足するためには、個々の燃料集合体内の各燃料棒毎の相対出力の最大値（燃料集合体内出力ピーキング係数）を充分に抑制する必要がある。発明の開示

従って本発明の課題は、 M 0 X燃料集合体における個々の燃料棒の配列を適切に設計することにより、燃料集合体当たりの P u含有量を減らす必要無しに燃料集合体内出力ピーキング係数を充分に抑制することのできる P W R用 M O X燃料集合体を提供することである。

上記の課題は、本発明によれば、 1本以上の可燃毒物 U 0₂燃料棒と複数本の

MOX燃料棒とを n行 n列に配列した格子状配列を有し、しかも請求項 1の特徴部分に記載された設計を備えた PWR用燃料集合体によって解決される。即ち、本発明による燃料集合体内に配置される MOX燃料棒は、複数本の第 1 MOX燃料棒と複数本の第 2 M 0 X燃料棒とを含む少なくとも 2種類の M 0 X燃料棒からなり、第 1 MOX燃料棒は予め定められた P u富化度及び P u含有量を有し、第 2 O X燃料棒は第 1 M 0 X燃料棒の P u富化度と実質的に同一の P u富化度及び第 1 M 0 X燃料棒の P u含有量とは異なる P u含有量とを有する。

本発明の好適な一実施形態によれば、第 1 MOX燃料棒の各々は被覆管及びその内部に装填された複数個の第 1 MOX燃料ペレツ卜を含み、第 2MOX燃料棒はの各々被覆管及びその内部に装填された複数個の第 2 MOX燃料ペレツ卜を含み、第 1 MOX燃料ペレツ卜と第 2MOX燃料ペレツ卜は互いに P u富化度及び高さ寸法が実質的に同一であり、ペレツ卜重量が互いに相違している。

本発明の別の好適な一実施形態によれば、前記可燃毒物 U O 2燃料棒は前記格子状配列の四隅位置又は四隅位置とその近傍領域に配置されている。

本発明の更に別の好適な一実施形態によれば、第 1 M 0 X燃料棒は第 2 M 0 X 燃料棒の P u含有量よりも少ない P u含有量を有し、該第 1 MOX燃料棒は前記格子状配列内の外周領域又は該外周領域とその近傍領域に配置され、前記第 2 M 0 X燃料棒は前記格子配列内における第 1 M O X燃料棒の配置領域よりも内側の領域に配置されている。

このように、本発明による MOX燃料集合体においては、互いに P u富化度が実質的に同じで P u含有量の異なる少なくとも 2種類の M 0 X燃料棒が 1本以上の可燃毒物 U O ₂燃料棒と共に平行配列されて n行 n列の格子配列を形成している。各燃料棒の被覆管内には、定法に従って複数個の燃料ペレツ卜が装填されているが、可燃毒物 U 0₂燃料棒には例えばガドリニァなどの可燃毒物が混入された複数個の UO₂ペレツ卜が装填され、 ΜΟΧ燃料棒には二酸化プルトニウムを含有する Μ 0 X燃料べレツ卜が装填されている。 Μ 0 X燃料棒は少なくとも第 1 と第 2の ΜΟΧ燃料棒からなリ、第 1 ΜΟΧ燃料棒に装填された第 1 ΜΟΧ燃料ペレツ卜と第 2 ΜΟΧ燃料棒に装填された第 2 ΜΟΧ燃料ペレツ卜は、互いに Ρ u富化度が実質的に同一であり、 P u含有量が相互に異なっている。本発明の好適な実施形態によれば、第 1 Μ Ο X燃料棒の P u含有量は第 2 Μ 0 X燃料棒の Ρ u含有量よりも少ない。尚、本発明はこのような 2種類の ΜΟΧ燃料棒を用いるものに限定されるものではなく、第〗と第 2の ΜΟΧ燃料棒に加えて、これらと P u富化度が同一で P u含有量の異なる第 3、第 4、及びそれ以上の別の ΜΟΧ 燃料棒を用いても良いことは述べるまでもない。

本発明の好適な実施形態による ΜΟΧ燃料集合体において、第 1 ΜΟΧ燃料棒と第 2 Μ 0 X燃料棒の各々は、被覆管内に同数個ずつ装填された高さ寸法と P u 富化度の実質的に等しい ΜΟΧ燃料ペレツ卜を含んでいる。この場合、第 1 ΜΟ X燃料棒に装填された第 1 ΜΟΧ燃料ペレツ卜と第 2 ΜΟΧ燃料棒に装填された第 2MOX燃料ペレツ卜では、互いに P u含有量が相違する。第 1 MOX燃料べレツ卜と第 2 MOX燃料レツ卜との P u含有量の相違は、互いのペレツ卜重量を異なるものとすることで実現され得る。これは、例えば同一 P u富化度の原料粉末からこれらのペレツ卜を成形する際に、いずれか一方のペレツ卜の外径及び /又はペレツ卜密度を他方のペレツ卜に対して相対的に調整したり、或いはいずれか一方または双方のペレツ卜に空孔を設け（中空ペレツ卜）、この空孔の容積を相対的に調整する等の手法により達成することができる。このようにして、第 1 MOX燃料ペレツ卜と第 2 MOX燃料ペレツ卜の重量を互いに相違させることで相互に P u含有量の異なる複数種類の MOX燃料ペレツ卜を得ることが可能である。この場合、 MOX燃料棒の製造ラインにおいて扱う燃料物質は単一 P u富化度の同一物質であるから、ラインにおける成形ダス卜の回収を初めとする燃料物質の管理や工程管理が簡素となリ、また複数種類の M 0 X燃料棒を製造するにしてもペレツ卜成形段階に用いる成形型を別形状のものに代えたり成形圧力を調整したりするだけで容易に対応可能となるので、製造コス卜の増加は無視できる程度に抑制できるという利点が得られる。

本発明による M O X燃料集合体では、可燃毒物 U O ₂燃料棒は M 0 X燃料集合体内の外周領域、特にその四隅位置又は該四隅位置とその近傍領域に配置されていることが好ましい。この場合、第 1 MOX燃料棒と第 2 MOX燃料棒は、可燃毒物 U 02燃料棒が配置されている領域以外の領域に配置されるが、これら M O X燃料棒のうちで P u含有量が相対的に少ない方の MOX燃料棒、例えば第 1 M O X燃料棒は、当該 M 0 X燃料集合体が炉心に装荷された状態で U 0₂燃料集合体（MOX燃料棒を含まない非 MOX燃料集合体）と隣接することによって出力が高くなリがちな領域、即ち、格子配列の最外周領域とその隣接領域に配置され、残りの内側領域に P u含有量が相対的に多い方の MOX燃料棒、例えば第 2MO X燃料棒が配置される。尚、これら MOX燃料棒の P u富化度は、それらが配列されている M 0 X燃料集合体の中性子増倍率が、当該 M O X燃料集合体と一緒に炉心内に装荷される UO₂燃料集合体の中性子増倍率に対して、炉の燃焼サイクル寿命を通じて実質的に等価となるように選ばれていることが好ましい。

先にも述べたように、 M 0 X燃料集合体は U O ₂燃料集合体に比べて熱中性子の吸収効果が大きいため、 MOX燃料集合体内における熱中性子束のレベルは U

02燃料集合体内のそれに比べて低く、炉心内で隣接配列されている U O 2燃料集合体から M O X燃料集合体へ熱中性子が流入してくる。

この現象に対して、本発明の好適な実施形態による MOX燃料集合体においては、炉心内で隣接する UO ₂燃料集合体から流れ込んでくる熱中性子は、 MOX 燃料集合体内の外周領域、特にその四隅位置又は該四隅位置とその近傍領域に配置された可燃毒物 U02燃料棒により吸収され、これによつて、その近辺に配置されている ΜΟΧ燃料棒の出力上昇が抑制される。更に ΜΟΧ燃料集合体の格子配列における最外周領域とその隣接領域、即ち、隣接する U 02燃料集合体から流れ込んでくる熱中性子束のレベルが高い領域には P u含有量の少ない第〗 ΜΟ X燃料棒が配置されているので、これらの領域においては流入する熱中性子による P uの核分裂が抑制され、その結果、集合体内出力ピ一キング係数を従来の 3 段階富化度分布型 ΜΟΧ燃料集合体と同等以下に抑えることが可能である。

本発明の上述及びその他の特徴と利点は、本発明の技術的範囲を限定する意図のない幾つかの実施例を詳述した以下の説明及びこれら実施例を模式的に示す添付図面から一層明らかとなる。図面の簡単な説明

添付図面は、本発明の典型的な幾つかの実施例を単なる例示の目的で模式的に示しており、その内、

図 1は、本発明の一実施例による ΜΟΧ燃料集合体における燃料棒の格子配列を示し、

図 2は、本発明の別の実施例による Μ 0 X燃料集合体における燃料棒の格子配列を示し、

図 3は、従来の 3段階富化度分布型 Μ 0 X燃料集合体における燃料棒の格子配列の一例を示し、

図 4 aは、可燃毒物棒を含まない MOX燃料集合体（Case 1) における燃焼度に対する出力ピーキング係数の変化を求めるための模擬炉心体系を模式的に示し、図 4 bは、可燃毒物棒を含む MOX燃料集合体（Case 2) における燃焼度に対する出力ピ一キング係数の変化を求めるたの模擬炉心体系を模式的に示し、図 5 aは、図 4 aの模擬炉心体系に従って、図 1に示した M 0 X燃料集合体と図 3に示した典型的な 3段階富化度分布型の従来の MOX燃料集合体とについて燃焼度に対する燃料集合体内の出力ピーキング係数の変化を求めた結果を示し、図 5 bは、図 4 bの模擬炉心体系に従って、図 2に示した MOX燃料集合体と図 3に示した典型的な 3段階富化度分布型の従来の M 0 X燃料集合体とについて燃焼度に対する燃料集合体内の出力ピーキング係数の変化を求めた結果を示し、図 6は、本発明の実施例による M 0 X燃料集合体の P u富化度を同時に炉心に装荷される U0₂燃料集合体（平均 ²³⁵ U濃縮度 =4. 1 wt%) に対して燃焼サイクル寿命を通じた燃料集合体の中性子増倍率（koo) が同等になるように設定した場合の、燃焼度に対する中性子増倍率（k∞) の変化を従来の MOX燃料集合体におけるそれとの比較で示す。発明を実施するための最良の形態

図 1は本発明の第 1実施例による MOX燃料集合体における燃料棒の格子配列 (17X17) を模式的に示している。図示の通り、この実施例による MOX燃料集合体は PWR用のものであり、 4本の B P燃料棒 1と、 60本の第 1 MOX燃料棒 2と、 200本の第 2MOX燃料棒 3と、配列の中心に配置された 1本の炉内計装用案内シンブル 4と、配列内にほぼ均等に分布配置された 24本の制御棒案内シンプル 5とを備えている。 B P燃料棒 1は、可燃毒物としてガドリニア（Gc 0₃) を二酸化ウラン（U0₂) に混入して成形された複数個の B P燃料ペレツ卜を被覆管に装填してなり、これらは格子配列の四隅位置にそれぞれ配置されている。第 1 MOX燃料棒 2は、上記 B P燃焼ペレツ卜よリも直径の小さい複数個の第 1 MOX燃料ペレツ卜を被覆管に装填してなリ、これらは格子配列の四隅を除く外周領域に配置されている。第 2MOX燃料棒 3は、上記 B P燃料ペレツ卜と同じ直径の複数の第 2 MOX燃料ペレツ卜を被覆管に装填してなり、これらは計装用案内シンブル 4及び制御棒案内シンブル 5と共に上記外周領域よリ内側の領域に配置されている。図 2は、本発明の別の実施例による MOX燃料集合体における燃料棒の格子配列を示している。この実施例による MOX燃料集合体が第〗実施例のものと相違しているのは、 17X17格子配列内の制御棒案内シンブル 4のうちの 4本が、二酸化ウラン等の核燃料物質を含まず、ホウ素等の中性子吸収核種から構成された可燃毒物棒（B P棒） 6に置き換えられている点だけでぁリ、その他については図 1に示した構成と実質的に異なるところはない。この意味で、図 2においては図 1の各部に相当する要素には同一符号が付されている。

第 1実施例及び第 2実施例で用いた各燃料棒の主な設計仕様は以下の通リである。

B P燃料棒 1 ：

ペレツ卜直径 8. 1 9 mm

被覆管外径 9. 50 mm

0. 57 mm

²³⁵ U濃縮度 2. 6 wt%

Gd Oa含有率 6. 0 wt%

第 1 MOX燃料棒 2

ペレツ卜直径 7. 49 mm (第 1 MO X燃料ペレツ卜）被覆管外径 9. 50 mm

被覆管肉厚 0. 92 mm

P u富化度 9. 72 Wt% Pu-total

第 2 MOX燃料棒 3

ペレツ卜直径 8. 1 9 國（第 2 MOX燃料ペレツ卜）被覆管外径 9. 50 mm

0. 57 mm

P U富化度： 9. 72 Wt% Pu-total

また、第 1 MOX燃料棒 2の第 1 MOX燃料ペレツ卜と第 2MOX燃料棒 3の第 2MOX燃料ペレツ卜とのために共通に用いた MOX燃料粉末の組成は下記の通りである。

■ウラニウム組成； ²³⁵ U ： 0. 2 wt%

2³⁸ U : 99. 8 wt%

プルトニウム組成：

2³⁸ P u ： 1 9 wt%

2³⁹ P u 57 5 wt%

2⁴⁰ P u 23 3 wt%

2⁴¹ P u 1 0 0 wt%

2⁴² P u 5 4 wt%

2⁴¹ Am 1 9 wt%

図 3に従来の典型的な 3段階富化度分布型 MOX燃料集合体における燃料棒の格子配列の一例を示す。また、図 4 aと 4 bには、第 1実施例による B P棒無しの MOX燃料集合体（ケース 1 ) と第 2実施例による B P棒有りの MOX燃料集合体（ケース 2) とについて、燃焼度に対するそれぞれの出力ピーキング係数の変化を求めるための模擬計算体系を模式的に示す。この計算体系に従って、図 1 に示した第 1実施例による MOX燃料集合体（ケース 1 ) 又は図 2に示した第 2 実施例による MOX燃料集合体（ケース 2) とについて燃焼度に対する出力ピーキング係数の変化を求めた結果は、同様にして求められた図 3に示す従来の MO X燃料集合体における出力ピーキング係数変化との比較で図 5 aと 5 bに示されている。

図 5 a及び 5 bに示した通り、 PWR炉心を模擬した典型的な計算体系で計算した場合の第 1及び第 2実施例による各 M 0 X燃料集合体内の出力ピーキング係数（図 5 a及び 5 bで実線カーブ）は、想定した燃焼度（28，200MWd/t、 13.5ケ月、ホウ素濃度 Oppm) に達するまで図 3に示した従来の 3段階富化度分布型 MO X燃料集合体の場合（図 5 a及び 5 bで破線カーブ）と同等もしくはそれ以下となる。

尚、第 1及び第 2実施例では、各 MOX燃料集合体の第 1及び第 2MOX燃料棒用の MOX燃料ペレツ卜に共通に用いた MOX燃料粉末の P u富化度を 9. 7 2 wt% pu-totaiとした。これは、例えば 90万 kWe級の 3ループ PWRプラン卜で約 1 3ヶ月を 1サイクルとして運転を行う場合を想定し、その場合の燃料集合体当たりの最大燃焼度約 28， 200 M Wd/tを目標値として、各 M O X燃料集合体の中性子増倍率（k∞) が U0₂燃料集合体（²³⁵ U濃縮度： 4.1 wt%) のそれに対して燃焼寿命を通じてほぼ等価となるように選んだ結果である。この場合の燃焼度（MWd/t) に対する中性子増倍率（k∞) の変化を図 6に示す。図 6において実線カーブは M 0 X燃料集合体の中性子増倍率の変化を、破線カーブは U O 2 燃料集合体の中性子増倍率の変化をそれぞれ表す。このような設計によって、本発明による MOX燃料集合体を炉心に装荷した場合には新らたな燃料集合体数の増加を回避することができる。

尚、上述の各実施例において、 B P燃料棒 1のためのガドリニア混入 UO2ぺレツ卜よりも直径の小さい第 1 ΜΟΧ燃料ペレツ卜が装填されている第 1 ΜΟΧ 燃料棒 2の被覆管は他の燃料棒 1及び 3の被覆管よりも肉厚が大きいが、被覆管の外径については全ての被覆管で同一とすると熱水力学的な不都合を生じないので好ましい。但し、第 1 ΜΟΧ燃料棒 2の被覆管を他の燃料棒 1， 3の被覆管よリも外径の小さいものとすることも可能である。

第 1 ΜΟΧ燃料棒の P u含有量を第 2 ΜΟΧ燃料棒のそれよりも少なくするやリ方は、 ΜΟΧ燃料ペレツ卜の直径を小さくする以外にも、 ΜΟΧ燃料ペレットの密度を下げたり、 ΜΟΧ燃料ペレツ卜の例えば中心軸上又はその周囲に 1っ以上の空孔を設けて中空ペレツ卜又は多孔ペレツ卜の形状に成形する等、種々の手法を採用することも可能である。

更に、第 1又は第 2実施例による ΜΟΧ燃料集合体では、下記の通り、いずれも燃料集合体当たりの P u装荷量が従来の 3段階富化度分布型 Μ 0 X燃料集合体のそれと実質的に同等である。

-従来の 3段階富化度分布型 M0X燃料集合体：約 45 kg

(PU富化度：約 9.7wt% Pu-total)

，第 1または第 2実施例による MOX燃料集合体：約 4 1 kg 以上のように、本発明による単一 P u富化度型の MOX燃料集合体を用いることにより、原料としての M 0 X燃料粉末の P u富化度が切リ変わるたびに必要とされてきた MOX燃料製造ラインの浄化（引き続くプロセスで P u富化度の異なる M O X燃料粉末やペレツ卜が混じらないように除染すること）が不要となり、製造コストの大幅な低減が可能となる。しかも、原子炉での使用時の安全性、経済性は、従来の 3段階富化度分布型 M O X燃料と同等である。

Claims

請求の範囲

1. 1本以上の可燃毒物 U O 2燃料棒と複数本の M O X燃料棒とを n行 n列に配列した格子状配列を有し、前記 MOX燃料棒は複数本の第 1 MOX燃料棒と複数本の第 2 M 0 X燃料棒とを含む少なくとも 2種類の M 0 X燃料棒からなリ、第 1 MOX燃料棒は予め定められた P u富化度及び P u含有量を有し、第 2 MOX 燃料棒は第 1 MOX燃料棒の P u富化度と実質的に同一の P u富化度及び第 1 M OX燃料棒の P u含有量とは異なる P u含有量とを有することを特徴とする加圧水型原子炉用 M 0 X燃料集合体。

2. 第 1 MOX燃料棒の各々が被覆管及びその内部に装填された複数個の第 1 MOX燃料ペレツ卜を含み、第 2 MOX燃料棒の各々が被覆管及びその内部に装填された複数個の第 2 MOX燃料ペレツ卜を含み、第 1 MOX燃料ペレツ卜と第 2MOX燃料ペレツ卜は互いに P u富化度及び高さ寸法が実質的に同一で、ペレッ卜重量が互いに相違していることを特徴とする請求項 1による MOX燃料集合体。

3. 可燃毒物 UO ₂燃料棒が前記格子状配列の四隅位置又は四隅位置とその近傍領域に配置されていることを特徴とする請求項 1による M 0 X燃料集合体。

4. 第 1 M 0 X燃料棒が第 2 M 0 X燃料棒の P u含有量よりも少ない P u含有量を有し、該第 1 MOX燃料棒は前記格子状配列内の外周領域又は該外周領域とその近傍領域に配置され、前記第 2 M O X燃料棒は前記格子配列内における第 1 MOX燃料棒の配置領域よりも内側の領域に配置されていることを特徴とする請求項 1による M 0 X燃料集合体。

5. 第 1 MOX燃料棒の各々は第 1被覆管とその内部に装填された複数個の第 1 MOX燃料ペレツ卜を含み、第 2 MOX燃料棒の各々は第 2被覆管とその内部に装填された複数個の第 2 MOX燃料ペレツ卜を含み、第 1 MOX燃料ペレツ卜と第 2 MOX燃料ペレツ卜は互いに高さ寸法と P u富化度が実質的に等しく、ぺレツ卜重量が相互に相違していることを特徴とする請求項 4による MOX燃料集合体。

6. 第 1 MOX燃料ペレットと第 2 MOX燃料ペレツ卜はペレツ卜の外径及び /又はペレツ卜密度が相互に相違していることを特徴とする請求項 5による MO X燃料集合体。

7. 第 1 MOX燃料ペレツ卜と第 2 MOX燃料ペレツ卜のいずれか一方または双方が空孔を有することを特徴とする請求項 5による M 0 X燃料集合体。

8. 1 7 X 1 7の格子配列（n = 1 7) と、格子配列の四隅位置にそれぞれ配置された 4本の可燃毒物 U0₂燃料棒と、格子配列の四隅を除く 4つの周辺領域にそれぞれ配置された 60本の第 1 ΜΟΧ燃料棒と、格子配列の前記四隅位置及び周辺領域を除く内側領域にそれぞれ配置された 200本の第 2ΜΟΧ燃料棒と、格子配列の中心位置に配置された 1本の炉内計装用案内シンブルと、格子配列の前記内側領域内にほぼ均等に分布配置された 24本の制御棒案内シンブルとを備えていることを特徴とする請求項 5による Μ 0 X燃料集合体。

9. 制御棒案内シンブルのうちの 4本が、核燃料物質を含まずに中性子吸収核種から構成された可燃毒物棒に置き換えられていることを特徴とする請求項 8による ΜΟΧ燃料棒