(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
核分裂炉であって、
リアクター容器と、
中心炉心領域および周囲炉心領域を含み、
寿命初期において、前記中心炉心領域は、複数の核分裂性核燃料集合体と、複数の核燃料親物質集合体の第１グループと、複数の移動可能な反応度制御集合体とを含み、前記周囲炉心領域は、前記複数の核燃料親物質集合体の第２グループと、複数の中性子吸収材集合体とを含み、
前記核分裂炉の始動後において、前記中心炉心領域は、前記複数の核分裂性核燃料集合体と、複数の増殖した核分裂性核燃料集合体の第１グループに変換される前記複数の核燃料親物質集合体の第１グループと、前記複数の移動可能な反応度制御集合体とを含み、前記周囲炉心領域は、複数の増殖した核分裂性核燃料集合体の第２グループに変換される前記複数の核燃料親物質集合体の第２グループと、前記複数の中性子吸収材集合体とを含む核分裂炉心と、
容器内操縦システムと、
リアクター冷却システムとを含み、
前記容器内操縦システムは、
当該核分裂炉心の上部から間隔を空けて、垂直に配置された２つの回転式プラグと、
前記回転式プラグの１つに回転可能に貫通し、当該核分裂炉心の上部まで延伸しているオフセットアームマシンと、
他方の回転式プラグを貫通して当該核分裂炉心の上部まで延伸しているストレイトプルマシンと、を含み、
前記オフセットアームマシンおよび前記ストレイトプルマシンの低い端部は、選択された核分裂性核燃料集合体および核燃料親物質集合体の把持を可能にする好適な把持装置を含み、
前記複数の核分裂性核燃料集合体のいくつかと、前記複数の核燃料親物質集合体のいくつかとをシャッフリングするために、前記回転式プラグおよび前記オフセットアームマシンの回転によって、前記オフセットアームマシンおよび前記ストレイトプルマシンが任意の好ましい位置に位置されることを可能にし、それにより核分裂性核燃料物質を増殖し、核分裂性核燃料物質を核分裂する定在波が形成され、
前記容器内操縦システムは、
前記中心炉心領域と前記周囲炉心領域との間で、前記中心炉心領域内の前記複数の核分裂性核燃料集合体の一部と、前記周囲炉心領域内の前記複数の増殖した核分裂性核燃料集合体の第２グループの一部とを、核分裂性核燃料物質を増殖・核分裂する定在波を形成するようにシャッフリングし、
前記周囲炉心領域に位置する前記複数の増殖した核分裂性核燃料集合体の第２グループおよび前記中心炉心領域から前記周囲炉心領域へシャッフリングされた前記複数の核分裂性核燃料集合体の予め定められた燃焼度レベルに基づいて選択可能な前記周囲炉心領域における複数の位置に、前記複数の中性子吸収材集合体の一部を移動するよう構成されている、核分裂炉。
【請求項２】
前記複数の核燃料親物質集合体の第１グループおよび第２グループにおける燃料親物質は、Ｕ２３８を含む、請求項１に記載の核分裂炉。
【請求項３】
前記複数の核分裂性核燃料集合体は、Ｕ２３５を含む複数の濃縮核分裂性核燃料集合体と、
Ｐｕ２３９を含む前記複数の増殖した核分裂性核燃料集合体の第１グループとを含む、請求項１に記載の核分裂炉。
【請求項４】
前記複数の増殖した核分裂性核燃料集合体の第２グループは、予め定められた燃焼度レベルを有する、請求項１に記載の核分裂炉。
【請求項５】
前記複数の核分裂性核燃料集合体の少なくとも１つは、第２の核分裂炉から放出され、再被覆した核分裂物質を含む、請求項１に記載の核分裂炉。
【請求項６】
複数の燃料集合体流体容器と、
中心炉心領域における複数の第１リアクター冷却液流オリフィスと、
周囲炉心領域における複数の第２リアクター冷却液流オリフィスとをさらに含む、請求項１に記載の核分裂炉。
【請求項７】
前記複数の第１リアクター冷却液流オリフィスは、複数のリアクター冷却液流オリフィスグループを含む、請求項６に記載の核分裂炉。
【請求項８】
前記リアクター冷却システムは、前記リアクター容器に配置された液体ナトリウムの溜まりを含み、前記核分裂炉心が前記液体ナトリウムの溜まりに浸漬している、請求項１〜７のいずれか１項に記載の核分裂炉。
【請求項９】
前記リアクター冷却システムは、前記液体ナトリウムの溜まりに設けられた少なくとも１つの熱交換器をさらに含む、請求項８に記載の核分裂炉。
【請求項１０】
少なくとも１つの熱交換器と熱で連通している、少なくとも１つの蒸気発生器を含む、請求項９に記載の核分裂炉。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
〔関連する出願についての相互参照〕
本願は、以下に挙げられている出願（“関連出願”）に基づく最先の有効出願日の利益に関連しており、その利益を主張する。例えば、本願は、仮特許出願、関連出願の任意のすべての親出願、その親出願、さらにその親出願などに対して、３５ＵＳＣ§１１９（ｅ）に基づく利益を主張する。
【０００２】
〔関連出願〕
ＵＳＰＴＯの特別な法的要件のために、本願は、「ＴＲＡＶＥＬＩＮＧ  ＷＡＶＥ  ＮＵＣＬＥＡＲ  ＦＩＳＳＩＯＮ  ＲＥＡＣＴＯＲ  ＦＵＥＬ  ＳＹＳＴＥＭ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ（進行波核分裂炉燃料システムおよび方法）」と題された米国特許出願番号６１／２８０，３７０の優先権を主張する出願であり（発明者：Ｃｈａｒｌｅｓ  Ｅ．Ａｈｌｆｅｌｄ，Ｔｈｏｍａｓ  Ｍ．Ｂｕｒｋｅ，Ｔｙｌｅｒ  Ｓ．Ｅｌｌｉｓ，Ｊｏｈｎ  Ｒｏｇｅｒｓ  Ｇｉｌｌｅｌａｎｄ，Ｊｏｎａｔａｎ  Ｈｅｊｚｌａｒ，Ｐａｖｅｌ  Ｈｅｊｚｌａｒ，Ｒｏｄｅｒｉｃｋ  Ａ．Ｈｙｄｅ，Ｄａｖｉｄ  Ｇ．ＭｃＡｌｅｅｓ，Ｊｏｎ  Ｄ．ＭｃＷｈｉｒｔｅｒ，Ａｓｈｏｋ  Ｏｄｅｄｒａ，Ｒｏｂｅｒｔ  Ｃ．Ｐｅｔｒｏｓｋｉ,Ｎｉｃｈｏｌａｓ  Ｗ．Ｔｏｕｒａｎ，Ｊｏｓｈｕａ  Ｃ．Ｗａｌｔｅｒ，Ｋｅｖａｎ  Ｄ．Ｗｅａｖｅｒ，Ｔｈｏｍａｓ  Ａｌｌａｎ  Ｗｅａｖｅｒ，Ｃｈａｒｌｅｓ  Ｗｈｉｔｍｅｒ，Ｌｏｗｅｌｌ  Ｌ．Ｗｏｏｄ，Ｊｒ．，  ａｎｄ  Ｇｅｏｒｇｅ  Ｂ．Ｚｉｍｍｅｒｍａｎ、２００９年１１月２日）、本願出願日に先行して１２ヶ月以内に出願された出願、または、この出願日の利益を得る権利が与えられた現在同時係属している出願である。
【０００３】
ＵＳＰＴＯの特別な法的要件のために、本願は、「ＴＲＡＶＥＬＩＮＧ  ＷＡＶＥ  ＮＵＣＬＥＡＲ  ＦＩＳＳＩＯＮ  ＲＥＡＣＴＯＲ  ＦＵＥＬ  ＳＹＳＴＥＭ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ（進行波原子核分裂燃料システムおよび方法）」と題された米国特許出願番号の一部継続出願（発明者：Ｃｈａｒｌｅｓ  Ｅ．Ａｈｌｆｅｌｄ，Ｔｈｏｍａｓ  Ｍ．Ｂｕｒｋｅ，Ｔｙｌｅｒ  Ｓ．Ｅｌｌｉｓ，Ｊｏｈｎ  Ｒｏｇｅｒｓ  Ｇｉｌｌｅｌａｎｄ，Ｊｏｎａｔａｎ  Ｈｅｊｚｌａｒ，Ｐａｖｅｌ  Ｈｅｊｚｌａｒ，Ｒｏｄｅｒｉｃｋ  Ａ．Ｈｙｄｅ，Ｄａｖｉｄ  Ｇ．ＭｃＡｌｅｅｓ，Ｊｏｎ  Ｄ．ＭｃＷｈｉｒｔｅｒ，Ａｓｈｏｋ  Ｏｄｅｄｒａ，Ｒｏｂｅｒｔ  Ｃ．Ｐｅｔｒｏｓｋｉ，Ｎｉｃｈｏｌａｓ  Ｗ．Ｔｏｕｒａｎ，Ｊｏｓｈｕａ  Ｃ．Ｗａｌｔｅｒ，Ｋｅｖａｎ  Ｄ．Ｗｅａｖｅｒ，Ｔｈｏｍａｓ  Ａｌｌａｎ  Ｗｅａｖｅｒ，Ｃｈａｒｌｅｓ  Ｗｈｉｔｍｅｒ，Ｌｏｗｅｌｌ  Ｌ．Ｗｏｏｄ，Ｊｒ．，  ａｎｄ  Ｇｅｏｒｇｅ  Ｂ．Ｚｉｍｍｅｒｍａｎ、２０１０年１１月２日出願、現在同時係属）を構成しているか、または現在同時係属している出願にこの出願日の利益を得る権利が付与される出願である。
【０００４】
米国特許商標庁（ＵＳＰＴＯ）は、ＵＳＰＴＯのコンピュータプログラムにおいて特許出願人が整理番号を参照し、出願が継続中であるかまたは一部継続中であるかを示すことを必要とすることに関する通知を発表した。これは「先願の利益」と題されたＳｔｅｐｈｅｎ  Ｇ．Ｋｕｎｉｎによる通知（２００３年３月１８日付ＵＳＰＴＯ官報）であり、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｕｓｐｔｏ．ｇｏｖ／ｗｅｂ／ｏｆｆｉｃｅｓ／ｃｏｍ／ｓｏｌ／ｏｇ／２００３／ｗｅｅｋ１１／ｐａｔｂｅｎｅ．ｈｔｍ．で閲覧可能である。本願の出願団体（以下、「出願人」）は、法令に則って優先権が主張されている出願に対する特定の参照を上で示している。出願人は、法令の示す具体的な参照についての文言は一義的であり、米国特許出願の優先権を主張するために整理番号または「継続中」もしくは「一部継続中」等のいかなる特徴も必要としないと理解している。しかしながら、出願人は、ＵＳＰＴＯのコンピュータプログラムが一定のデータ入力要件を有すると理解しているので、上記のように本願がその親出願の一部継続出願として表示するが、このような表示は、本願がその親出願に含まれる事項に加えて何らかの新規事項を含んでいるかどうかについて、何らかの注釈および／または自認をするものというように解釈されるべきではない。関連出願の任意のすべての親出願、その親出願、さらにその親出願なので全ての主題、関連出願は、そのような主題が一貫している範囲で、ここに組み込まれる。
【０００５】
〔背景〕
本願発明は、核分裂炉および方法に関する。
【０００６】
〔要約〕
開示の実施形態は、核分裂炉心、核分裂炉、核分裂炉の操作方法、および、核分裂炉における余剰反応度を管理する方法を含む。
【０００７】
上述したことは要約であり、したがって、単純化、一般化、包含および／または詳細についての省略を含んでいるかもしれない。したがって、当業者は、要約が単に例示であり、任意の方法で制限していることを意図していないと解釈するだろう。任意の例示的な態様、実施形態、上述の特徴に加えて、さらなる態様、実施形態、特徴が、図および以下の詳細な説明によって明瞭になる。他の態様、特徴、装置および／またはプロセスおよび／またはここに記載の主題の利点は、ここに明記する教示によって明瞭になる。
【０００８】
〔図面の簡潔な説明〕
図１Ａ−１Ｃは、例示の核分裂炉を部分的に切り取ったときの概観図である。
【０００９】
図２は、例示の核分裂炉心の概略形状についての上部概略図である。
【００１０】
図３は、例示の核燃料集合体の概略形状について部分的に切り取ったときの概観図である。
【００１１】
図４Ａは、例示の燃料集合体・フロー容器の概略形状について部分的に切り取ったときの概観図である。
【００１２】
図４Ｂは、例示の定調歩式炉心支持格子板の概略形状について、側面の概観が付加された流束分布のグラフの一例を示す。
【００１３】
図５Ａ，５Ｂは、例示の崩壊熱除去システムの概略形状について、側面概観図である。
【００１４】
図６Ａ，６Ｂは、燃焼度に対する反応度の例示のグラフである。
【００１５】
図７は、Ｕ２３８の利用に対するプルトニウム同位体進化の例示のグラフである。
【００１６】
図８Ａは、核分裂炉の操作方法の一例を示すフローチャートである。
【００１７】
図８Ｂ−８Ｘは、図８Ａの方法についての詳細の一例を示すフローチャートである。
【００１８】
図９Ａは、核分裂炉の別の操作方法を示すフローチャートである。
【００１９】
図９Ｂ−Ｖは、図９Ａの方法の詳細の一例を示すフローチャートである。
【００２０】
図１０Ａは、核分裂炉における余剰反応度の管理方法の一例を示すフローチャートである。
【００２１】
図１０Ｂ−１０Ｈは、図１０Ａの方法の詳細の一例を示すフローチャートである。
【００２２】
〔詳細な説明〕
（イントロダクション）
次の詳細な説明において、記述は、一部を形成する付随の図によって行なわれる。図において、一般的に、文脈上、他の意味に解すべき場合を除き、類似の記号は、類似の部品を特定する。
【００２３】
詳細な説明において記載された実施形態、図およびクレームは、制限することを意味しない。ここに提示された主題の精神または範囲から外れなければ、他の実施形態が利用されてもよいし、他の変更が行なわれてもよい。
【００２４】
当業者は、ここに記載の構成（例えばオペレーション）、装置、対象物、および、それらに伴う記述が概念の明瞭化のための例として利用され、様々な構成の修正が考えられることを認識するだろう。従って、ここに記述されるように、明記された特定の事例およびそれに伴う記述は、より一般的な段階の代表とすることを意図している。一般的に、任意の特別な例の使用は、その段階の代表とすることを意図し、特定の構成（例えばオペレーション）、装置および対象物が制限的となるべきではない。
【００２５】
本明細書では、明確な説明のために、形式上の見出しを使用している。しかしながら、その見出しは説明のためのものであることは当然であり、異なるタイプの主題が本明細書を通して記述されてもよい。例えば、装置／構造に関する内容が、装置／動作の見出しの下において記述されてもよく、及び／または、プロセス／動作に関する内容が、構造／プロセスの見出しの下において記述されてもよく、及び／または、１つの論題に関する記述が、２つ以上の論題の見出しに亘っていてもよい。それ故、形式上の見出しの使用は、何れにせよ、限定的な内容を意図しているものではない。
【００２６】
〔概要〕
図１Ａ−１Ｃおよび図２を参照して（概要によって制限されるものではない）、例示の核分裂炉１０は、実例であって限定的でないように記述される。以下に詳細に述べられるように、核分裂炉１０の実施形態は、核燃料の移動（シャッフリングとも呼ばれる）によって増殖および分裂する（増殖燃焼波とも呼ばれる）定在波が集まる、増殖燃焼高速炉（進行波炉すなわちＴＷＲとも呼ばれる。）である。
【００２７】
また、概要によると、核分裂炉心１２は、原子炉容器１４内に設けられている。核分裂炉心１２の中心炉心領域（中央炉心部）１６（図２）は、核分裂性の核燃料集合体１８（図２）を含む。中心炉心領域１６は、核燃料親物質集合体１８（図２）を含む。中心炉心領域１６は、また核燃料親物質集合体２０ａ（図２）を含む。中心炉心領域１６は、移動可能な反応度制御集合体２２（図２）を含む。
【００２８】
核分裂炉心１２の周囲炉心領域（周辺炉心部）２４は、核燃料親物質集合体２０ｂ（図２）を含む。核燃料親物質集合体２０ａ，２０ｂは、同じまたは類似の構成（類似の部材番号を用いて示されるように）で形成されている。さらに、以下に述べられるように、核燃料親物質集合体２０ａは、周囲炉心領域２４（核燃料親物質集合体２０ｂが存在する）の中性子束環境とは異なる中心炉心領域１６の中性子束環境内に存在する。その結果、炉心の寿命を越えて、核燃料親物質集合体２０ａは、核燃料親物質集合体２０ｂによって増殖され、燃焼される速度とは異なる速度で増殖し、燃焼する。したがって、類似（同一ではない）の部材番号２０ａ，２０ｂは、炉心の寿命における様々な段階についてここで述べられる間に、核燃料親物質集合体２０ａ，２０ｂを把握するために使用される。周囲炉心領域２４は、中性子吸収材集合体２６を含む。
【００２９】
容器内操縦システム２８は、核分裂性の核燃料集合体１８のいくつか、および、核燃料親物質集合体２０ａ，２０ｂのうちいくつかをシャッフリングするように構成されている。核分裂炉１０は、リアクター冷却システム３０を含む。
【００３０】
制限のない概要として、いくつかの態様の方法によれば、核分裂炉を操作するために設けられる。制限のない例として、ある実施形態において、複数の核分裂性の核燃料集合体における原子核燃料物質は、核分裂炉の核分裂炉心の中心炉心領域において核分裂される。核分裂製物質は、原子核分裂燃料炉心の中心炉心領域において複数の核燃料親物質集合体のいくつかにおいて増殖され、複数の核分裂性の核燃料集合体のいくつかが選択され、複数の核燃料親物質集合体から選択されたいくつかと選択された他のいくつかとは、分裂性の核燃料物質を増殖する定在波および分裂性の核燃料物質を核分裂する定在波を確立する方法でシャッフリングされる。
【００３１】
制限のない概要によって、いくつかの形態の方法によれば、核分裂炉において余剰反応度を管理するために設けられる。制限のない例によれば、いくつかの実施形態において、正の反応度をともなう臨界は、核分裂炉の炉心の中心炉心領域において達成される。反応度の量は、予め定められた燃焼度のレベルが炉心における燃料集合体から選択されたいくつかにおいて達成され、反応度の増加が補われる。詳細は、制限のない例によって以下に明記される。
【００３２】
〔例示の核分裂炉〕
下記に明記する記述において、核分裂炉１０の特別な炉心要素に関する詳細は、制限のない例によって最初に明記される。核分裂炉１０の特別な炉心要素に関する詳細は、制限のない例によって次に明記される。この詳細な記述の順によって、核分裂炉１０内で増殖および核分裂する定在波の形成の理解を促進する。
【００３３】
〔特別な炉心要素〕
図１Ａ−１Ｃ、図２を参照して、核分裂炉１０の実施形態は、任意に装置に合わせて形成されればよい。例えば、核分裂炉１０の様々な実施形態は、低出力（約３００ＭＷｅ−約５００ＭＷｅ）の装置、中出力（約５００ＭＷｅ−約１０００ＭＷｅ）の装置、高出力（約１０００ＭＷｅ以上）の装置において使用されてもよい。
【００３４】
核分裂炉１０の実施形態は、冷却された液体金属の要素、つまり高速炉技術に基づいている。例えば、様々な実施形態において、リアクター冷却液システム３０は、リアクター容器１４に収容された液体ナトリウムの溜まりを含む。そのような場合において、核分裂炉心１２は、リアクター容器１４内の液体ナトリウムの溜まりに沈められる。リアクター容器１４は、密閉容器３２によって囲まれ、密閉容器３２はリアクター容器１４からの漏れという稀な場合に備えて、ナトリウム冷却液の損失を防ぐのに役立つ。
【００３５】
様々な実施形態において、リアクター冷却液システム３０は、リアクター冷却液ポンプ３４を含む。リアクター冷却液ポンプ３４は、電気機械のポンプまたは電磁ポンプのような任意の適切なポンプであってもよい。
【００３６】
様々な実施形態において、リアクター冷却システム３０は、熱交換器３６を含む。熱交換器３６は、第１液体ナトリウムの溜まりに配置されている。熱交換器３６は、熱交換器３６の他方側に非放射性のナトリウム冷却液を有する。そのために、熱交換器３６は、中間熱交換器と考えられてもよい。蒸気発生器（図１Ａ−１Ｃ，２に明確には示されていない）は、熱交換器３６と熱的に連通している。リアクター冷却液ポンプ３４、熱交換器３６および蒸気発生器が好適に使用されてもよい。
【００３７】
リアクター冷却液ポンプ３４は、第１ナトリウム冷却液を核分裂炉心１２に循環させる。汲まれた第１ナトリウム冷却液は、核分裂炉心１２の上部において、核分裂炉心１２から排出され、熱交換器３６の一方側を通過する。熱された中間のナトリウム冷却液は、中間のナトリウム管４２を介して、蒸気を発生させ、タービン（図示せず）および発電機（図示せず）を駆動する蒸気発生器（図示せず）へ循環する。
【００３８】
リアクターが停止している間において、いくつかの実施形態では、発電負荷が配電網によって出力され、崩壊熱除去は、縮小されたリアクター冷却液の流れを熱輸送システムに伝えるリアクター冷却液ポンプ３４の小型モーター（明確に図示せず）によって行なわれる。
【００３９】
図５Ａ，５Ｂをさらに参照して、様々な実施形態において、核分裂炉１０は、崩壊熱除去システム３８を含む。電力が配電網から利用可能でない場合、崩壊熱は、崩壊熱除去システム３８を使用することによって除去される。様々な実施形態において、崩壊熱除去システム３８は、電力の必要がなくても自然循環によって完全に動作する、２つの専用安全クラス崩壊熱除去システム３８ａ（図５Ａ），３８ｂ（図５Ｂ）の一方または両方を含む。安全クラス崩壊熱除去システム３８ａ（図５Ａ）において、核分裂炉心１２からの熱は、まずリアクター容器１４に自然に循環されたナトリウムによって輸送され、そしてリアクター容器１４と密閉容器３２との間のアルゴン充填ギャップ４０に放射され、最後に密閉容器３２の壁に沿って流れる周囲の空気を自然に循環させることによって除去される。
【００４０】
安全クラス崩壊熱除去システム３８ｂ（図５Ｂ）において、熱交換器３６および中間ナトリウム管４２（図１Ａ−１Ｃ）は、ナトリウムの自然な循環によって蒸気発生器４４に熱を輸送する。熱は、保護された空気摂取４６を通過する周囲温度空気を用いることによって蒸気発生器４４の外壁を通って除かれる。
【００４１】
図１Ａ−１Ｃ，２に戻って、容器内操縦システム２８は、核分裂性の核燃料集合体１８のいくつかと核燃料親物質集合体２０ａ，２０ｂのいくつかとをシャッフリングするよう構成されている。炉心の寿命のいくつかの段階において、中心炉心領域１６と周囲炉心領域２４との間で、核分裂性の核燃料集合体１８のいくつかと核燃料親物質集合体２０ａ，２０ｂのいくつかとをシャッフリングすることが好ましい。したがって、容器内操縦システム２８は、中心炉心領域１６と周囲炉心領域２４との間で、核分裂性の核燃料集合体１８と、核分裂性の核燃料親物質集合体２０ａ，２０ｂとをシャッフリングするよう構成されていてもよい。
【００４２】
容器内操縦システム２８は、移動した核分裂性の核燃料集合体１８と、核燃料親物質集合体２０ａ，２０ｂとを核分裂炉心１０内から除去することなく、選択された核分裂性の核燃料集合体１８と、核分裂性の核燃料親物質集合体２０ａ，２０ｂとの移動を許容する。
【００４３】
様々な実施形態において、容器内操縦システム２８は、核分裂炉心１２の上部から間隔を空けて、垂直に配置された回転式プラグ４８，５０を含む。回転式プラグ５０は、回転式プラグ４８より小さく、プラグ４８の上部に設けられている。オフセットアームマシン（offset arm machine）５２は、回転式プラグ４８を通って、核分裂炉心１２の上部まで延びている。オフセットマシン５２は、回転式プラグ４８を貫通した状態で回転可能である。ストレイトプルマシン(straight pull machine)５４は、回転式プラグ５０を通って、核分裂炉心１２の上部まで延びている。
【００４４】
オフセットアームマシン５２の低い方の端およびストレイトプルマシン５４は、適切な把持装置を含む。把持装置は、動作中、オフセットアームマシン５２およびストレイトプルマシン５４によって、選択された核分裂性の核燃料集合体１８および核燃料親物質集合体２０ａ，２０ｂ（および、以下に述べられるようないくつかのアプリケーションにおける、周囲炉心領域２４において設けられた中性子束吸収材集合体）を把持することを可能にする把持装置またはそれと同等のものである。
【００４５】
回転式プラグ４８，５０およびオフセットアームマシン５２の回転によって、核分裂炉心１２から、選択された集合体を引っ張り、核分裂炉心１２の任意の所望の空の位置に、その選択された集合体を再度挿入することによって、オフセットアームマシン５２およびストレイトプルマシン５４が任意の所望の位置に位置されることが可能になる。
【００４６】
いくつかの実施形態において、容器内操縦システム２８は、周囲炉心領域２４において、選択された位置に、中性子吸収材集合体を移動させるよう構成されていてもよい。そのような場合、周囲炉心領域２４における位置は、周囲炉心領域２４に位置する核燃料集合体１８，２０ａおよび／または核燃料集合体２０ｂ（炉心の寿命および燃焼度レベルの段階に依存している）の予め定められた燃焼度レベルに基づいて、周囲炉心領域における予め定められた放射状の位置から選択されてもよい。いくつかの他の実施形態において、容器内操縦システム２８は、さらに中性子束吸収材集合体を回転するように構成されていてもよい。
【００４７】
いくつかの他の実施形態において、容器内操縦システム２８は、中心炉心領域１６と、核分裂炉心１２の好適な外面として位置するリアクター容器１４との間における、核燃料集合体１８，２０ａおよび／または核燃料集合体２０ｂ（炉心の寿命および燃焼度レベルの段階に依存している）をシャッフリングするよう構成されていてもよい。
【００４８】
〔炉心の構成において〕
制限のない概要として、核分裂炉心１２の実施形態において、多くの核分裂性の核燃料集合体は、炉心の増殖燃焼状況を安定状態に近づけるために、初期臨界および十分な増殖を達成する。核分裂性の集合体は、中心炉心領域１６に主に配置され、中心炉心領域１６は、炉心の出力の殆どを発生させる。核燃料親物質集合体は、中心炉心領域１６および周囲炉心領域２４に配置されており、それらの数は、新たな燃料を炉心に注入する必要性をなくすために、リアクター動作が４０年以上にわたって可能であるように選択される。初期の炉心装荷は、少量の余剰反応度を有する臨界に到達し、初期のリアクター動作開始後の短期的な最大出力にするための上昇を達成するよう構成される。余剰反応度は、予め定められた燃焼度が、選択された燃料集合体の数において達成されるまで増殖によって増加する。反応度の増加は、炉心の臨界を維持するために段階的に炉心内に挿入される、移動可能な反応度制御集合体によって相殺される。
【００４９】
制限のない概要として、増殖および核分裂の波（「増殖燃焼波」）は、中心炉心領域１６内で生じるが、固定の炉心物質を移動しない。その代わり、増殖および核分裂（「燃焼」）の定在波は、増殖燃焼領域内外に炉心物質を定期的に移動させることによって形成される。燃焼集合体のこの動きは、「燃料シャッフリング」と呼ばれ、後に詳細に述べられる。
【００５０】
核分裂炉心１２内の構成要素に関する詳細は、制限のない例によって述べられる。構成における炉心寿命および／または燃料集合体の燃料レベルおよび／または核分裂炉心１２内の燃料集合体の位置についての異なりについても適切であれば、指摘される。
【００５１】
炉心寿命の段階に関わらず、中心炉心領域１６は、移動可能な反応度制御集合体２２を含む。移動可能な反応度制御集合体２２は、適切に制御棒として設けられ、関連する制御棒駆動機構によって軸方向に中心炉心領域１６の内外に移動される。
【００５２】
移動可能な反応度制御集合体２２は、制御棒駆動機構によって、中性子吸収物質を中心炉心領域１６に挿入するように、および／または、中性子吸収物質を中心炉心領域１６から除去するように調整される（反応度の増加を相殺するためのような、反応度の減少を相殺するためのような、リアクターを計画通りに停止するためのような、および／または、リアクターの停止後のリアクターの始動するためのような）。いくつかの実施形態において、移動性の反応度制御集合体２２は、安全な機能を行う、つまりリアクターを急に停止する（つまり、リアクターを緊急停止すること）ために中性子吸収物質を急に挿入するような停止を行ってもよい。いくつかの実施形態において、移動可能な反応度制御集合体２２に配置される中性子吸収物質は、ハフニウム水素化物を含んでいてもよい。
【００５３】
また、炉心寿命の段階に関わらず、周囲炉心領域２４は、中性子吸収材集合体２６を含む。移動可能な反応度制御集合体２２（反応度の増加を相殺するためのように、リアクターの動作中に移動する。）とは異なり、中性子吸収材集合体２６は、適所にとどまり、リアクターの動作中に移動しない。中性子吸収材集合体２６は、周囲炉心領域２４において、低い炉心出力を維持するのに役立つ。この低出力レベルは、周囲炉心領域２４において、冷却液フローの必要条件を単純化するのに役立つ。この低出力レベルは、中心炉心領域１６における出力発生のために使用され、中心炉心領域１６から周囲炉心領域２４に移動される燃料集合体の燃料度のさらなる増加を軽減するのに役立つ。いくつかの実施形態において、中性子吸収材集合体２６に配置される中性子吸収物質は、ハフニウム水素化物を含んでいても良い。
【００５４】
しかしながら、上述のように、いくつかの実施形態において、好ましくは、中性子吸収物質２６は、周囲炉心領域２４における選択された位置に、容器内操縦システム２８によって移動される。上述したように、周囲炉心領域２４における位置は、周囲炉心領域２４に位置する核燃料集合体１８，２０ａおよび／または核燃料集合体２０ｂ（炉心寿命の段階および燃焼度レベルに依存する）の予め定められた燃焼度レベルに基づいて、周囲炉心領域２４における予め定められた放射状の位置から選択される。上述したように、いくつかの実施形態において、中性子吸収材集合体２６は、容器内操縦システム２８によって回転されてもよい。
【００５５】
ここで移動可能な反応度制御集合体２２および中性子吸収材集合体２６が議論されたので、核燃料集合体１８，２０ａ，２０ｂについて述べる。上述したように、この記述は、炉心寿命の様々な段階についての記述を含む。
【００５６】
炉心寿命の段階とは関係なく、核燃料親物質集合体２０（つまり、核燃料親物質集合体２０ａおよび核燃料親物質集合体２０ｂ）の燃料親物質は、Ｕ２３８を含む。様々な実施形態において、Ｕ２３８は、天然ウランおよび／または減損ウランを含んでいても良い。したがって、様々な実施形態において、核燃料親物質集合体２０ａの少なくとも１つは、天然ウランを含むＵ２３８を含んでいても良い。いくつかの実施形態において、親核分裂燃料集合体２０ｂは、減損ウランを含むＵ２３８を含んでもよい。すなわち、炉心寿命における任意の時点において、１以上の核分裂燃料集合体２０ａは、天然ウランを含むＵ２３８を含んでいてもよく、１以上の核燃料集合体２０ａは、減損ウランを含むＵ２３８を含んでいても良く、任意の１以上の核燃料集合体２０ｂは、天然ウランを含むＵ２３８を含んでいても良く、および／または、任意の１以上の核燃料集合体２０ｂは、減損ウランを含むＵ２３８を含んでいても良い。
【００５７】
したがって、炉心寿命の任意の段階に関わらず、核燃料親物質集合体２０ａおよび／または核燃料親物質集合体２０ｂにおけるＵ２３８は、天然ウランまたは減損ウランのうちの任意の１つに制限される必要はない。したがって、炉心寿命の任意の段階において、１以上の核燃料集合体２０ａは、天然ウランを含んでもよく、１以上の核燃料集合体２０ａは、減損ウランを含んでも良く、１以上の核燃料集合体２０ｂは天然ウランを含んでも良く、および／または、１以上の核燃料集合体２０ｂは減損ウランを含んでも良い。
【００５８】
寿命初期（ＢＯＬ）において、様々に実施形態では、中心炉心領域１６は、核分裂性の核燃料集合体１８を含み、核燃料親物質集合体２０ａおよび移動可能な核燃料集合体２２を含み、周囲炉心領域は、核燃料親物質集合体２０ｂおよび中性子吸収材集合体２６を含む。核燃料親物質集合体２０ａ，２０ｂ、移動可能な反応度制御集合体２２および中性子吸収材集合体２６は、ＢＯＬを含む炉心寿命のすべての段階について上述されている。
【００５９】
ＢＯＬにおいて、中心炉心領域１６は、核分裂性の核燃料集合体１８および核燃料親物質集合体２０を含み、炉心寿命にわたって（寿命の終わりに）、中心炉心領域１６は、核分裂性の核燃料集合体１８および核燃料親物質集合体２０ａおよび／または核燃料親物質集合体２０ｂを含む。核燃料集合体１８，２０は、中心炉心領域１６内に好適に配置される。いくつかの実施形態において、核燃料集合体１８，２０は、中心炉心領域１６内に対称的に配置されている。
【００６０】
ＢＯＬにおいて、核分裂性の核燃料集合体１８は、濃縮された核分裂性の核燃料集合体１８ａを含む。様々な実施形態において、核分裂性の核集合体１８ａにおける濃縮核分裂性物質はＵ２３５を含む。濃縮された核分裂性の核燃料集合体１８ａにおけるウランは、典型的に、Ｕ２３５の同位体の２０パーセント（２０％）以下に濃縮されている。いくつかの実施形態（一群の核分裂炉１０の一番目の核分裂炉のような）において、ＢＯＬにおける核分裂性の核燃料集合体１８ａの全ての核分裂性物質は、Ｕ２３５を含む。
【００６１】
しかしながら、他の実施形態（一群の核分裂炉１０のうち、後述するｎ番目の種類の核分裂炉のような）において、後述されるように、ＢＯＬにおいて、核分裂性の核燃料集合体１８ａにおける少なくともいくつかの核分裂性物質は、Ｐｕ２３９（一群の核分裂炉１０の前の核分裂炉において増殖される）を含む。
【００６２】
小さな質量の核分裂性の核燃料物質（全質量の核燃料物質に関係して、核分裂炉１０に含まれ、従来の高速増殖炉に対立するものとして評価される。）だけが核分裂炉１０における増殖核分裂（増殖燃焼）波を生じるときに、伴われる。例示の増殖核分裂（増殖燃焼）波の発生および伝搬は、「ＡＵＴＯＭＡＴＥＤ  ＮＵＣＬＥＡＲ  ＰＯＷＥＲ  ＲＥＡＣＴＯＲ  ＦＯＲ  ＬＯＮＧ−ＴＥＲＭ  ＯＰＥＲＡＴＩＯＮ」と題された米国特許出願番号１１／６０５，９４３（発明者：ＲＯＤＥＲＩＣＫ  Ａ．ＨＹＤＥ，ＭＵＲＩＥＬ  Ｙ．ＩＳＨＩＫＡＷＡ，ＮＡＴＨＡＮ  Ｐ．ＭＹＨＲＶＯＬＤ，ＡＮＤ  ＬＯＷＥＬＬ  Ｌ．ＷＯＯＤ，ＪＲ、出願日：２００６年１１月２８日）における例によって記述されており、その内容が参考として、ここに組み込まれている。核分裂炉の設計および動作の技術を備えた当業者の能力の範囲内であれば、不適切な実験なく、好適に任意の大きさの核分裂炉心１０における増殖核分裂（増殖燃焼）波を生じるときに伴う核分裂性の核燃料物質の量が決定される。
【００６３】
また、増殖燃焼波は、固定の炉心物質を移動しないと認識されるだろう。その代わりに、増殖および燃焼（核分裂）時の「定在」波は、周期的に増殖燃焼領域内外を炉心物質を移動することによって形成される。燃料集合体のこの動きは、「燃料シャッフリング」と呼ばれ、後に詳細に述べられる。
【００６４】
ＢＯＬの後、核分裂炉１０は、始動し、濃縮された核分裂性の燃料集合体１８ａは核分裂を始める。いくつかの中性子は、中心炉心領域１６における核燃料親物質集合体２０ａにおいて、Ｕ２３８のような燃料親物質の核によって吸収される。そのような吸収の結果、いくつかの例において、Ｕ２３８は、捕獲によってＵ２３９に変換され、β崩壊によってＮｐ２３９に変換され、さらにβ崩壊によってＰｕ２３９に変換される。したがって、そのような場合において、核燃料親物質集合体２０ａにおける燃料親物質（すなわち、Ｕ２３８）は、核分裂物質（すなわち、Ｐｕ２３９）となり、結果として、そのような核燃料親物質集合体２０ａは、増殖した核燃料集合体１８ｂにおいて変換される。
【００６５】
したがって、ＢＯＬの後、中心炉心領域１６における核分裂性の核燃料集合体１８ａは濃縮された核分裂性の核燃料集合体１８ａおよび増殖した核分裂性の核燃料集合体１８ｂを含む。上述したように、濃縮された核分裂性の核燃料集合体１８ａにおける核分裂物質は、Ｕ２３５を含み、核分裂性の核燃料集合体１８ｂにおける核分裂物質は、Ｐｕ２３９を含む。
【００６６】
いくつかの他の中性子は、中心炉心領域１６における核燃料親物質集合体２０ａにおいて、Ｕ２３８のような燃料親物質の他の核によって吸収される。そのような吸収の結果、いくつかの例において、いくつかの核燃料親物質集合体２０ａにおけるＵ２３８は、高速核分裂を行う。
【００６７】
ＢＯＬの後、いくつかの中性子は、中心炉心領域１６から周囲炉心領域２４に漏れる。そのような場合、いくつかの漏れた中性子は、周囲炉心領域２４における核燃料親物質集合体２０ｂにおいて燃料親物質（Ｕ２３８のような）によって吸収される。そのような吸収の結果として、上述したように、いくつかの例において、Ｕ２３８は、捕獲によってＵ２３９に変換され、β崩壊によってＮｐ２３９に変換され、さらにβ崩壊によってＰｕ２３９に変換される。したがって、そのような場合において、核燃料親物質集合体２０ｂにおける燃料親物質（すなわち、Ｕ２３８）は、核分裂物質（すなわち、Ｐｕ２３９）となり、結果として、そのような核燃料親物質集合体２０ｂは、増殖した核燃料集合体１８ｂにおいて変換される。したがって、そのような場合、ＢＯＬの後、周囲炉心領域２４は、増殖した核分裂性の核燃料集合体１８ｂを含む。
【００６８】
いくつかの他の漏れた中性子は、周囲炉心領域２４における核燃料親物質集合体２０ｂにおいて、Ｕ２３８のような燃料親物質の他の核によって吸収される。そのような吸収の結果、いくつかの例において、いくつかの核燃料親物質集合体２０ｂにおけるＵ２３８は、高速核分裂を行う。上述したように、中性子吸収材集合体２６は、周囲炉心領域２４における核燃料親物質集合体２０ｂにおいて、Ｕ２３８の速い核分裂が生じたとしても、周囲炉心領域において、低出力レベルを維持するのに役立つ。
【００６９】
濃縮された核分裂性の核燃料集合体１８ａは、ＢＯＬの後、燃焼を行なう。ＢＯＬの後のある時間後、濃縮された核分裂性の核燃料集合体１８ａは、中心炉心領域１６から周囲炉心領域２４（容器内操縦システム２８に含む）に、濃縮された核分裂性の核燃料集合体１８ａをシャッフリング（または移動）するよう、十分に燃焼する。核分裂炉の設計および動作の技術を備えた当業者であれば、不適切な実験なく、濃縮された核分裂性の核燃料集合体１８ａの１つが中心炉心領域１６から周囲炉心領域２４にシャッフリングされるときの燃焼度レベルを決定することができるだろう。したがって、そのような場合、周囲炉心領域２４は、少なくとも予め定められた燃焼度レベルを有する、濃縮された核分裂性の核燃料集合体１８ａのうち選択されたものを含んでいても良い。
【００７０】
同様に、増殖した核分裂性の核燃料集合体１８ｂは、ＢＯＬの後に燃焼を行なう。ＢＯＬの後のある時間後、核分裂性の核燃料集合体１８ｂは、中心炉心領域１６から周囲炉心領域２４（容器内操縦システム２８に含む）に、増殖した核分裂性の核燃料集合体１８ｂをシャッフリング（または移動）するよう、十分に燃焼する。核分裂炉の設計および動作の技術を備えた当業者であれば、不適切な実験なく、濃縮された核分裂性の核燃料集合体１８ｂの１つが中心炉心領域１６から周囲炉心領域２４にシャッフリングされるときの燃焼度レベルを決定することができるだろう。したがって、そのような場合、周囲炉心領域２４は、少なくとも予め定められた燃焼度レベルを有する、濃縮された核分裂性の核燃料集合体１８ｂのうち選択されたものを含んでいても良い。
【００７１】
上述したように、周囲炉心領域２４における、いくつかの核燃料親物質集合体２０ｂは、核分裂性の核燃料集合体１８ｂに変換される。また、上述したように、核燃料親物質集合体２０ｂは、核燃料親物質集合体２０ａが影響を受ける中心炉心領域１６の中性子束レベルより低い、周囲炉心領域２４の中性子束レベルに影響を受ける。結果、周囲炉心領域２４は、予め定められた燃焼度レベル以下を有する増殖した核分裂性の核燃料集合体１８ｂ（すなわち、周囲炉心領域２４における核燃料親物質集合体２０ｂから変換された）を含む。
【００７２】
炉心寿命の様々な段階にわたって、中性子吸収材集合体２６は、周囲炉心領域２４ｎ任意のいくつかの位置に、容器内操縦システム２８によって移動される。周囲炉心領域２４における位置は、周囲炉心領域２４に位置する核燃料集合体１８，２０の予め定められた燃焼度レベルに基づいて選択可能な周囲炉心領域２４における予め定められた放射状の位置を含む。
【００７３】
寿命末期（ＥＯＬ）に向けて、中心炉心領域１６に位置する核分裂性の核燃料集合体１８は、増殖した核分裂性の核燃料集合体１８ｂである。したがって、ＥＯＬに向けて、核分裂性の核燃料集合体１８（中心炉心領域１８における）は、増殖した核分裂性の核燃料集合体１８ｂを含み、周囲炉心領域２４は、少なくとも予め定められた燃焼度レベルを有する、濃縮された核分裂性の核燃料集合体１８ａを含む。
【００７４】
ＥＯＬに向けて、周囲炉心領域は、増殖した核分裂性の燃料集合体１８ｂを含んでいても良い。周囲炉心領域２４における増殖した核分裂性の核燃料集合体１８ｂは、中心炉心領域１６から周囲炉心領域２４にシャッフリングされ、少なくとも予め定められた燃焼度レベルを有する、増殖した核分裂性の核燃料集合体１８ｂのうち選択されたものを含む。周囲炉心領域２４において、いくつかの他の増殖した核分裂性の核燃料集合体１８ｂは、（i）中心炉心領域１６から予め定められた燃焼度レベルより低い周囲炉心領域２４にシャッフリングされた、増殖した核分裂性の核燃料集合体１８ｂ、および／または、（ii）予め定められた燃焼度レベル以下を有する核燃料親物質集合体２０ｂ（周囲炉心領域２０ｂに位置する）から変換された、増殖した核分裂性の核燃料集合体１８ｂを含む。
【００７５】
核分裂炉１０の実施形態は、燃料の再生利用に役立つ。核分裂炉１０のいくつかの実施形態は、２８〜３２％の範囲におけるピークの燃焼度に到達した初期の重金属原子のおよそ１５％の平均燃焼度で燃料を放出する。その間に、基準「スミア」の構成からなる核分裂炉１０の様々な実施形態において増殖した核分裂物質は、溶解精製によって４０％の平均燃焼度（任意の核分裂生成物質を除去することなく）を越える臨界となったままである。周期的な溶解精製の影響を含むことによって、５０％を超える燃焼度を達成することができる。したがって、第１世代の核分裂炉１０から放出された燃料は、中性子的見地（再被覆の間において、核分裂生成物質の熱除去に関連する任意の「寿命の拡張」が考慮される前）から残存している潜在寿命のほとんどを有し、化学薬品を再処理することなく再利用可能である。
【００７６】
そのために、上述したように、いくつかの実施形態（一群の核分裂炉１０の後のｎ番目の部材ような）において、ＢＯＬにおいて、核分裂性の核燃料集合体１８ａにおける少なくともいくつかの核分裂物質は、Ｐｕ２３９（一群の核分裂炉１０の前の部材において増殖された）を含む。いくつかのそのような場合において、１以上の核分裂性の核燃料集合体１８は、核分裂炉から放出された核分裂物質を含む。さらに、いくつかのこれらの場合において、核分裂炉から放出された核分裂物質を含む核分裂性の核燃料集合体１８は、再被覆した核分裂性の燃料集合体を含む。
【００７７】
そのような実施形態において、核分裂性の核燃料集合体１８は、燃料再クラッド法（古いクラッドが除去され、使用済みの燃料が新しい燃料に再製されるプロセス）によって再利用される。核分裂性燃料物質は、熱・物理（化学的ではない）的プロセスを通じて再利用される。使用済み燃料集合体は、機械的に切り取られた被覆物を有する個々の燃料棒に分解される。使用済み燃料は、２つの主な方法において、その燃料から多くの分裂生成物を分離する不活発な大気中で高温度（１３００−１４００℃）溶解精製プロセスを経る。２つの主な方法は、（i）揮発性およびガス状の分裂生成物（例えば、Ｂｒ，Ｋｒ，Ｒｂ，Ｃｄ，Ｉ，Ｘｅ，Ｃｓ）が簡単に漏れる。（ii）化学反応性の高い分裂生成物（例えば、Ｓｒ，Ｙ，Ｔｅ，Ｂａおよびレアアース）の９５％以上は、ジルコニウムのるつぼをともなう反応において、酸化され、容易に分離される。溶解精錬燃料は、押し出されるか、新たな燃料スラグに鋳造され、ソジウム結合をともなう新たな被覆物質に配置され、新たな燃料集合体に溶け込まれる。
【００７８】
さらに、図３を参照して、例示の核燃料集合体（核分裂性の燃料集合体１８または核燃料親物質集合体２０であるかどうかに関係ない）は、燃料ピン（または燃料棒または燃料要素）５６を含む。様々な実施形態において、燃料ピン５６は、金属燃料（燃料が核分裂性の燃料または親物質燃料であるかに関係ない）を含む。金属燃料は、高比重金属装荷および優れた中性子の節約を提供し、核分裂炉心１２における増殖燃料プロセスにとって好ましいと認識されるだろう。
【００７９】
様々な実施形態において、金属燃料は、照射中に、合金を安定させ、低温共融混合物および被覆物の腐食損傷を抑制するために、約８％のジルコニウムに対して２％混ぜられる。ソジウム熱結合は、合金燃料と被覆管の内壁との間に存在するギャップを満たすことで、燃料の潤滑を可能にし、燃料温度を低く保つ効率的な伝熱を可能にする。個々の燃料ピン５６は、燃料集合体１８，２０（冷却液ダクトとして提供される）のハウジング内において、冷却液の空間および個々の燃料ピン５６の機械的分離を提供するために、被覆管の周囲が螺旋形に包まれた直径約０．８ｍｍから直径約１．６ｍｍの範囲の細線を有する。様々な実施形態において、被覆管、ワイヤラップおよびハウジングは、経験的データによって示されるように、照射性能のために、フェライト−マルテンサイトのステンレスから形成されていてもよい。
【００８０】
中心炉心領域１６における核分裂性の核燃料集合体１８と周囲炉心領域２４における核燃料親物質集合体２０ａおよび／または核燃料親物質集合体２０ｂとにおける最大出力の異なりは、流量および出口温度を出力に一致させるための集合体の流量分布に重要な異なりを引き起こす。様々な実施形態において、この流量分布は、固定または可変のオリフィスの組合せのようなオリフィスを通じて達成され、予測された集合体出力（assembly power）に比例して第１冷却材の流れを最大限に利用することができる。
【００８１】
図４Ａを参照して、様々な実施形態において、固定オリフィスのようなオリフィス６０は、核分裂炉心１２より下の燃料集合体流体容器（fuel assembly flow receptacles）６２に取り付けられる。燃料集合体流体容器６２は、炉心支持格子板における台座６４に結合され、核燃料集合体１８，２０が挿入されるソケット６８を含む。
【００８２】
燃料集合体流体容器６２は、核燃料集合体によって発生した出力を流量と一致させるために利用されるオリフィス６０を有する。例えば、周囲炉心領域２４の下の燃料集合体流体容器６２は、低出力の核燃料集合体２０の中の流れを最小限にするために、高圧力落下（high-pressure-drop）のオリフィス６０を有する。一方、中心炉心領域１６における核燃料集合体１８，２０より下の燃料集合体流体容器６２は、中心炉心領域１６における放射状の電力プロファイルと一致させるために低い抵抗から高い抵抗までを範囲とするオリフィス６０を有するいくつかのグループに分けられる。
【００８３】
固定のオリフィス６０に加えて、いくつかの実施形態において、それぞれの原子核分裂燃料集合体１８，２０は、集合体レベルにおいて主要でない流れの調整を可能にするために、燃料シャッフリング動作の間における回転による集合体の流れを調整するための能力を有する。
【００８４】
したがって、いくつかの実施形態において、燃料集合体流体容器６２は、中心炉心領域１６におけるリアクター冷却液流オリフィス（reactor coolant flow orifices）６０のグループと周囲炉心領域２４におけるリアクター冷却液流オリフィス６０の他のグループを定める。中心炉心領域２４におけるリアクター冷却液流オリフィス６０のグループは、リアクター冷却液流オリフィスグループを含む。そのような場合、リアクター冷却液流オリフィスの選択されたものによる流量は、リアクター冷却液流オリフィスの選択されたものの放射状の位置における電力プロファイルに基づいている。さらに、周囲炉心領域２４におけるリアクター冷却液流オリフィス６０による流量は、周囲炉心領域２４における出力レベルに基づく予め定められた流量を含む。
【００８５】
様々な実施形態において、オリフィス６０は、固定のオリフィス６０を含む。他の実施形態において、可変オリフィス（核燃料集合体１８，２０の回転によって）が提供されてもよい。いくつかの他の実施形態において、オリフィス６０は、固定のオリフィスを含み、可変のオリフィスが設けられても良い（核燃料集合体１８，２０の回転によって）。
【００８６】
いくつかの他の実施形態および図４Ｂを参照することによって、炉心支持格子板６６ａは、「定調歩式」であってもよい。すなわち、定調歩式の炉心支持格子板（the stepped core support grid plate）６６ａは、核燃料集合体１８，２０を軸方向に相殺するために使用される。そのため、定調歩式の炉心支持格子板６６ａは、軸方向において、放射状の方向における位置の機能として、核燃料集合体１８，２０の位置の変化を許容する。
【００８７】
原子核分裂燃料炉心１２における燃料の利用は、集合体を軸方向に相殺する（核燃料集合体１８，２０をシャッフリングすることに加えて）ことによって増加する。相対的な中性子束分布は、核分裂炉心１２の軸範囲においてよりも、核分裂炉心１２の中心軸範囲において高い。そのような軸方向の相殺は、核燃料親物質集合体２０の軸範囲の近くで増殖する燃料が、核分裂炉心１２の中心軸範囲に接近（または、必要であれば核分裂炉心１２の中心軸範囲から）して移動することを可能にする。そのような相殺は、軸方向の次元において燃焼度のより高い程度の制御を可能にし、より高い燃料利用をもたらすのに役立つ。
【００８８】
いくつかの実施形態において、定調歩式炉心支持格子板６６ａは、単一軸方向に区切られた集合体を含む。いくつかの実施形態において、総裁のレベルは、固定され、予め定められた燃料運営戦略を含む。いくつかの実施形態において、相殺レベルは、核燃料集合体１８，２０の底に、または、定調歩式炉心支持格子板６６ａに直接取り付けられる、らいざーやシムのようなスペーサーの使用によって変換される。
【００８９】
核分裂炉心１２の実施形態の動作の態様は説明される。核分裂炉心１０の実施形態の様々な設計上の特徴は、分裂生成物質の蓄積によって燃料が臨界前になる前に、燃料が保持することができる最大限の燃焼度およびフルエンスに増加させることに役立つ。
【００９０】
例えば、中心炉心領域１６における核分裂性の核燃料集合体１８は、供給燃料（すなわち、中心炉心領域１６および周囲炉心領域２４における核燃料親物質集合体２０）によって囲まれており、漏洩中性子を吸収し、新たな燃料を生じさせるために使用する。およそ７０ｃｍ（または、核燃料親物質集合体２０、およそ５つの集合体列の大きさに依存している）の中心炉心領域１６を囲む増殖燃料の過去の厚みが、０まで減少されることは、原子核リアクターの設計および操作の当業者によって認識されるだろう。
【００９１】
特徴を持つそのような中性子は、２つの事を成し遂げる。最初に、増殖分裂波の伝搬を達成するときに要される燃焼度およびフルエンスを最小限にし、次に物質劣化問題を緩和し、核分裂炉１０の実施形態が既存の物質で形成されることを可能にする。次に、分裂生成物の蓄積によって燃料が臨界前になる前に、燃料が保持することができる最大の燃焼度およびフルエンスを増加する。この第２のポイントは、図６Ａに示されている。
【００９２】
図６Ａを参照して、グラフ７０は、核分裂炉心１２の例示の実施形態について反応度と燃焼度を、曲線７２によって示している。グラフ７０は、核分裂炉心１２の例示の実施形態における増殖燃料の反応度進化（曲線７２によって示される）と、曲線７４によって示される、典型的なナトリウム高速中性子炉由来の濃縮燃料の反応度進化とを比較している。典型的な高速中性子炉由来の濃縮燃料は、スーパーフェニックス燃料（SuperPhenix）、冷却液および構造体積分率７５％スミア密度、１６％の初期濃度を有するものとしてモデル化されている。知られるように、典型的なナトリウム高速中性子炉燃料は、臨界に到達するために、高濃度で開始し、新鮮な燃料の余剰反応度は、要素、増殖ブランケットにおける吸収材および炉心からの漏れを制御することによって失われる。曲線７４によって示されるように、典型的なナトリウム高速炉燃料は、Ｕ２３５が消費されると、すぐに反応度を失い、およそ３１０ＭＷｄ／ｋｇＨＭ燃焼度において臨界前になる。典型的なナトリウム高速炉燃料が決定的になるポイントにおいて、全ての分裂のうち半分は、Ｕ２３５によるものであり、Ｕ２３８の利用分率は、２０％以下である。
【００９３】
一方、曲線７２によって示されるように、核分裂炉心１２における増殖燃料は、核燃料親物質集合体２０において、臨界前の親物質燃料として始め、Ｐｕ２３９が増殖するときに反応度を得る。燃料が臨界になれば、余剰反応度は、臨界前の供給燃料（燃焼度が５０ＭＷｄ／ｋｇＨＭのときに、駆動燃料がリアクターを臨界にする。）を増殖することによって相殺される。４００ＭＷｄ／ｋｇＭＨまたは、それより高い合計の燃料燃焼度は、燃料が臨界前となる前に達成され、燃料がほぼすべてのＵ２３８として開始するので、Ｕ２３８の利用分率は、４０％以上となる。
【００９４】
図６Ｂを参照して、反応度と燃焼度とのグラフ７６は、曲線７８によって、分裂生成物の周期的な熱除去の効果を示す。グラフ７６は、また分裂精生成物の熱除去が無い場合における供給燃料についてのグラフ７２を含む。核分裂炉心１２の実施形態は、２８−３２％の範囲でピークの燃焼度となる初期の重金属原子のおよそ１５％の平均燃焼度で燃料を放出するよう設計される。一方、曲線７２によって示されるように、基準「スミア」構成の例示の核分裂炉心１２において増殖される供給燃料は、溶解精錬による分裂生成物の除去がなくても、４０％の平均燃焼度を超えた臨界状態のままである。曲線７８によって示されるように、周期的な溶解精錬の影響を含むことは、５０％を超える燃焼を達成するのを許容する。したがって、第１世代の核分裂炉１０から放出された燃料は、中性子的な見地（再被覆が考慮されている間に、分裂生成物の熱除去に関連した「寿命の拡張」前であっても）から潜在的な寿命を有し、化学的再処理を必要とすることなく再利用が可能である。
【００９５】
図７Ａを参照して、グラフ８０は、プルトリウムの同位体進化とＵ２３８の利用とを例示している。低い利用において、生成されたプルトニウムは、動作がプルトニウムを伴わずにＵ２３８によって始まるので、本質的にすべてＰｕ２３９である。高い利用において、プルトニウムの品質は、プルトニウムの高い同位体が生成されるので、ますます低下する。供給燃料の無限増倍率（k-infinity）が１．０より低下するポイント（図６Ａ，６Ｂの曲線７２によって示されるように）において、核分裂性のプルトニウム分率は、７０％以下になり、ＬＷＲの使用済み燃料由来の原子炉級プルトニウムに類似している。さらに、核分裂炉１０の実施形態から、使用済み燃料におけるプルトニウムは、分裂生成物を備えたはるかに高い程度まで汚染され、それによって扱い難く、再処理し難く、兵器目的への転換には魅力的でなくなる。
【００９６】
〔実例となる方法〕
下記は、実施を描くフローチャートの流れを示す図である。理解し易いために、フローチャートは、最初のフローチャートが例の実施によって実施を提示し、次のフローチャートが代わりの実施、および／または、１以上前に提示されたフローチャートにおいて設けているサブの構成要素の動作または追加の構成要素の動作のような最初のフローチャートの拡張を示すように構成されている。当業者は、ここに利用されている提示の形式（例えば、例の実施を提示するフローチャートの提示で始まり、後のフローチャートにおいて追加および／または詳細を提示すること）が一般的に様々な処理の実施の理解を迅速かつ簡単にすることを認識するだろう。さらに、当業者は、ここで使用される形式がモジュールおよび／またはオブジェクト指向のプログラムの設計パラダイムに適していることを認識する。
【００９７】
概要によって、また、図８を参照して、方法１００は、核分裂炉を動作することについて示されている。方法１００は、ブロック１０２で開始する。ブロック１０４において、核分裂性の核燃料物質は、核分裂炉の核分裂炉心の中心炉心領域における複数の核分裂性核燃料集合体において核分裂される。ブロック１０６において、核分裂物質は、核分裂炉心の中心炉心領域における複数の核燃料親物質集合体において増殖する。ブロック１０８において、複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたものと、複数の核燃料親物質集合体のうち選択されたいくつか、および、選択された他のいくつかとは、核分裂性の核燃料物質を増殖・核分裂する定在波を形成するにようにシャッフリングされる。方法１００は、ブロック１１０で終了する。詳細は、制限されない例によって後述される。
【００９８】
図８Ｂを参照して、いくつかの実施形態において、ブロック１０４における核分裂炉の中心炉心領域の複数の核分裂性核燃料集合体における核分裂性核燃料物質の核分裂は、ブロック１１２において、核分裂炉心の中心炉心領域において少なくとも予め定められた出力量で生じることを含んでいる。
【００９９】
図８Ｃを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック１１４において、中性子は、周囲炉心領域において吸収される。
【０１００】
図８Ｄを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック１１６において、ブロック１１４における周囲炉心領域の中性子の吸収は、周囲炉心領域における複数の核燃料親物質集合体の他のものによる中性子の吸収を含む。
【０１０１】
図８Ｅを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック１１８において、ブロック１１６における周囲炉心領域の複数の核燃料親物質集合体の他のものによる中性子の吸収は、周囲炉心領域における複数の核燃料親物質集合体における核分裂物質の他のものによる増殖を含む。
【０１０２】
図８Ｆを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック１２０において、ブロック１１４における周囲炉心領域での中性子の吸収は、周囲炉心領域における複数の中性子吸収材集合体による中性子の吸収を含む。
【０１０３】
図８Ｇを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック１２２において、ブロック１２０における周囲炉心領域の複数の中性子吸収材集合体による中性子の吸収は、周囲炉心領域で生成される出力が予め定められた出力レベルより下に維持されるように、周囲炉心領域の複数の中性子吸収材集合体における中性子の吸収を含む。
【０１０４】
図８Ｈを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック１２４において、ブロック１１４における周囲炉心領域の中性子の吸収は、周囲炉心領域における複数の核燃料親物質集合体の他のものによる中性子の吸収と、周囲炉心領域における複数の中性子吸収材集合体による中性子の吸収とを含む。
【０１０５】
図８Ｉを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック１２６において、核分裂炉は、複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたものと、複数の核燃料親物質集合体のうち選択されたものおよび選択された他のものとをシャッフリングする前に停止される。
【０１０６】
図８Ｊを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック１２８において、ブロック１０８における核分裂性の核燃料物資を増殖・核分裂する定在波を形成するにような、複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたものと、複数の核燃料親物質集合体のうち選択されたものおよび選択された他のものとのシャッフリングは、核分裂性の核燃料物資を増殖・核分裂する定在波を形成するような、中心炉心領域と周囲炉心領域との間における、複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたものと、複数の核燃料親物質集合体のうち選択されたもの、および、選択された他のものとのシャッフリングを含む。
【０１０７】
図８Ｋを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック１３０において、ブロック１０８における複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたものと、複数の核燃料親物質集合体のうち選択されたものおよび選択された他のものとのシャッフリングは、中心炉心領域における複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたものの、中心炉心領域における複数の核燃料親物質集合体のうち選択されたもの、および、周囲炉心領域における複数の核燃料親物質集合体のうち選択された他のものへの交換を含む。
【０１０８】
図８Ｌを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック１３２において、ブロック１０８における複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたものと、複数の核燃料親物質集合体のうち選択されたものおよび選択された他のものとのシャッフリングは、予め定められた燃焼度レベルを有する複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたものと、複数の核燃料親物質集合体のうち選択されたものおよび選択された他のものとのシャッフリングを含む。
【０１０９】
図８Ｍを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック１３４において、中心炉心領域における反応度が制御される。
【０１１０】
図８Ｎを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック１３６において、ブロック１３４における中心炉心領域の反応度の制御は、複数の移動可能な反応度制御集合体を有する中心炉心領域の反応度の制御を含む。
【０１１１】
図８Ｏを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック１３８において、ブロック１３４における中心炉心領域の反応度の制御は、複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたものと、複数の核燃料親物質集合体のうち選択されたもの、および、選択された他のものとのシャッフリングを含む。
【０１１２】
図８Ｐを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック１４０において、ブロック１３４における中心炉心領域の反応度の制御は、複数の移動可能な反応度制御集合体を有する中心炉心領域における反応度の制御と、複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたものと、複数の核燃料親物質集合体のうち選択されたもの、および、選択された他のものとのシャッフリングと、を含む。
【０１１３】
図８Ｑを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック１４２において、リアクター冷却液が中心炉心領域の複数の第１リアクター冷却液流オリフィスを通って流れ、ブロック１４４において、リアクター冷却液が、周囲炉心領域の複数の第２リアクター冷却液流オリフィスを通って流れる。
【０１１４】
図８Ｒを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック１４６において、ブロック１４２における中心炉心領域の複数の第１リアクター冷却液流オリフィスを通るリアクター冷却液の流れは、周囲炉心領域における複数のリアクター冷却液流オリフィスグループを通るリアクター冷却液の流れを含む。いくつかの実施形態において、複数のリアクター冷却液流オリフィスグループのうち選択されたものを通る流量は、複数のリアクター冷却液流オリフィスグループのうち選択されたものの放射状の位置での電力プロファイルに基づいている。いくつかの実施形態において、複数の第２リアクター冷却液流オリフィスグループを通る流量は、周囲炉心領域における出力レベルに基づく予め定められた流量を含む。
【０１１５】
図８Ｓを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック１４８において、ブロック１４２における中心炉心領域の複数の第１リアクター冷却液流オリフィスを通るリアクター冷却液の流れ、および、ブロック１４４における周囲炉心領域の複数の第２リアクター冷却液流オリフィスを通るリアクター冷却液の流れは、複数の第１，第２リアクター冷却液流オリフィスを通る、本質的に安定したリアクター冷却液の流れの維持を含む。
【０１１６】
図８Ｔを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック１５０において、ブロック１４２における中心炉心領域の複数の第１リアクター冷却液流オリフィスを通るリアクター冷却液の流れ、および、ブロック１４４における周囲炉心領域の複数の第２リアクター冷却液流オリフィスを通るリアクター冷却液の流れは、複数の第１，第２リアクター冷却液流オリフィスのうち他のものを通るリアクター冷却液の流れの変動を含む。
【０１１７】
図８Ｕを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック１５２において、ブロック１４２における中心炉心領域の複数の第１リアクター冷却液流オリフィスを通るリアクター冷却液の流れ、および、ブロック１４４における周囲炉心領域の複数の第２リアクター冷却液流オリフィスを通るリアクター冷却液の流れは、複数の第１，第２リアクター冷却液流オリフィスを通るリアクター冷却液の本質的に安定した流れの維持と、複数の第１，第２リアクター冷却液流オリフィスの他のものを通るリアクター冷却液の流れの変動とを含む。
【０１１８】
図８Ｖを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック１５４において、リアクター冷却液の流れは、シャッフリングされた核燃料集合体の少なくとも１つによって変動される。
【０１１９】
図８Ｗを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック１５６において、ブロック１５４におけるシャッフリングされた核燃料集合体の少なくとも１つによるリアクター冷却液の流れの変動は、シャッフリングされた核燃料集合体の少なくとも１つの回転を含む。
【０１２０】
図８Ｘを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック１５８において、複数の中性子吸収材集合体は、周囲炉心領域における複数の位置に移動される。いくつかの実施形態において、周囲炉心領域における複数の位置は、周囲炉心領域にシャッフリングされた核分裂性の核燃料集合体の予め定められた燃焼度レベルに基づいて選択可能な周囲炉心領域における複数の予め定められた放射状の位置を含む。
【０１２１】
図８Ｙを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック１６０において、複数の核分裂性核燃料集合体のうちのあるものと、複数の核燃料親物質集合体のうちあるもの、および、他のものは、核分裂性核燃料物質の増殖・核分裂する定在波を形成するようにシャッフリングするために選択される。いくつかの実施形態において、核分裂性核燃料物質の増殖・核分裂する定在波を形成するようにシャッフリングするために、複数の核分裂性核燃料集合体のうちのあるものと、複数の核燃料親物質集合体のうちあるもの、および、他のものの選択は、中性子束データから選択された少なくとも１つの動作データ、燃料集合体の出口温度、燃料集合体の流量に基づいている。
【０１２２】
概要によって、および図９Ａを参照して、方法２００は、核分裂炉の動作について示されている。方法２００は、ブロック２０２で開始する。ブロック２０４において、核分裂性の核燃料物質は、核分裂炉の核分裂炉心における中心炉心領域の複数の核分裂核燃料集合体において核分裂される。ブロック２０６において、核分裂物質は、核分裂炉心の中心炉心領域における複数の核燃料親物質集合体のうちのあるものにおいて増殖される。ブロック２０８において、中心炉心領域における反応度が制御される。ブロック２１０において、中性子が周囲炉心領域において吸収される。ブロック２１２において、複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたものと、複数の核燃料親物質集合体のうち選択されたもの、および、選択された他のものは、核分裂性核燃料物質の増殖・核分裂する定在波を形成するようにシャッフリングされる。方法２００は、ブロック２１４で終了する。詳細は、制限されない例によって後述される。
【０１２３】
図９Ｂを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック２１６において、ブロック２０４における核分裂炉の核分裂炉心の中心炉心領域における複数の核分裂性核燃料集合体の核分裂性核燃料物質の核分裂は、核分裂炉心の中心炉心領域における、少なくとも予め定められた出力量の発生を含む。
【０１２４】
図９Ｃを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック２１８において、ブロック２１０における周囲炉心領域の中性子の吸収は、周囲炉心領域における複数の核燃料親物質集合体の他のものによる中性子の吸収を含む。
【０１２５】
図９Ｄを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック２２０において、ブロック２１８における周囲炉心領域における複数の核燃料親物質集合体の他のものによる中性子の吸収は、周囲炉心領域における複数の核燃料親物質集合体の他のものによる核分裂物質の増殖を含む。
【０１２６】
図９Ｅを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック２２２において、ブロック２１０における周囲炉心領域における中性子の吸収は、周囲炉心領域の複数の中性子吸収材集合体における中性子の吸収を含む。
【０１２７】
図９Ｆを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック２２４において、ブロック２２２における周囲炉心領域の複数の中性子吸収材集合体における中性子の吸収は、周囲炉心領域において生成される出力が予め定められた出力レベルより下に維持されるように、周囲炉心領域の複数の中性子吸収材集合体における中性子の吸収を含む。
【０１２８】
図９Ｇを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック２２６において、ブロック２１０における周囲炉心領域における中性子の吸収は、周囲炉心領域における複数の核燃料親物質集合体の他のものによる中性子の吸収と、周囲炉心領域における複数の中性子吸収材集合体による中性子の吸収とを含む。
【０１２９】
図９Ｈを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック２２８において、核分裂炉は、中心炉心領域と周囲炉心領域との間で、複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたものと、複数の核燃料親物質集合体のうち選択されたものおよび選択された他のものとをシャッフリングする前に停止されている。
【０１３０】
図９Ｉを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック２３０において、ブロック２１２における核分裂性核燃料物質の増殖・核分裂する定在波を形成するように、複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたものと、複数の核燃料親物質集合体のうち選択されたもの、および、選択された他のものとのシャッフリングは、核分裂性核燃料物質の増殖・核分裂する定在波を形成するように、中心炉心領域と周囲炉心領域との間で、複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたものと、複数の核燃料親物質集合体のうち選択されたもの、および、選択された他のもののシャッフリングを含む。
【０１３１】
図９Ｊを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック２３２において、ブロック２１２における核分裂性核燃料物質の増殖・核分裂する定在波を形成するように、複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたものと、複数の核燃料親物質集合体のうち選択されたもの、および、選択された他のものとのシャッフリングは、中心炉心領域における複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたものの、中心炉心領域における複数の核燃料親物質集合体のうち選択されたもの、および、周囲炉心領域における複数の核燃料親物質集合体のうち選択された他のものへの交換を含む。
【０１３２】
図９Ｋを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック２３４において、ブロック２１２における核分裂性核燃料物質の増殖・核分裂する定在波を形成するように、複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたものと、複数の核燃料親物質集合体のうち選択されたもの、および、選択された他のものとのシャッフリングは、予め定められた燃焼度レベルを有する複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたものと、複数の核燃料親物質集合体のうち選択されたもの、および、選択された他のものとのシャッフリングを含む。
【０１３３】
図９Ｌを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック２３６において、ブロック２０８における中心炉心領域における反応度の制御は、複数の移動可能な反応度制御集合体を有する中心炉心領域における反応度の制御を含む。
【０１３４】
図９Ｍを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック２３８において、ブロック２０８における中心炉心領域における反応度の制御は、複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたものと、複数の核燃料親物質集合体のうち選択されたもの、および、選択された他のものとのシャッフリングを含む。
【０１３５】
図９Ｎを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック２４０において、ブロック２０８における中心炉心領域における反応度の制御は、複数の移動可能な反応度制御集合体を有する中心炉心領域における反応度の制御と、複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたものと、複数の核燃料親物質集合体のうち選択されたもの、および、選択された他のものとのシャッフリングとを含む。
【０１３６】
図９Ｏを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック２４２において、リアクター冷却液は、中心炉心領域における複数の第１リアクター冷却液流オリフィスを通って流れ、ブロック２４４において、リアクター冷却液は、周囲炉心領域における複数の第２リアクター冷却液流オリフィスを通って流れる。
【０１３７】
図９Ｐを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック２４６において、ブロック２４２における中心炉心領域における複数の第１リアクター冷却液流オリフィスを通るリアクター冷却液の流れは、中心炉心領域における複数のリアクター冷却液流オリフィスグループを通るリアクター冷却液の流れを含む。いくつかの実施形態において、複数のリアクター冷却液流オリフィスグループのうち選択されたもの流量は、複数のリアクター冷却液流オリフィスグループのうち選択されたものの放射状の位置での電力プロファイルに基づいている。いくつかの実施形態において、複数の第２冷却液流オリフィスグループを通る流量は、周囲炉心領域における出力レベルに基づく予め定められた流量を含む。
【０１３８】
図９Ｑを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック２４８において、ブロック２４２における中心炉心領域における複数の第１リアクター冷却液流オリフィスを通るリアクター冷却液の流れと、ブロック２４４における周囲炉心領域における複数の第２リアクター冷却液流オリフィスを通るリアクター冷却液の流れとは、複数の第１，第２リアクター冷却液流オリフィスを通る、本質的に安定したリアクター冷却液の流れの維持を含む。
【０１３９】
図９Ｒを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック２５０において、ブロック２４２における中心炉心領域における複数の第１リアクター冷却液流オリフィスを通るリアクター冷却液の流れと、ブロック２４４における周囲炉心領域における複数の第２リアクター冷却液流オリフィスを通るリアクター冷却液の流れとは、複数の第１，第２リアクター冷却液流オリフィスのうち他のものを通る、リアクター冷却液の流れの変動を含む。
【０１４０】
図９Ｓを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック２５２において、ブロック２４２における中心炉心領域における複数の第１リアクター冷却液流オリフィスを通るリアクター冷却液の流れと、ブロック２４４における周囲炉心領域における複数の第２リアクター冷却液流オリフィスを通るリアクター冷却液の流れとは、複数の第１，第２リアクター冷却液流オリフィスを通る、本質的に安定したリアクター冷却液の流れの維持と、複数の第１，第２リアクター冷却液流オリフィスのうち他のものを通る、リアクター冷却液の流れの変動とを含む。
【０１４１】
図９Ｔを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック２５４において、シャッフリングされた燃料集合体のうち少なくとも１つを通るリアクター冷却液の流れが変動する。
【０１４２】
図９Ｕを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック２５６において、ブロック２５４におけるシャッフリングされた燃料集合体のうち少なくとも１つを通るリアクター冷却液の流れの変動は、シャッフリングされた核燃料集合体のうち少なくとも１つの回転を含む。
【０１４３】
図９Ｖを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック２５８において、複数の中性子吸収材集合体の１つは、周囲炉心領域における複数の位置に移動される。いくつかの実施形態において、周囲炉心領域における複数の位置は、周囲炉心領域にシャッフリングされた核分裂性の核燃料集合体の予め定められた燃焼度レベルに基づいて選択可能な周囲炉心領域における複数の予め定められた放射状の位置を含む。
【０１４４】
図９Ｗを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック２６０において、複数の核分裂性核燃料集合体のうちあるものと、複数の核燃料親物質集合体のうちあるもの、および、他のものとが、核分裂性核燃料物質の増殖・核分裂する定在波を形成するようなシャッフリングのために選択される。いくつかの実施形態において、複数の核分裂性核燃料集合体のうちあるものと、複数の核燃料親物質集合体のうちあるもの、および、他のものとの、核分裂性核燃料物質の増殖・核分裂する定在波を形成するようなシャッフリングの選択は、中性子束データ、燃料集合体出口温度および燃料集合体流量から選択された少なくとも１つの動作データに基づく。
【０１４５】
概要によって、また図１０Ａを参照して、方法３００は、核分裂炉における余剰反応度の管理について示される。方法３００は、ブロック３０２で開始する。ブロック３０４において、正数の反応度を有する臨界は、核分裂炉の原子炉心の中心炉心領域において到達する。ブロック３０６において、反応度の量は、予め定められた燃焼度レベルが炉心において選択された燃料集合体において到達するまで、増加する。ブロック３０８において、反応度の増加は、相殺される。方法３００は、ブロック３１０で終了する。詳細は、制限されない例によって後述される。
【０１４６】
図１０Ｂを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック３１２において、予め定められた燃焼度レベルが炉心において選択された燃料集合体において到達するまでにおける反応度の量の増加は、予め定められた燃焼度レベルが炉心における選択された燃料集合体において到達するまでの、炉心の燃料集合体における反応度の量の単調な増加を含む。
【０１４７】
図１０Ｃを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック３１４において、ブロック３０６における予め定められた燃焼度レベルが炉心において選択された燃料集合体において到達するまでにおける反応度の量の増加は、予め定められた燃焼度レベルが炉心において選択された燃料集合体において到達するまでの、炉心の燃料集合体における核分裂物質の量の増加を含む。
【０１４８】
図１０Ｄを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック３１６において、ブロック３１４における予め定められた燃焼度レベルが炉心において選択された燃料集合体において到達するまでの、炉心の燃料集合体における核分裂物質の量の増加は、親物質燃料に基づく核分裂燃料物質の増殖を含む。
【０１４９】
図１０Ｅを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック３１８において、ブロック３０８における反応度の増加の相殺は、中心炉心領域への中性子吸収物質の挿入を含む。
【０１５０】
図１０Ｆを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック３２０において、ブロック３１８における中心炉心領域への中性子吸収物質の挿入は、中心炉心領域への制御棒の挿入を含む。
【０１５１】
図１０Ｇを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック３２２において、ブロック３１８における中心炉心領域への中性子吸収物質の挿入は、中心炉心領域における選択された核分裂性燃料集合体の、炉心の周囲炉心領域に基づく親物質燃料集合体への交換を含む。
【０１５２】
図１０Ｈを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック３２４において、ブロック３１８における中心炉心領域への制御棒の挿入と、中心炉心領域における選択された核分裂性燃料集合体の、炉心の周囲炉心領域に基づく親物質燃料集合体への交換とを含む。
【０１５３】
上述の米国特許、米国特許の出願刊行物、米国特許出願、外国特許、外国特許出願およびこの明細書で言及された、および／または任意の出願データシートに挙げられた非特許刊行物は、一貫性を失わない程度に、参照として組み入れられる。
【０１５４】
任意の複数および／または単数の言語の使用に関して、当業者であれば、文脈および／またはアプリケーションに適切となるように、複数から単数および／または単数から複数に翻訳することができる。様々な単数／複数の交換は、明確化のための明記をしていない。
【０１５５】
ここに記述される主題は、他の要素の内部に含まれる、または、他の要素と接続されるまたは他の要素と異なる様々な要素を例示する。そのように記載された構造は単に典型的なものであることは当然であり、実際に、同様の機能を実現する多くの他の構造が実現されてもよい。概念的な意味において、同様の機能を実現させるための構成要素の構成が、所望の機能が実現されるように効果的に「関連」している。それ故、特定の機能を実現するために接続されている、本明細書における２つの構成要素は、構造や中間の構成要素に関わらず、所望の機能が実現されるように、互いに「関連している」と見なされ得る。同様に、そのように付随している何れの２つの構成要素はまた、所望の機能を実現するために、互いに「動作可能に接続」または「動作可能に接続」されていると見なされ得る。そして、そのように関連させることができる２つの構成要素はまた、所望の機能を実現するために、互いに「動作可能に接続可能」であると見なされ得る。動作可能に接続可能なものの具体的な例は、物理的に組み合わせ可能な構成要素及び／または物理的に相互作用している構成要素、及び／または、ワイヤレスに相互作用可能な構成要素及び／またはワイヤレスに相互作用している構成要素、及び／または、論理的に相互作用している構成要素及び／または論理的に相互作用可能な構成要素を含んでいるが、これらに限定されるものではない。
【０１５６】
いくつかの例では、１つ以上の構成要素が、「…に構成されている」、「…によって構成されている」、「…に構成可能である」、「…に動作可能である／動作的である」、「適合されている／適合可能である」、「…に構成可能である／構成されている」、等と記載される。文脈上、他の意味に解すべき場合を除き、当業者であれば、「…に構成されている」が一般に活性状態の構成要素及び／または不活性状態の構成要素及び／または待機状態の構成要素を含み得ることを理解するであろう。
【０１５７】
ここに記載した本主題の具体的な態様を図示説明したが、変更及び修正を加えても、ここに記載した主題及びより広い態様から逸脱するものではないこと、したがって、付属の請求項は、その範囲内に、さらにここに記載した主題の真の精神及び範囲内に、すべての変化及び修正が含むことを、当業者は本明細書中の教唆に基づいて自ずと理解できるはずである。当該技術分野の当業者であれば、一般に、ここで使用した用語、特に付属の請求項（例えば、付属の請求項の本文）で使用した用語が、一般に「オープン」な用語であることを意図したものであることが理解できるであろう（例えば、「…を含む」という用語は、「を含んでいるが、これらに限定されるものではない」と解釈すべきであり、「…を有する」という用語は、「少なくとも…を有する」と解釈すべきであり、「…を備えた」という用語は、「を備えているが、これらに限定されるものではない」と解釈すべきである）。さらに、請求項において導入された構成要素について具体的な個数が意図されているのであれば、このような意図が請求項中で明示的に記載されるのであって、このような明示的な記載が無い場合には、このような意図は存在しないことが、当該技術分野の当業者は理解できるであろう。理解の一助として例を挙げると、下記の付属の請求項において、請求項の構成要素を導入するために、「少なくとも１つの」とか「１つ以上の」といった導入表現が使用されているかもしれない。しかし、たとえこのような表現を使用していたとしても、不定冠詞「ａ」または「ａｎ」によって請求項の構成要素を導入していることが、請求項に導入されたこの構成要素を含む任意の特定の請求項を、該構成要素を１つしか含まない請求項に限定していることを暗示しているのだと、解釈するべきものではない。同様に、このような解釈は、たとえ同一請求項中に「１つ以上の」または「少なくとも１つの」という導入表現と、不定冠詞、例えば「ａ」または「ａｎ」とが含まれていても、やはりするべきものではない（例えば、「ａ」及び／または「ａｎ」は、通常、「少なくとも１つの」または「１つ以上の」を意味すると解釈すべきである）。同じことが、請求項の構成要素を導入するために使用された定冠詞の使用についても当てはまる。さらに、たとえ請求項で導入された構成要素について具体的な個数が明示的に記載されていたとしても、当業者であれば、このような記載は、通常、少なくとも記載された個数が含まれていることを意味していると解釈されるべきであることが理解できるであろう（例えば、修飾語を使わずに単に「２つの構成要素」と記載されている場合、通常、該構成要素が少なくとも２つまたは２つ以上含まれていることを意味する）。さらに、「Ａ、Ｂ、及びＣなどのうちの少なくとも一つ」に類似の表現形式が使用されている場合、一般に、このような文構造は、当業者がその表現形式を理解するであろう意味を意図している（例えば、「Ａ、Ｂ、及びＣのうちの少なくとも一つを有するシステム」には、Ａだけを有するシステム、Ｂだけを有するシステム、Ｃだけを有するシステム、Ａ及びＢをともに有するシステム、Ａ及びＣをともに有するシステム、Ｂ及びＣをともに有するシステム、及び／またはＡ、Ｂ、及びＣをともに有するシステムなどが含まれるが、これに限定されるものではない）。「Ａ、Ｂ、またはＣなどのうちの少なくとも一つ」に類似の表現形式が使用されている場合、一般に、このような文構造は、当業者がその表現形式を理解するであろう意味を意図している（例えば、「Ａ、Ｂ、またはＣのうちの少なくとも一つを有するシステム」には、Ａだけを有するシステム、Ｂだけを有するシステム、Ｃだけを有するシステム、Ａ及びＢをともに有するシステム、Ａ及びＣをともに有するシステム、Ｂ及びＣをともに有するシステム、及び／またはＡ、Ｂ、及びＣをともに有するシステムなどが含まれるが、これに限定されるものではない）。さらに、当業者であれば、通常、選択肢となる２つ以上の用語を提示する選言的な言葉及び／または表現は、それが明細書中、請求項中、または図面中のいずれであっても、文脈と矛盾しない限りにおいて、複数の用語のうちの一つを含んでいる可能性、複数の用語のうちの一方を含んでいる可能性、または複数の用語をともに含んでいる可能性を考慮しているものであると理解すべきことが理解できるであろう。例えば、「ＡまたはＢ」という表現は、通常、「Ａ」である可能性または「Ｂ」である可能性または「Ａ及びＢ」である可能性を含んだものであると理解される。
【０１５８】
付属の請求項に関して、当業者であれば、請求項中に記載の作動は、一般に任意の順序で実施してもかまわないことが理解できるであろう。また、さまざまな作動の流れが一連の流れとして提示されているが、このさまざまな作動が、図示された順序とは他の順序で実施されても、または同時に実施されてもかまわないことは理解されるべきである。このような別の順序の例には、文脈と矛盾しない限りにおいて、繰り返し、交互実施、中断、順序変更、増分、準備、補充、同時、逆、またはその他の変形した各順序が含まれてもよい。さらに、「〜に反応的な」、「〜に関連した」のような単語または他の過去時制形容詞は、文脈上、他の意味に解すべき場合を除き、一般的に、そのような変形を除外することを意図するものではない。
【０１５９】
また、当業者であれば、代表的な例としての、前述の具体的なプロセス及び／またはデバイス及び／または技術が、本明細書中の別の箇所、例えばここに提出した請求項及び／または本願の別の箇所において教唆された、より包括的なプロセス及び／またはデバイス及び／または技術を表わしていることが理解できるであろう。
【０１６０】
ここに記載された主題の態様は、下記の番号が付された項目において明記されている。
【０１６１】
第１項:
複数の核分裂性の核燃料集合体と、
複数の核燃料親集合体のいくつか（一部）と、
複数の移動可能な反応度制御集合体と、
を備えている中心炉心領域（中央炉心部）と、
上記複数の核燃料親集合体の他のいくつか（一部）と、
複数の中性子吸収材集合体と、
を備えている周囲炉心領域（周辺炉心部）と、
を備えていることを特徴とする、核分裂炉心。
【０１６２】
第２項：
上記複数の核燃料親物質集合体における燃料親物質は、Ｕ２３８を含んでいることを特徴とする、第１項に記載の核分裂炉心。
【０１６３】
第３項：
上記Ｕ２３８は、天然ウランおよび劣化ウランから選択された少なくとも何れかのタイプのウランを含んでいることを特徴とする、第２項に記載の核分裂炉心。
【０１６４】
第４項：
複数の核燃料集合体のいくつか（一部）における上記Ｕ２３８は、天然ウランを含んでおり、
上記複数の核燃料集合体の他のいくつか（一部）における上記Ｕ２３８は、劣化ウランを含んでいることを特徴とする、第２項に記載の核分裂炉心。
【０１６５】
第５項：
上記複数の核分裂性の核燃料集合体は、濃縮された核分裂性物質を含んでいることを特徴とする、第１項に記載の核分裂炉心。
【０１６６】
第６項：
上記濃縮された核分裂性物質は、Ｕ２３５を含んでいることを特徴とする第５項に記載の核分裂炉心。
【０１６７】
第７項：
上記複数の核分裂性の核燃料集合体は、
複数の濃縮された核分裂性の核燃料集合体と、
複数の増殖された核分裂性の核燃料集合体と、
を備えていることを特徴とする、第１項に記載の核分裂炉心。
【０１６８】
第８項：
上記複数の濃縮された核分裂性の核燃料集合体における濃縮された核分裂性物質は、Ｕ２３５を含んでおり、
上記複数の増殖された核分裂性の核燃料集合体における増殖された核分裂性物質は、Ｐｕ２３９を含んでいることを特徴とする、第７項に記載の核分裂炉心。
【０１６９】
第９項：
上記周囲炉心領域は、上記複数の増殖された核分裂性の核燃料集合体のいくつか（一部）を更に備えていることを特徴とする、第７項に記載の核分裂炉心。
【０１７０】
第１０項：
上記周囲炉心領域は、少なくとも所定の燃焼度レベルを有する、上記複数の濃縮された核分裂性の核燃料集合体の選択されたいくつか（一部）を更に備えていることを特徴とする、第７項に記載の核分裂炉心。
【０１７１】
第１１項：
上記周囲炉心領域は、少なくとも所定の燃焼度レベルを有する、上記複数の増殖された核分裂性の核燃料集合体の選択されたいくつか（一部）を更に備えていることを特徴とする、第７項に記載の核分裂炉心。
【０１７２】
第１２項：
上記周囲炉心領域は、所定の燃焼度レベル未満を有する、上記複数の増殖された核分裂性の核燃料集合体のいくつか（一部）を更に備えていることを特徴とする、第７項に記載の核分裂炉心。
【０１７３】
第１３項：
上記複数の核分裂性の核燃料集合体は、複数の増殖された核分裂性の核燃料集合体を含んでおり、
上記周囲炉心領域は、少なくとも所定の燃焼度レベルを有する複数の濃縮された核分裂性の核燃料集合体を備えていることを特徴とする、第１項に記載の核分裂炉心。
【０１７４】
第１４項：
上記周囲炉心領域は、上記複数の増殖された核分裂性の核燃料集合体のいくつか（一部）を更に備えていることを特徴とする、第１３項に記載の核分裂炉心。
【０１７５】
第１５項：
上記周囲炉心領域は、少なくとも所定の燃焼度レベルを有する、上記複数の増殖された核分裂性の核燃料集合体の選択されたいくつか（一部）を更に備えていることを特徴とする、第１４項に記載の核分裂炉心。
【０１７６】
第１６項：
上記周囲炉心領域は、所定の燃焼度レベル未満を有する、上記複数の増殖された核分裂性の核燃料集合体のいくつか（一部）を更に備えていることを特徴とする、第１４項に記載の核分裂炉心。
【０１７７】
第１７項：
上記複数の核分裂性の核燃料集合体の少なくとも１つが、核分裂炉から放出された核分裂性物質を含んでいることを特徴とする、第１項に記載の核分裂炉心。
【０１７８】
第１８項：
核分裂炉から放出された核分裂性物質を含む上記複数の核分裂性の核燃料集合体は、少なくとも１つの再被覆された核分裂性の燃料集合体を含んでいることを特徴とする、第１７項に記載の核分裂炉心。
【０１７９】
第１９項：
上記中心炉心領域における第１の複数のリアクター冷却流オリフィス（反応炉冷却流体オリフィス）と、
上記周囲炉心領域における第２の複数のリアクター冷却流オリフィス（反応炉冷却流体オリフィス）と、
を規定している複数の燃料集合体流体容器を更に備えていることを特徴とする、第１項に記載の核分裂炉心。
【０１８０】
第２０項：
上記第１の複数のリアクター冷却液流オリフィスは、複数のリアクター冷却液流オリフィス群を含んでいることを特徴とする、第１９項に記載の核分裂炉心。
【０１８１】
第２１項：
上記複数のリアクター冷却液流オリフィス群の選択された１つを通過する流体速度は、上記複数のリアクター冷却液流オリフィス群の上記選択された１つの放射状の位置におけるパワー（出力、電力）プロファイルに基づいていることを特徴とする、第２０項に記載の核分裂炉心。
【０１８２】
第２２項：
上記第２の複数のリアクター冷却液流オリフィスを通過する流体速度は、上記周囲炉心領域におけるパワー（出力）レベルに基づいた所定の流体速度（流量）を含んでいることを特徴とする、第１９項に記載の核分裂炉心。
【０１８３】
第２３項：
上記第１および第２の複数のリアクター冷却液流オリフィスは、不変型オリフィスを含んでいることを特徴とする、第１９項に記載の核分裂炉心。
【０１８４】
第２４項：
上記第１および第２の複数のリアクター冷却液流オリフィスは、可変型オリフィスを含んでいることを特徴とする、第１９項に記載の核分裂炉心。
【０１８５】
第２５項：
上記第１および第２の複数のリアクター冷却液流オリフィスは、不変型オリフィスおよび可変型オリフィスを含んでいることを特徴とする、第１９項に記載の核分裂炉心。
【０１８６】
第２６項：
上記複数の移動可能な反応度制御集合体および上記複数の中性子吸収材集合体は、水酸化ハフニウムを含んでいることを特徴とする、第１項に記載の核分裂炉心。
【０１８７】
第２７項：
リアクター容器（反応炉容器）と、
上記リアクター容器に配置されている核分裂炉心であって、
複数の核分裂性の核燃料集合体と、
複数の核燃料親物質集合体のいくつか（一部）と、
複数の移動可能な反応度制御集合体と、
を備えている中心炉心領域と、
上記複数の核燃料親物質集合体の他のいくつか（一部）と、
複数の中性子吸収材集合体と、
を備えている周囲炉心領域（周辺炉心部）と、を備えている核分裂炉心と、
上記複数の核分裂性の核燃料集合体のいくつか（一部）と上記複数の核燃料親物質集合体のいくつか（一部）とをシャッフリング（混合）するように構成されている容器内操縦（処理）システムと、
リアクター冷却システムと、
を備えていることを特徴とする、核分裂炉。
【０１８８】
第２８項：
上記容器内操縦システムは、更に、上記複数の核分裂性の核燃料集合体のいくつか（一部）と上記複数の核燃料親物質集合体のいくつか（一部）とを、上記中心炉心領域と上記周囲炉心領域との間においてシャッフリングするように構成されていることを特徴とする、第２７項に記載の核分裂炉。
【０１８９】
第２９項：
上記複数の核燃料親物質集合体における燃料親物質は、Ｕ２３８を含んでいることを特徴とする、第２７項に記載の核分裂炉。
【０１９０】
第３０項：
上記Ｕ２３８は、天然ウランおよび劣化ウランから選択された少なくとも何れかのタイプのウランを含んでいることを特徴とする、第２９項に記載の核分裂炉。
【０１９１】
第３１項：
複数の核燃料集合体のいくつか（一部）における上記Ｕ２３８は、天然ウランを含んでおり、
上記複数の核燃料集合体の他のいくつか（一部）における上記Ｕ２３８は、劣化ウランを含んでいることを特徴とする、第２９項に記載の核分裂炉。
【０１９２】
第３２項：
上記複数の核分裂性の核燃料集合体は、濃縮された核分裂性物質を含んでいることを特徴とする、第２７項に記載の核分裂炉。
【０１９３】
第３３項：
上記濃縮された核分裂性物質は、Ｕ２３５を含んでいることを特徴とする、第３２項に記載の核分裂炉。
【０１９４】
第３４項：
上記複数の核分裂性の核燃料集合体は、
複数の濃縮された核分裂性の核燃料集合体と、
複数の増殖された核分裂性の核燃料集合体と、
を備えていることを特徴とする、第２７項に記載の核分裂炉。
【０１９５】
第３５項：
上記複数の濃縮された核分裂性の核燃料集合体における濃縮された核分裂性物質は、Ｕ２３５を含んでおり、
上記複数の増殖された核分裂性の核燃料集合体における増殖された核分裂性物質は、Ｐｕ２３９を含んでいることを特徴とする、第３４項に記載の核分裂炉。
【０１９６】
第３６項：
上記周囲炉心領域は、上記複数の増殖された核分裂性の核燃料集合体のいくつか（一部）を更に備えていることを特徴とする、第３４項に記載の核分裂炉。
【０１９７】
第３７項：
上記周囲炉心領域は、少なくとも所定の燃焼度レベルを有する、上記複数の濃縮された核分裂性の核燃料集合体の選択されたいくつか（一部）を更に備えていることを特徴とする、第３４項に記載の核分裂炉。
【０１９８】
第３８項：
上記周囲炉心領域は、少なくとも所定の燃焼度レベルを有する、上記複数の増殖された核分裂性の核燃料集合体の選択されたいくつか（一部）を更に備えていることを特徴とする、第３４項に記載の核分裂炉。
【０１９９】
第３９項：
上記周囲炉心領域は、所定の燃焼度レベル未満を有する、上記複数の増殖された核分裂性の核燃料集合体のいくつか（一部）を更に備えていることを特徴とする、第３４項に記載の核分裂炉。
【０２００】
第４０項：
上記複数の核分裂性の核燃料集合体は、複数の増殖された核分裂性の核燃料集合体を含んでおり、
上記周囲炉心領域は、少なくとも所定の燃焼度レベルを有する複数の濃縮された核分裂性の核燃料集合体を備えていることを特徴とする、第２７項に記載の核分裂炉。
【０２０１】
第４１項：
上記周囲炉心領域は、上記複数の増殖された核分裂性の核燃料集合体のいくつか（一部）を更に備えていることを特徴とする、第４０項に記載の核分裂炉。
【０２０２】
第４２項：
上記周囲炉心領域は、少なくとも所定の燃焼度レベルを有する、上記複数の増殖された核分裂性の核燃料集合体の選択されたいくつか（一部）を更に備えていることを特徴とする、第４１項に記載の核分裂炉。
【０２０３】
第４３項：
上記周囲炉心領域は、所定の燃焼度レベル未満を有する、上記複数の増殖された核分裂性の核燃料集合体のいくつか（一部）を更に備えていることを特徴とする、第４１項に記載の核分裂炉。
【０２０４】
第４４項：
上記複数の核分裂性の核燃料集合体の少なくとも１つが、核分裂炉から放出された核分裂性物質を含んでいることを特徴とする、第２７項に記載の核分裂炉。
【０２０５】
第４５項：
核分裂炉から放出された核分裂性物質を含む上記複数の核分裂性の核燃料集合体は、少なくとも１つの再被覆された核分裂性の燃料集合体を含んでいることを特徴とする、第４４項に記載の核分裂炉。
【０２０６】
第４６項：
上記中心炉心領域における第１の複数のリアクター冷却液流オリフィスと、
上記周囲炉心領域における第２の複数のリアクター冷却液流オリフィスと、
を規定している複数の燃料集合体流体容器を更に備えていることを特徴とする、第２７項に記載の核分裂炉。
【０２０７】
第４７項：
上記第１の複数のリアクター冷却液流オリフィスは、複数のリアクター冷却液流オリフィス群を含んでいることを特徴とする、第４６項に記載の核分裂炉。
【０２０８】
第４８項：
上記複数のリアクター冷却液流オリフィス群の選択された１つを通過する流体速度（流量）は、上記複数のリアクター冷却液流オリフィス群の上記選択された１つの放射状の位置におけるパワー（電力、出力）プロファイルに基づいていることを特徴とする、第４７項に記載の核分裂炉。
【０２０９】
第４９項：
上記第２の複数のリアクター冷却液流オリフィスを通過する流体速度は、上記周囲炉心領域におけるパワーレベルに基づいた所定の流体速度を含んでいることを特徴とする、第４６項に記載の核分裂炉。
【０２１０】
第５０項：
上記第１および第２の複数のリアクター冷却液流オリフィスは、不変型オリフィスを含んでいることを特徴とする、第４６項に記載の核分裂炉。
【０２１１】
第５１項：
上記第１および第２の複数のリアクター冷却液流オリフィスは、可変型オリフィスを含んでいることを特徴とする、第４６項に記載の核分裂炉。
【０２１２】
第５２項：
上記第１および第２の複数のリアクター冷却液流オリフィスは、不変型オリフィスおよび可変型オリフィスを含んでいることを特徴とする、第４６項に記載の核分裂炉。
【０２１３】
第５３項：
上記容器内操縦システムは、更に、上記複数の中性子吸収材集合体のいくつか（一部）を、上記周囲炉心領域における複数の位置に移動させるように構成されていることを特徴とする、第２７項に記載の核分裂炉。
【０２１４】
第５４項：
上記周囲炉心領域における上記複数の位置は、上記周囲炉心領域に配置されている核燃料集合体の所定の燃焼度レベルに基づいて選択可能である、上記周囲炉心領域における複数の所定の放射状の位置を含んでいることを特徴とする、第５３項に記載の核分裂炉。
【０２１５】
第５５項：
上記容器内操縦システムは、更に、上記複数の中性子吸収材集合体のいくつか（一部）を回転させるように構成されていることを特徴とする、第２７項に記載の核分裂炉。
【０２１６】
第５６項：
上記容器内操縦システムは、更に、上記複数の核分裂性の核燃料集合体のいくつか（一部）と上記複数の核燃料親物質集合体のいくつか（一部）とを、上記中心炉心領域と上記核分裂炉の炉心の外側における上記リアクター容器のいくつか（一部）との間においてシャッフリングするように構成されていることを特徴とする、第２７項に記載の核分裂炉。
【０２１７】
第５７項：
上記複数の移動可能な反応度制御集合体および上記複数の中性子吸収材集合体は、水酸化ハフニウムを含んでいることを特徴とする、第２７項に記載の核分裂炉。
【０２１８】
第５８項：
上記リアクター冷却システムは、上記リアクター容器に配置されている液体ナトリウム溜まり（液体ナトリウムプール）を備えており、
上記核分裂炉心は、上記液体ナトリウム溜まりに浸されていることを特徴とする、第２７項に記載の核分裂炉。
【０２１９】
第５９項：
上記リアクター冷却システムは、上記液体ナトリウム溜まりに配置されている少なくとも１つの熱交換器を更に備えていることを特徴とする、第５８項に記載の核分裂炉。
【０２２０】
第６０項：
上記少なくとも１つの熱交換器は、少なくとも１つの中間熱交換器を備えていることを特徴とする、第５９項に記載の核分裂炉。
【０２２１】
第６１項：
上記少なくとも１つの熱交換器と熱的に接続されている少なくとも１つの蒸気発生器を更に備えていることを特徴とする、第５９項に記載の核分裂炉。
【０２２２】
第６２項：
崩壊熱除去システムを更に備えていることを特徴とする、第２７項に記載の核分裂炉。
【０２２３】
第６３項：
リアクター容器（反応炉容器）と、
上記リアクター容器に配置されている核分裂炉心であって、
複数の核分裂性の核燃料集合体と、
複数の核燃料親物質集合体のいくつか（一部）と、
複数の移動可能な反応度制御集合体と、
を備えている中心炉心領域と、
上記複数の核燃料親物質集合体の他のいくつか（一部）と、
複数の中性子吸収材集合体と、
を備えている周囲炉心領域（周辺炉心部）と、を備えている核分裂炉心と、
上記複数の核分裂性の核燃料集合体のいくつか（一部）と上記複数の核燃料親物質集合体のいくつか（一部）とをシャッフリングするように構成されている容器内操縦システムと、
リアクター冷却システム（反応炉冷却システム）と、
上記中心炉心領域における第１の複数のリアクター冷却液流オリフィス（反応炉冷却流体）と、
上記周囲炉心領域における第２の複数のリアクター冷却液流オリフィス（反応炉冷却流体）と、
を規定している複数の燃料集合体流体容器と、
崩壊熱除去システムと、
を備えていることを特徴とする、核分裂炉。
【０２２４】
第６４項：
上記容器内操縦システムは、更に、上記複数の核分裂性の核燃料集合体のいくつか（一部）と上記複数の核燃料親物質集合体のいくつか（一部）とを、上記中心炉心領域と上記周囲炉心領域との間においてシャッフリングするように構成されていることを特徴とする、第６３項に記載の核分裂炉。
【０２２５】
第６５項：
上記複数の核燃料親物質集合体における燃料親物質は、Ｕ２３８を含んでいることを特徴とする、第６３項に記載の核分裂炉。
【０２２６】
第６６項：
上記Ｕ２３８は、天然ウランおよび劣化ウランから選択された少なくとも何れかのタイプのウランを含んでいることを特徴とする、第６５項に記載の核分裂炉。
【０２２７】
第６７項：
複数の核燃料集合体のいくつか（一部）における上記Ｕ２３８は、天然ウランを含んでおり、
上記複数の核燃料集合体の他のいくつか（一部）における上記Ｕ２３８は、劣化ウランを含んでいることを特徴とする、第６５項に記載の核分裂炉。
【０２２８】
第６８項：
上記複数の核分裂性の核燃料集合体は、濃縮された核分裂性物質を含んでいることを特徴とする、第６３項に記載の核分裂炉。
【０２２９】
第６９項：
上記濃縮された核分裂性物質は、Ｕ２３５を含んでいることを特徴とする、第６８項に記載の核分裂炉。
【０２３０】
第７０項：
上記複数の核分裂性の核燃料集合体は、
複数の濃縮された核分裂性の核燃料集合体と、
複数の増殖された核分裂性の核燃料集合体と、
を備えていることを特徴とする、第６３項に記載の核分裂炉。
【０２３１】
第７１項：
上記複数の濃縮された核分裂性の核燃料集合体における濃縮された核分裂性物質は、Ｕ２３５を含んでおり、
上記複数の増殖された核分裂性の核燃料集合体における増殖された核分裂性物質は、Ｐｕ２３９を含んでいることを特徴とする、第７０項に記載の核分裂炉。
【０２３２】
第７２項：
上記周囲炉心領域は、上記複数の増殖された核分裂性の核燃料集合体のいくつか（一部）を更に備えていることを特徴とする、第７０項に記載の核分裂炉。
【０２３３】
第７３項：
上記周囲炉心領域は、少なくとも所定の燃焼度レベルを有する、上記複数の濃縮された核分裂性の核燃料集合体の選択されたいくつか（一部）を更に備えていることを特徴とする、第７０項に記載の核分裂炉。
【０２３４】
第７４項：
上記周囲炉心領域は、少なくとも所定の燃焼度レベルを有する、上記複数の増殖された核分裂性の核燃料集合体の選択されたいくつか（一部）を更に備えていることを特徴とする、第７０項に記載の核分裂炉。
【０２３５】
第７５項：
上記周囲炉心領域は、所定の燃焼度レベル未満を有する、上記複数の増殖された核分裂性の核燃料集合体のいくつか（一部）を更に備えていることを特徴とする、第７０項に記載の核分裂炉。
【０２３６】
第７６項：
上記複数の核分裂性の核燃料集合体は、複数の増殖された核分裂性の核燃料集合体を含んでおり、
上記周囲炉心領域は、少なくとも所定の燃焼度レベルを有する複数の濃縮された核分裂性の核燃料集合体を備えていることを特徴とする、第６３項に記載の核分裂炉。
【０２３７】
第７７項：
上記周囲炉心領域は、上記複数の増殖された核分裂性の核燃料集合体のいくつか（一部）を更に備えていることを特徴とする、第７６項に記載の核分裂炉。
【０２３８】
第７８項：
上記周囲炉心領域は、少なくとも所定の燃焼度レベルを有する、上記複数の増殖された核分裂性の核燃料集合体の選択されたいくつか（一部）を更に備えていることを特徴とする、第７７項に記載の核分裂炉。
【０２３９】
第７９項：
上記周囲炉心領域は、所定の燃焼度レベル未満を有する、上記複数の増殖された核分裂性の核燃料集合体のいくつか（一部）を更に備えていることを特徴とする、第７７項に記載の核分裂炉。
【０２４０】
第８０項：
上記複数の核分裂性の核燃料集合体の少なくとも１つが、核分裂炉から放出された核分裂性物質を含んでいることを特徴とする、第６３項に記載の核分裂炉。
【０２４１】
第８１項：
核分裂炉から放出された核分裂性物質を含む上記複数の核分裂性の核燃料集合体は、少なくとも１つの再被覆された核分裂性の燃料集合体を含んでいることを特徴とする、第８０項に記載の核分裂炉。
【０２４２】
第８２項：
上記第１の複数のリアクター冷却液流オリフィスは、複数のリアクター冷却液流オリフィス群を含んでいることを特徴とする、第６３項に記載の核分裂炉。
【０２４３】
第８３項：
上記複数のリアクター冷却液流オリフィス群の選択された１つを通過する流体速度は、上記複数のリアクター冷却液流オリフィス群の上記選択された１つの放射状の位置におけるパワープロファイルに基づいていることを特徴とする、第８２項に記載の核分裂炉。
【０２４４】
第８４項：
上記第２の複数のリアクター冷却液流オリフィスを通過する流体速度は、上記周囲炉心領域におけるパワーレベルに基づいた所定の流体速度を含んでいることを特徴とする、第６３項に記載の核分裂炉。
【０２４５】
第８５項：
上記第１および第２の複数のリアクター冷却液流オリフィスは、不変型オリフィスを含んでいることを特徴とする、第６３項に記載の核分裂炉。
【０２４６】
第８６項：
上記第１および第２の複数のリアクター冷却液流オリフィスは、可変型オリフィスを含んでいることを特徴とする、第６３項に記載の核分裂炉。
【０２４７】
第８７項：
上記第１および第２の複数のリアクター冷却液流オリフィスは、不変型オリフィスおよび可変型オリフィスを含んでいることを特徴とする、第６３項に記載の核分裂炉。
【０２４８】
第８８項：
上記容器内操縦システムは、更に、上記複数の中性子吸収材集合体のいくつか（一部）を、上記周囲炉心領域における複数の位置に移動させるように構成されていることを特徴とする、第６３項に記載の核分裂炉。
【０２４９】
第８９項：
上記周囲炉心領域における上記複数の位置は、上記周囲炉心領域に配置されている核燃料集合体の所定の燃焼度レベルに基づいて選択可能である、上記周囲炉心領域における複数の所定の放射状の位置を含んでいることを特徴とする、第８８項に記載の核分裂炉。
【０２５０】
第９０項：
上記容器内操縦システムは、更に、上記複数の中性子吸収材集合体のいくつか（一部）を回転させるように構成されていることを特徴とする、第６３項に記載の核分裂炉。
【０２５１】
第９１項：
上記容器内操縦システムは、更に、上記複数の核分裂性の核燃料集合体のいくつか（一部）と上記複数の核分裂性の核燃料集合体のいくつか（一部）とを、上記中心炉心領域と上記核分裂炉の炉心の外側における上記リアクター容器のいくつか（一部）との間においてシャッフリングするように構成されていることを特徴とする、第６３項に記載の核分裂炉。
【０２５２】
第９２項：
上記複数の移動可能な反応度制御集合体および上記複数の中性子吸収材集合体は、水酸化ハフニウムを含んでいることを特徴とする、第６３項に記載の核分裂（反応）炉。
【０２５３】
第９３項：
上記リアクター冷却システムは、上記リアクター容器に配置されている液体ナトリウム溜まりを備えており、
上記核分裂炉心は、上記液体ナトリウム溜まりに浸されていることを特徴とする、第６３項に記載の核分裂炉。
【０２５４】
第９４項：
上記リアクター冷却システムは、上記液体ナトリウム溜まりに配置されている少なくとも１つの熱交換器を更に備えていることを特徴とする、第９３項に記載の核分裂炉。
【０２５５】
第９５項：
上記少なくとも１つの熱交換器は、少なくとも１つの中間熱交換器を備えていることを特徴とする、第９４項に記載の核分裂炉。
【０２５６】
第９６項：
上記少なくとも１つの熱交換器と熱的に接続されている少なくとも１つの蒸気発生器を更に備えていることを特徴とする、第９４項に記載の核分裂炉。
【０２５７】
第９７項：
核分裂炉の作動方法であって、
核分裂炉の核分裂炉心の中心炉心領域における複数の核分裂性の核燃料集合体において核分裂性の核燃料物質を核分裂させることと、
上記核分裂炉心の上記中心炉心領域における複数の核燃料親物質集合体のいくつか（一部）において核分裂性物質を増殖させることと、
増殖している核分裂性の核燃料物質および核分裂している核分裂性の核燃料物質の定在波を定着させるように、上記複数の核分裂性の核燃料集合体の選択されたいくつか（一部）と上記複数の核燃料親物質集合体の選択されたいくつか（一部）とをシャッフリングさせること、および、上記複数の核分裂性の核燃料集合体の選択されたいくつか（一部）と上記複数の核燃料親物質集合体の選択された他のいくつか（一部）とをシャッフリングさせることとを含んでいることを特徴とする、方法。
【０２５８】
第９８項：
核分裂炉の核分裂炉心の中心炉心領域における複数の核分裂性の核燃料集合体において核分裂性の核燃料物質を核分裂させることは、上記核分裂炉心における少なくとも所定量のパワー（出力）を上記中心炉心領域において発生させることを含んでいることを特徴とする、第９７項に記載の方法。
【０２５９】
第９９項：
周囲炉心領域において中性子を吸収することを更に含んでいることを特徴とする、第９７項に記載の方法。
【０２６０】
第１００項：
周囲炉心領域において中性子を吸収することは、上記周囲炉心領域における上記複数の核燃料親物質集合体の他のいくつか（一部）において中性子を吸収することを含んでいることを特徴とする、第９９項に記載の方法。
【０２６１】
第１０１項：
上記周囲炉心領域における上記複数の核燃料親物質集合体の他のいくつか（一部）において中性子を吸収することは、上記周囲炉心領域における上記複数の核燃料親物質集合体の他のいくつか（一部）において核分裂性物質を増殖させることを含んでいることを特徴とする、第１００項に記載の方法。
【０２６２】
第１０２項：
周囲炉心領域において中性子を吸収することは、上記周囲炉心領域における複数の中性子吸収材集合体において中性子を吸収することを含んでいることを特徴とする、第９９項に記載の方法。
【０２６３】
第１０３項：
上記周囲炉心領域における複数の中性子吸収材集合体において中性子を吸収することは、上記周囲炉心領域において生成されたパワー（出力）が所定のパワー（出力）レベル未満にて維持されるように、上記周囲炉心領域における複数の中性子吸収材集合体において中性子を吸収することを含んでいることを特徴とする、第１０２項に記載の方法。
【０２６４】
第１０４項：
周囲炉心領域において中性子を吸収することは、上記周囲炉心領域における上記複数の核燃料親物質集合体の他のいくつか（一部）において中性子を吸収すること、および、上記周囲炉心領域における複数の中性子吸収材集合体において中性子を吸収することを含んでいることを特徴とする、第９９項に記載の方法。
【０２６５】
第１０５項：
上記複数の核分裂性の核燃料集合体の選択されたいくつか（一部）と上記複数の核燃料親物質集合体の選択されたいくつか（一部）とをシャッフリングさせつつ、上記複数の核分裂性の核燃料集合体の選択されたいくつか（一部）と上記複数の核燃料親物質集合体の選択された他のいくつか（一部）とをシャッフリングさせる前に、上記核分裂炉を停止することを更に含んでいることを特徴とする、第９７項に記載の方法。
【０２６６】
第１０６項：
増殖している核分裂性の核燃料物質および核分裂している核分裂性の核燃料物質の定在波を定着させるように、上記複数の核分裂性の核燃料集合体の選択されたいくつか（一部）と上記複数の核燃料親物質集合体の選択されたいくつか（一部）とをシャッフリングさせること、および、上記複数の核分裂性の核燃料集合体の選択されたいくつか（一部）と上記複数の核燃料親物質集合体の選択された他のいくつか（一部）とをシャッフリングさせることは、増殖している核分裂性の核燃料物質および核分裂している核分裂性の核燃料物質の定在波を定着させるように、上記中心炉心領域と上記周囲炉心領域との間において、上記複数の核分裂性の核燃料集合体の選択されたいくつか（一部）と上記複数の核燃料親物質集合体の選択されたいくつか（一部）とをシャッフリングさせること、および、上記複数の核分裂性の核燃料集合体の選択されたいくつか（一部）と上記複数の核燃料親物質集合体の選択された他のいくつか（一部）とをシャッフリングさせることを含んでいることを特徴とする、第９７項に記載の方法。
【０２６７】
第１０７項：
上記複数の核分裂性の核燃料集合体の選択されたいくつか（一部）と上記複数の核燃料親物質集合体の選択されたいくつか（一部）とをシャッフリングさせること、および、上記複数の核分裂性の核燃料集合体の選択されたいくつか（一部）と上記複数の核燃料親物質集合体の選択された他のいくつか（一部）とをシャッフリングさせることは、上記中心炉心領域の上記複数の核分裂性の核燃料集合体の選択されたいくつか（一部）と上記中心炉心領域の上記複数の核燃料親物質集合体の選択されたいくつか（一部）とを交換すること、および、上記中心炉心領域の上記複数の核分裂性の核燃料集合体の選択されたいくつか（一部）と上記周囲炉心領域の上記複数の核燃料親物質集合体の他のいくつか（一部）とを交換することを含んでいることを特徴とする、第９７項に記載の方法。
【０２６８】
第１０８項：
上記複数の核分裂性の核燃料集合体の選択されたいくつか（一部）と上記複数の核燃料親物質集合体の選択されたいくつか（一部）とをシャッフリングさせること、および、上記複数の核分裂性の核燃料集合体の選択されたいくつか（一部）と上記複数の核燃料親物質集合体の選択された他のいくつか（一部）とをシャッフリングさせることは、所定の燃焼度レベルを有する、上記複数の核分裂性の核燃料集合体の選択されたいくつか（一部）と上記複数の核燃料親物質集合体の選択されたいくつか（一部）とをシャッフリングさせること、および、所定の燃焼度レベルを有する、上記複数の核分裂性の核燃料集合体の選択されたいくつか（一部）と上記複数の核燃料親物質集合体の選択された他のいくつか（一部）とをシャッフリングさせることを含んでいることを特徴とする、第９７項に記載の方法。
【０２６９】
第１０９項：
中心炉心領域（中心炉心部）において反応度を制御する工程を含む、第９７項に記載の方法。
【０２７０】
第１１０項：
中心炉心領域において反応度を制御する工程は、複数の移動可能な反応度制御集合体を有する中心炉心領域において反応度を制御する工程を含む、第１０９項に記載の方法。
【０２７１】
第１１１項：
中心炉心領域において反応度を制御する工程は、複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたものと、複数の核燃料親物質集合体のうち選択されたもの、および、選択された他のものとをシャッフリングする工程とを含む、第１０９項に記載の方法。
【０２７２】
第１１２項：
中心炉心領域において反応度を制御する工程は、複数の移動可能な反応度制御集合体を有する中心炉心領域において反応度を制御する工程と、複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたものと、複数の核燃料親物質集合体のうち選択されたもの、および、選択された他のものとをシャッフリングする工程とを含む、第１０９項に記載の方法。
【０２７３】
第１１３項：
周囲炉心領域における複数の第１リアクター冷却液オリフィスを通じてリアクター冷却液を流す工程と、周囲炉心領域における複数の第２リアクター冷却液流オリフィスを通じてリアクター冷却液を流す工程とをさらに含む、第９７項に記載の方法。
【０２７４】
第１１４項：
周囲炉心領域における複数の第１リアクター冷却液流オリフィスを通じてリアクター冷却液を流す工程は、中心炉心領域における複数のリアクター冷却液流オリフィスグループを通じてリアクター冷却液を流す工程を含む、第１１３項に記載の方法。
【０２７５】
第１１５項：
複数のリアクター冷却液流オリフィスグループのうち選択された１つを通る流量は、複数のリアクター冷却液流オリフィスグループのうち選択された１つの放射状の一における電力プロファイルに基づいている、第１１４項に記載の方法。
【０２７６】
第１１６項：
複数の第２リアクター冷却液流オリフィスを通る流量は、周囲炉心領域における出力レベルに基づく予め定められた流量を含む、第１１３項に記載の方法。
【０２７７】
第１１７項：
中心炉心領域における複数の第１冷却液流オリフィスを通じてリアクター冷却液を流す工程と、周囲炉心領域における複数の第２リアクター冷却液流オリフィスを通じてリアクター冷却液を流す工程とは、複数の第１，第２リアクター冷却液流オリフィスを通る、本質的に安定したリアクター冷却液の流れを維持する工程とを含む、第１１３項に記載の方法。
【０２７８】
第１１８項：
中心炉心領域における複数の第１リアクター冷却液流オリフィスを通じてリアクター冷却液を流す工程と、周囲炉心領域における複数の第２リアクター冷却液流オリフィスを通じてリアクター冷却液を流す工程とは、複数の第１，第２リアクター冷却液流オリフィスのうち他のものを通る、リアクター冷却液の流れを変化させる工程を含む、第１１３項に記載の方法。
【０２７９】
第１１９項：
中心炉心領域における複数の第１リアクター冷却液流オリフィスを通じてリアクター冷却液を流す工程と、周囲炉心領域における複数の第２リアクター冷却液流オリフィスを通じてリアクター冷却液を流す工程とは、複数の第１，第２リアクター冷却液流オリフィスのあるものを通じる、本質的に安定したリアクター冷却液の流れを維持する工程と、複数の第１，第２リアクター冷却液流オリフィスの他のものを通るリアクター冷却液の流れを変化させる工程とを含む、第１１３項に記載の方法。
【０２８０】
第１２０項：
シャッフリングされた核燃料集合体のうち少なくとも１つを通るリアクター冷却液の流れを変化させる工程をさらに含む、第１１３項に記載の方法。
【０２８１】
第１２１項：
シャッフリングされた核燃料集合体の少なくとも１つを通るリアクター冷却液の流れを変化させる工程は、シャッフリングされた核燃料集合体のうち少なくとも１つを回転する工程を含む、第１２０項に記載の方法。
【０２８２】
第１２２項：
周囲炉心領域における複数の位置に複数の中性子吸収材集合体を移動させる工程をさらに含む、第１０２項に記載の方法。
【０２８３】
第１２３項：
周囲炉心領域における複数の位置は、周囲炉心領域にシャッフリングされた核分裂性の核燃料集合体の予め定められた燃焼度レベルに基づいて選択可能な周囲炉心領域における複数の予め定められた放射状の位置を含む、第１２２項に記載の方法。
【０２８４】
第１２４項：
核分裂性核燃料物質の増殖・核分裂する定在波を形成するようにシャッフリングするために、複数の核分裂性核燃料集合体のうちあるものと、複数の核分裂性核燃料集合体あるもの、および、選択されたものとを選択する工程を含む、第９７項に記載の方法。
【０２８５】
第１２５項：
核分裂性核燃料物質の増殖・核分裂する定在波を形成するようにシャッフリングするために、複数の核分裂性核燃料集合体のうちあるものと、複数の核燃料親物質集合体のうちあるもの、および、選択されたものとを選択する工程は、中性子束データ、燃料集合体出口温度および燃料集合体流量から選択された少なくとも１つの動作データに基づく、第１２４項に記載の方法。
【０２８６】
第１２６項：
核分裂炉を動作する方法であって、核分裂炉の核分裂炉心の中心炉心領域（中央炉心部）における複数の核分裂性核燃料集合体の核分裂性の核燃料物質を核分裂する工程と、核分裂炉心の中心炉心領域における複数の核燃料親物質集合体における核分裂物質を増殖する工程と、中心炉心領域において、反応度を制御する工程と、周囲炉心領域（周辺炉心部）において、中性子を吸収する工程と、核分裂性核燃料物質の増殖・核分裂する定在波を形成するように、複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたものと、複数の核燃料親物質集合体のうち選択されたもの、および、選択された他のものとをシャッフリングする工程を含む、方法。
【０２８７】
第１２７項：
核分裂炉の中心炉心領域における複数の核分裂製核燃料集合体の核分裂性核燃料物質を核分裂する工程は、核分裂炉心の中心炉心領域において少なくとも予め定められた出力量を発生させる工程を含む、第１２６項に記載の方法。
【０２８８】
第１２８項：
周囲炉心領域において、中性子を吸収する工程は、周囲炉心領域において、複数の核燃料親物質集合体の他のものにおいて中性子を吸収する工程を含む、第１２６項に記載の方法。
【０２８９】
第１２９項：
周囲炉心領域における複数の核燃料親物質集合体の他のものにおいて中性子を吸収する工程は、周囲炉心領域における複数の核燃料親物質集合体の他のものにおいて、核分裂物質を増殖する工程を含む、第１２８項に記載の方法。
【０２９０】
第１３０項：
周囲炉心領域において、中性子を吸収する工程は、周囲炉心領域における複数の中性子吸収材集合体において、中性子を吸収する工程を含む、第１２６項に記載の方法。
【０２９１】
第１３１項
周囲炉心領域における複数の中性子吸収材集合体において、中性子を吸収する工程は、周囲炉心領域において生成された出力が予め定められた出力レベルより下に維持されるように、周囲炉心領域における複数の中性子吸収材集合体において、中性子を吸収する工程を含む、第１３０項に記載の方法。
【０２９２】
第１３２項：
周囲炉心領域において、中性子を吸収する工程は、周囲炉心領域における複数の核燃料親物質集合体の他のものにおいて、中性子を吸収する工程と、周囲炉心領域における複数の中性子吸収材集合体において、中性子を吸収する工程とを含む、第１２６項に記載の方法。
【０２９３】
第１３３項：
中心炉心領域と周囲炉心領域との間で、複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたものと、複数の核燃料親物質集合体のうち選択されたもの、および、選択された他のものとをシャッフリングする前に、核分裂炉を停止する工程を含む、第１２６項に記載の方法。
【０２９４】
第１３４項：
核分裂性核燃料物質の増殖・核分裂する定在波を形成するように、複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたものと、複数の核燃料親物質集合体のうち選択されたもの、および、選択された他のものとをシャッフリングする工程は、核分裂性核燃料物質の増殖・核分裂する定在波を形成するように、中心炉心領域と周囲炉心領域との間で、複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたものと、複数の核燃料親物質集合体のうち選択されたもの、および、選択された他のものとをシャッフリングする工程を含む、第１２６項に記載の方法。
【０２９５】
第１３５項：
複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたものと、複数の核燃料親物質集合体のうち選択されたもの、および、選択された他のものとをシャッフリングする工程は、中心炉心領域における複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたものを、中心炉心領域における複数の核燃料親物質集合体のうち選択されたもの、および、周囲炉心領域の複数の核燃料親物質集合体のうち選択された他のものに交換する工程を含む、第１２６項に記載の方法。
【０２９６】
第１３６項：
複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたものと、複数の核燃料親物質集合体のうち選択されたもの、および、選択された他のものとをシャッフリングする工程は、予め定められた燃焼度レベルを有する複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたものと、複数の核燃料親物質集合体のうち選択されたもの、および、選択された他のものとをシャッフリングする工程を含む、第１２６項に記載の方法。
【０２９７】
第１３７項：
中心炉心領域において反応度を制御する工程は、複数の移動可能な反応度制御集合体を有する中心炉心領域において反応度を制御する工程を含む、第１２６項に記載の方法。
【０２９８】
１３８．中心炉心領域において反応度を制御する工程は、複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたものと、複数の核燃料親物質集合体のうち選択されたもの、および、選択された他のものとをシャッフリングする工程を含む、第１２６項に記載の方法。
【０２９９】
第１３９項：
中心炉心領域において反応度を制御する工程は、複数の移動可能な反応度制御集合体を有する中心炉心領域において反応度を制御する工程と、複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたものと、複数の核燃料親物質集合体のうち選択されたもの、および、選択された他のものとをシャッフリングする工程とを含む、第１２６項に記載の方法。
【０３００】
第１４０項：
中心炉心領域における複数の第１リアクター冷却液流オリフィスを通じてリアクター冷却液を流す工程と、周囲炉心領域における複数の第２リアクター冷却液流オリフィスを通じてリアクター冷却液を流す工程とを含む、第１２６項に記載の方法。
【０３０１】
第１４１項：
中心炉心領域における複数の第１リアクター冷却液流オリフィスを通じてリアクター冷却液を流す工程は、中心炉心領域における複数のリアクター冷却液流オリフィスグループを通じてリアクター冷却液を流す工程を含む、第１４０項に記載の方法。
【０３０２】
第１４２項：
複数のリアクター冷却液流オリフィスグループのうち選択されたものを通じてリアクター冷却液を流す工程は、複数のリアクター冷却液流オリフィスグループのうち選択された１つを通る流量は、複数のリアクター冷却液流オリフィスグループのうち選択されたものの放射状の位置における電力プロファイルに基づく、第１４１項に記載の方法。
【０３０３】
第１４３項：
複数の第２冷却液流オリフィスグループを通る流量は、周囲炉心領域における出力レベルに基づく予め定められた流量を含む、第１４０項に記載の方法。
【０３０４】
第１４４項：
中心炉心領域における複数の第１リアクター冷却液流オリフィスを通じてリアクター冷却液を流す工程と、周囲炉心領域における複数の第２リアクター冷却液流オリフィスを通じてリアクター冷却液を流す工程とは、複数の第１，第２リアクター冷却液流オリフィスを通る、本質的に安定したリアクター冷却液の流れを維持する工程を含む、第１４０項に記載の方法。
【０３０５】
第１４５項：
中心炉心領域における複数の第１リアクター冷却液流オリフィスを通じてリアクター冷却液を流す工程と、周囲炉心領域における複数の第２リアクター冷却液流オリフィスを通じて位リアクター冷却液を流す工程とは、複数の第１，第２リアクター冷却液流オリフィスの他のものを通るリアクター冷却液の流れを変化させる工程を含む、第１４０項に記載の方法。
【０３０６】
第１４６項：
中心炉心領域における複数の第１リアクター冷却液流オリフィスを通じてリアクター冷却液を流す工程と、周囲炉心領域における複数の第２リアクター冷却液流オリフィスを通じてリアクター冷却液を流す工程とは、複数の第１，第２リアクター冷却液流オリフィスのあるものを通る本質的に安定したリアクター冷却液の流れを維持する工程と、、複数の第１，第２リアクター冷却液流オリフィスの他のものを通るリアクター冷却液の流れを変化させる工程とを含む、第１４０項に記載の方法。
【０３０７】
第１４７項：
シャッフリングされた核燃料集合体の少なくとも１つを通るリアクター冷却液の流れを変化させる工程を含む、第１４０項に記載の方法。
【０３０８】
第１４８項：
シャッフリングされた核燃料集合体のうち少なくとも１つを通るリアクター冷却液の流れを変化させる工程は、シャッフリングされた核燃料集合体のうち少なくとも１つを回転する工程を含む、第１４７項に記載の方法。
【０３０９】
第１４９項：
周囲炉心領域における複数の位置に、複数の中性子吸収材集合体を移動する工程を含む、第１３０項に記載の方法。
【０３１０】
第１５０項：
周囲炉心領域における複数の位置は、周囲炉心領域においてシャッフリングされた核分裂性の核燃料集合体の予め定められた燃焼度レベルに基づいて選択可能な周囲炉心領域における複数の予め定められた放射状の位置を含む、第１４９項に記載の方法。
【０３１１】
第１５１項：
核分裂性核燃料物質の増殖・核分裂する定在波を形成するようにシャッフリングするために、複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたものと、複数の核燃料親物質集合体のうち選択されたもの、および、選択された他のものとを選択する工程を含む、第１２６項に記載の方法。
【０３１２】
第１５２項：
核分裂性核燃料物質の増殖・核分裂する定在波を形成するようにシャッフリングするために、複数の核分裂性核燃料集合体のうち選択されたものと、複数の核燃料親物質集合体のうち選択されたもの、および、選択された他のものとを選択する工程は、中性子束データ、燃料集合体出口温度および燃料集合体流量から選択された少なくとも１つの動作データに基づく、第１５１項に記載の方法。
【０３１３】
第１５３項：
核分裂炉における余剰反応度を管理する方法であって、核分裂炉の炉心の中心炉心領域（中央炉心部）における正数の反応度を有する臨界に到達する工程と、予め定められた燃焼度レベルが炉心における燃料集合体のうち選択されたものにおいて到達するまで反応度の量を増加する工程とを含む、方法。
【０３１４】
第１５４項：
予め定められた燃焼度レベルが炉心において選択された燃料集合体において到達するまで反応度の量を増加する工程は、予め定められた燃焼度レベルが炉心において選択された燃料集合体において到達するまで、反応度の量を単調に増加する工程を含む、第１５３項に記載の方法。
【０３１５】
第１５５項：
予め定められた燃焼度レベルが炉心において選択された燃料集合体において到達するまで反応度の量を増加する工程は、予め定められた燃焼度レベルが炉心において選択された燃料集合体において到達するまで炉心の燃料集合体における核分裂物質の量を増加する工程を含む、第１５３項に記載の方法。
【０３１６】
第１５６項：
予め定められた燃焼度レベルが炉心において選択された燃料集合体において到達するまで、炉心の燃料集合体における核燃料物質の量を増加する工程は、親物質燃料集合体に基づく核燃料物質を増殖する工程を含む、第１５５項に記載の方法。
【０３１７】
第１５７項：
反応度の増加を相殺する工程は、中心炉心領域に中性子吸収物質を挿入する工程を含む、第１５３項に記載の方法。
【０３１８】
第１５８項：
中心炉心領域に中性子吸収物質を挿入する工程は、中心炉心領域に制御棒を挿入する工程を含む、第１５７項に記載の方法。
【０３１９】
第１５９項：
中心炉心領域に中性子吸収物質を挿入する工程は、中心炉心領域において選択された核分裂性核燃料集合体を、炉心の周囲炉心領域における親物質燃料集合体に交換する工程を含む、第１５７項に記載の方法。
【０３２０】
第１６０項：
中心炉心領域に中性子吸収物質を挿入する工程は、中心炉心領域に制御棒を挿入する工程と、中心炉心領域において選択された核分裂性燃料集合体を、炉心の周囲炉心領域における親物質燃料集合体に交換する工程を含む、第１５７項に記載の方法。
【０３２１】
様々な態様および実施形態がここに開示されているが、他の態様および実施形態が当業者には明白である。っここに開示された様々な態様および実施形態は、例示を目的とするものであり、制限することを意図するものではなく、下記のクレームによって示される真の範囲及び精神を有する。
【図面の簡単な説明】
【０３２２】
【図１Ａ】例示の核分裂炉を部分的に切り取ったときの概観図である。
【図１Ｂ】例示の核分裂炉を部分的に切り取ったときの概観図である。
【図１Ｃ】例示の核分裂炉を部分的に切り取ったときの概観図である。
【図２】例示の核分裂炉心の概略形状についての上部概略図である。
【図３】例示の核燃料集合体の概略形状について部分的に切り取ったときの概観図である。
【図４Ａ】例示の燃料集合体・フロー容器の概略形状について部分的に切り取ったときの概観図である。
【図４Ｂ】例示の定調歩式炉心支持格子板の概略形状について、側面の概観が付加された流束分布のグラフの一例を示す。
【図５Ａ】例示の崩壊熱除去システムの概略形状について、側面概観図である。
【図５Ｂ】例示の崩壊熱除去システムの概略形状について、側面概観図である。
【図６Ａ】燃焼度に対する反応度の例示のグラフである。
【図６Ｂ】燃焼度に対する反応度の例示のグラフである。
【図７】Ｕ２３８の利用に対するプルトニウム同位体進化の例示のグラフである。
【図８Ａ】核分裂炉の操作方法の一例を示すフローチャートである。
【図８Ｂ】核分裂炉の操作方法の一例を示すフローチャートである。
【図８Ｃ】核分裂炉の操作方法の一例を示すフローチャートである。
【図８Ｄ】核分裂炉の操作方法の一例を示すフローチャートである。
【図８Ｅ】核分裂炉の操作方法の一例を示すフローチャートである。
【図８Ｆ】核分裂炉の操作方法の一例を示すフローチャートである。
【図８Ｇ】核分裂炉の操作方法の一例を示すフローチャートである。
【図８Ｈ】核分裂炉の操作方法の一例を示すフローチャートである。
【図８Ｉ】核分裂炉の操作方法の一例を示すフローチャートである。
【図８Ｊ】核分裂炉の操作方法の一例を示すフローチャートである。
【図８Ｋ】核分裂炉の操作方法の一例を示すフローチャートである。
【図８Ｌ】核分裂炉の操作方法の一例を示すフローチャートである。
【図８Ｍ】核分裂炉の操作方法の一例を示すフローチャートである。
【図８Ｎ】核分裂炉の操作方法の一例を示すフローチャートである。
【図８Ｏ】核分裂炉の操作方法の一例を示すフローチャートである。
【図８Ｐ】核分裂炉の操作方法の一例を示すフローチャートである。
【図８Ｑ】核分裂炉の操作方法の一例を示すフローチャートである。
【図８Ｒ】核分裂炉の操作方法の一例を示すフローチャートである。
【図８Ｓ】核分裂炉の操作方法の一例を示すフローチャートである。
【図８Ｔ】核分裂炉の操作方法の一例を示すフローチャートである。
【図８Ｕ】核分裂炉の操作方法の一例を示すフローチャートである。
【図８Ｖ】核分裂炉の操作方法の一例を示すフローチャートである。
【図８Ｗ】核分裂炉の操作方法の一例を示すフローチャートである。
【図８Ｘ】核分裂炉の操作方法の一例を示すフローチャートである。
【図８Ｙ】核分裂炉の操作方法の一例を示すフローチャートである。
【図９Ａ】核分裂炉の別の操作方法を示すフローチャートである。
【図９Ｂ】図９Ａの方法の詳細の一例を示すフローチャートである。
【図９Ｃ】図９Ａの方法の詳細の一例を示すフローチャートである。
【図９Ｄ】図９Ａの方法の詳細の一例を示すフローチャートである。
【図９Ｅ】図９Ａの方法の詳細の一例を示すフローチャートである。
【図９Ｆ】図９Ａの方法の詳細の一例を示すフローチャートである。
【図９Ｇ】図９Ａの方法の詳細の一例を示すフローチャートである。
【図９Ｈ】図９Ａの方法の詳細の一例を示すフローチャートである。
【図９Ｉ】図９Ａの方法の詳細の一例を示すフローチャートである。
【図９Ｊ】図９Ａの方法の詳細の一例を示すフローチャートである。
【図９Ｋ】図９Ａの方法の詳細の一例を示すフローチャートである。
【図９Ｌ】図９Ａの方法の詳細の一例を示すフローチャートである。
【図９Ｍ】図９Ａの方法の詳細の一例を示すフローチャートである。
【図９Ｎ】図９Ａの方法の詳細の一例を示すフローチャートである。
【図９Ｏ】図９Ａの方法の詳細の一例を示すフローチャートである。
【図９Ｐ】図９Ａの方法の詳細の一例を示すフローチャートである。
【図９Ｑ】図９Ａの方法の詳細の一例を示すフローチャートである。
【図９Ｒ】図９Ａの方法の詳細の一例を示すフローチャートである。
【図９Ｓ】図９Ａの方法の詳細の一例を示すフローチャートである。
【図９Ｔ】図９Ａの方法の詳細の一例を示すフローチャートである。
【図９Ｕ】図９Ａの方法の詳細の一例を示すフローチャートである。
【図９Ｖ】図９Ａの方法の詳細の一例を示すフローチャートである。
【図９Ｗ】図９Ａの方法の詳細の一例を示すフローチャートである。
【図１０Ａ】核分裂炉における余剰反応度の管理方法の一例を示すフローチャートである。
【図１０Ｂ】図１０Ａの方法の詳細の一例を示すフローチャートである。
【図１０Ｃ】図１０Ａの方法の詳細の一例を示すフローチャートである。
【図１０Ｄ】図１０Ａの方法の詳細の一例を示すフローチャートである。
【図１０Ｅ】図１０Ａの方法の詳細の一例を示すフローチャートである。
【図１０Ｆ】図１０Ａの方法の詳細の一例を示すフローチャートである。
【図１０Ｇ】図１０Ａの方法の詳細の一例を示すフローチャートである。
【図１０Ｈ】図１０Ａの方法の詳細の一例を示すフローチャートである。
【図１Ａ】
0005970375.tif 000002
【図１Ｂ】
0005970375.tif 000003
【図１Ｃ】
0005970375.tif 000004
【図２】
0005970375.tif 000005
【図３】
0005970375.tif 000006
【図４Ａ】
0005970375.tif 000007
【図４Ｂ】
0005970375.tif 000008
【図５Ａ】
0005970375.tif 000009
【図５Ｂ】
0005970375.tif 000010
【図６Ａ】
0005970375.tif 000011
【図６Ｂ】
0005970375.tif 000012
【図７】
0005970375.tif 000013
【図８Ａ】
0005970375.tif 000014
【図８Ｂ】
0005970375.tif 000015
【図８Ｃ】
0005970375.tif 000016
【図８Ｄ】
0005970375.tif 000017
【図８Ｅ】
0005970375.tif 000018
【図８Ｆ】
0005970375.tif 000019
【図８Ｇ】
0005970375.tif 000020
【図８Ｈ】
0005970375.tif 000021
【図８Ｉ】
0005970375.tif 000022
【図８Ｊ】
0005970375.tif 000023
【図８Ｋ】
0005970375.tif 000024
【図８Ｌ】
0005970375.tif 000025
【図８Ｍ】
0005970375.tif 000026
【図８Ｎ】
0005970375.tif 000027
【図８Ｏ】
0005970375.tif 000028
【図８Ｐ】
0005970375.tif 000029
【図８Ｑ】
0005970375.tif 000030
【図８Ｒ】
0005970375.tif 000031
【図８Ｓ】
0005970375.tif 000032
【図８Ｔ】
0005970375.tif 000033
【図８Ｕ】
0005970375.tif 000034
【図８Ｖ】
0005970375.tif 000035
【図８Ｗ】
0005970375.tif 000036
【図８Ｘ】
0005970375.tif 000037
【図８Ｙ】
0005970375.tif 000038
【図９Ａ】
0005970375.tif 000039
【図９Ｂ】
0005970375.tif 000040
【図９Ｃ】
0005970375.tif 000041
【図９Ｄ】
0005970375.tif 000042
【図９Ｅ】
0005970375.tif 000043
【図９Ｆ】
0005970375.tif 000044
【図９Ｇ】
0005970375.tif 000045
【図９Ｈ】
0005970375.tif 000046
【図９Ｉ】
0005970375.tif 000047
【図９Ｊ】
0005970375.tif 000048
【図９Ｋ】
0005970375.tif 000049
【図９Ｌ】
0005970375.tif 000050
【図９Ｍ】
0005970375.tif 000051
【図９Ｎ】
0005970375.tif 000052
【図９Ｏ】
0005970375.tif 000053
【図９Ｐ】
0005970375.tif 000054
【図９Ｑ】
0005970375.tif 000055
【図９Ｒ】
0005970375.tif 000056
【図９Ｓ】
0005970375.tif 000057
【図９Ｔ】
0005970375.tif 000058
【図９Ｕ】
0005970375.tif 000059
【図９Ｖ】
0005970375.tif 000060
【図９Ｗ】
0005970375.tif 000061
【図１０Ａ】
0005970375.tif 000062
【図１０Ｂ】
0005970375.tif 000063
【図１０Ｃ】
0005970375.tif 000064
【図１０Ｄ】
0005970375.tif 000065
【図１０Ｅ】
0005970375.tif 000066
【図１０Ｆ】
0005970375.tif 000067
【図１０Ｇ】
0005970375.tif 000068
【図１０Ｈ】
0005970375.tif 000069