(57)【要約】  ゲッター素子は、原子炉の燃料集合体を出る液体および／または気体の流れの中に含まれる分裂生成物と反応性のあるゲッター材料を含む。少なくとも１つの伝送経路は、ゲッター素子を通る入力流の流れを、選択された流量レベルより上に維持するのに十分な大きさであるゲッター素子を通る。少なくとも１つの伝送経路は、予め特定された量の分裂生成物を取り込むのに十分な反応表面積を含んでいる。
2019511709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲッター素子の製造方法であって、
選択されたある期間にわたって核分裂炉心の流体流の中に含まれる分裂生成物の予想される量を決定するステップと、
選択された上記期間にわたって、予想される量の上記分裂生成物と、ゲッター材料と、の間で起こる化学反応にて形成される反応生成物の予想される量を特定するステップと、
上記分裂生成物の予想される量と反応生成物の予想される量とに基づいて、上記ゲッター材料を含むゲッター処理混合物の体積パラメータを決定するステップと、
決定された上記体積パラメータによって規定される少なくとも１つの貫通経路を含むゲッター体を、上記ゲッター処理混合物を用いて形成するステップと、
を含むことを特徴とする、ゲッター素子の製造方法。
【請求項２】
決定された上記体積パラメータは、予想される量の上記分裂生成物と、上記ゲッター材料と、の間の化学反応が、選択された上記期間にわたって、反応生成物の予想される量を生成するのを、促進するのに十分な表面積を規定することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
上記分裂生成物は、
セシウムおよびセシウム化合物のうちの１つ以上を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
上記ゲッター処理混合物の上記ゲッター材料は、
金属酸化物を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
上記金属酸化物は、ジルコニウム酸化物、チタン酸化物、モリブデン酸化物、ニオブ酸化物、タンタル酸化物、バナジウム酸化物およびクロム酸化物のうちの１つ以上を含むことを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
上記金属酸化物は、１００ないし５００ｎｍの平均粒子径を有することを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
上記金属酸化物は、１００ｎｍより小さい平均粒子径を有することを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
上記ゲッター体を形成するステップは、
上記ゲッター体の理論的密度の２５ないし４５％の密度を有するゲッター体を形成するステップを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
上記ゲッター体を形成するステップは、
上記ゲッター体の理論的密度の５０ないし７０％の密度を有するゲッター体を形成するステップを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
上記ゲッター体を多孔性容器の中に配置するステップと、上記多孔性容器を燃料ピンの中に配置するステップと、を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
上記多孔性容器を燃料ピンの中に配置するステップは、上記燃料ピンの中の分裂生成物源のうちの実質的に全てが、上記燃料ピンの中の上記ゲッター体の同じ側にあるように、上記多孔性容器を配置するステップを含むことを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
上記燃料ピンは、上記燃料ピンの中で生成された気体を原子炉の頭隙へ排出するように構成されていることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
上記ゲッター処理混合物は、上記流体流の第１分裂生成物との反応を促進するための第１ゲッター材料と、上記流体流の第２分裂生成物と反応するための第２ゲッター材料と、を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
上記ゲッター材料と複数の空隙形成構造物とを混合して上記ゲッター処理混合物を形成するステップを含み、
上記ゲッター体を形成するステップは、上記ゲッター処理材料から上記空隙形成構造物を除去して、少なくとも１つの貫通経路を形成するステップを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
上記空隙形成構造物は、有機材料から形成されることを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
上記空隙形成構造物は、５０ないし１５０ミクロンの平均径を有することを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
上記体積パラメータを決定するステップは、１：１ないし３：１のゲッター材料と空隙形成構造物との質量比として決定するステップを含むことを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
上記ゲッター体を形成するステップは、上記ゲッター処理混合物を緻密化するステップを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
上記ゲッター処理混合物を緻密化するステップは、約２００ないし約１３００ＭＰａの選択された圧力で上記ゲッター処理混合物をプレスするステップを含むことを特徴とする、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
緻密化された上記ゲッター処理混合物から複数の上記空隙形成構造物を除去するステップは、
上記ゲッター処理混合物に溶媒を加えて、複数の上記空隙形成構造物を溶解するステップを含むことを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
【請求項２１】
ゲッター素子であって、
入力流の中に含まれる分裂生成物と反応性のあるゲッター材料を含むゲッター体を含み、
上記ゲッター体は、上記ゲッター体を通る上記入力流の流れを促進するための少なくとも１つの貫通経路を含み、
上記ゲッター体は、所定の時間間隔の間、ゲッター素子を通る上記入力流の流れを維持するのに十分な体積パラメータを有し、
少なくとも１つの上記貫通経路は、上記所定の時間間隔の間、予め特定された量の上記分裂生成物を取り込むのに十分な反応表面積を含んでいることを特徴とする、ゲッター素子。
【請求項２２】
上記反応表面積は、上記所定の時間間隔の間、上記入力流の中の上記分裂生成物のうちの実質的に全てのものとの間での化学反応を提供するのに十分であることを特徴とする、請求項２１に記載のゲッター素子。
【請求項２３】
少なくとも１つの上記貫通経路は、複数の空隙を含むことを特徴とする、請求項２３に記載のゲッター素子。
【請求項２４】
複数の上記空隙は、所定の拡張範囲の中での上記ゲッター材料の拡張にもかかわらず、貫通流伝送を、選択された流量レベルより上に維持するのに十分な、体積を有することを特徴とする、請求項２３に記載のゲッター素子。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
〔関連出願との相互参照〕
本願は、発明の名称を分裂生成物ゲッターとして２０１６年３月８日に出願された米国仮出願第６２／３０５，２７２号の利益に対する優先権を主張し、これは、参照によってその全体がここに組み込まれる。
【０００２】
〔技術分野〕
本発明は、一般に、分裂生成物ゲッター装置と、分裂生成物ゲッター装置の製造方法に関する。
【０００３】
〔発明の概要〕
本開示の１つ以上の例証の実施形態に関し、分裂生成物ゲッター装置が開示される。一つの例証の実施形態において、分裂生成物ゲッター装置は、ある量のゲッター材料を含んで空隙構造物を有するゲッター体（ｇｅｔｔｅｒ  ｂｏｄｙ）を含む。他の例証の実施形態において、ゲッター材料は、核分裂原子炉からの流体流の中に含まれる分裂生成物と反応性がある。他の例証の実施形態において、ゲッター体は、選択されたある期間の間、ゲッター体の空隙構造物を通る流体流を維持するのに十分な、決定された体積パラメータ（量パラメータ）（ｖｏｌｕｍｅ  ｐａｒａｍｅｔｅｒ）を有する。他の例証の実施形態において、ゲッター体の、決定された体積パラメータは、決定された体積パラメータを有しており、また、選択されたある期間にわたって、ゲッター体の拡張を、選択された拡張閾値より下に維持するのに十分な、ゲッター体の中の空隙量を提供する。
【０００４】
上述のものは概要であり、したがって、簡易化、一般化、包含および／または詳細の省略を含みうる。したがって、当業者は、この概要が例証だけのものであってどのような制限も意図されていないことを理解するであろう。装置および／または処理の他の態様、特徴、利点および／またはここに記載の他の内容は、ここで述べた教示から明らかとなるであろう。
【０００５】
〔図面の簡単な説明〕
図１は、高速原子炉心を有する例示的な核分裂炉を示す図である。
【０００６】
図２は、ゲッター材料を含む体積によって形成される例示的なゲッター体を示す図である。
【０００７】
図３Ａは、蓋素子によって支持されるゲッター体を含む例示的なゲッター素子を示す図である。
【０００８】
図３Ｂは、図３Ａに示される蓋素子の一つについての他の画像を示す図である。
【０００９】
図４Ａは、蓋素子によって支持されるゲッター体を含む他の例示的なゲッター素子を示す図である。
【００１０】
図４Ｂは、図４Ａに示される蓋素子の一つについての他の画像を示す図である。
【００１１】
図５Ａは、ゲッター素子での使用に適した例示的な支持構造物を示す図である。
【００１２】
図５Ｂは、ゲッター素子での使用に適した他の例示的な支持構造物の簡略化された概略画像を示す図である。
【００１３】
図６は、ゲッター素子での使用に適した他の例示的な支持構造物を示す図である。
【００１４】
図７は、他の例示的なゲッター体の、端を前向きにした画像を示す図である。
【００１５】
図８は、さらに他の例示的なゲッター体の、端を前向きにした画像を示す図である。
【００１６】
図９は、例示的なゲッター素子を装備した原子炉の燃料ピンの横断面図である。
【００１７】
図１０は、核燃料と分裂空間との間に直列に配置された２つの例示的なゲッター素子を装備した原子炉の燃料ピンの横断面図である。
【００１８】
図１１は、ゲッター素子を含む一組の燃料ピンを含む例示的な燃料集合体の平面図である。
【００１９】
図１２は、一組の燃料集合体を含む原子炉心の透視図である。
【００２０】
図１３は、原子炉の分裂気体出力流を清浄化するのに用いられるゲッター体を形成するための例示的な動作を示す図である。
【００２１】
図１４は、ゲッター処理混合物を調製し、複数の空隙を有するゲッター体を形成する、一連の例示的な動作を示す図である。
【００２２】
図１５Ａは、形状が球形である例示的なある量の犠牲的な空隙形成構造物を示す図である。
【００２３】
図１５Ｂは、形状が楕円面（ｅｌｌｉｐｓｏｉｄａｌ）である例示的なある量の犠牲的な空隙形成構造物を示す図である。
【００２４】
図１５Ｃは、偏円回転楕円体（扁球面）形状（ｏｂｌａｔｅ−ｓｐｈｅｒｏｉｄ−ｓｈａｐｅｄ）である例示的なある量の犠牲的な空隙形成構造物を示す図である。
【００２５】
図１５Ｄは、偏長回転楕円体形状（ｐｒｏｌａｔｅ−ｓｐｈｅｒｏｉｄ−ｓｈａｐｅｄ）である例示的なある量の犠牲的な空隙形成構造物を示す図である。
【００２６】
図１６は、固められたゲッター処理混合物の塊の一部分の概念図である。
【００２７】
図１７は、適用された金型圧力に応じて達成されたゲッター処理混合物の理論的密度（ＴＤ）の割合を示すグラフである。
【００２８】
図１８Ａは、犠牲的な空隙形成構造物とゲッター材料とを含む例示的なゲッター体を示す図である。
【００２９】
図１８Ｂは、犠牲的な空隙形成構造物を分解する熱的または化学的処理を受けて空隙を残した後の図１９Ａの例示的なゲッター体を示す図である。
【００３０】
図１９Ａは、組み立てられたゲッター素子の放射方向の横断面を示し、また、ゲッター素子の全ての空隙構造物を形成する多くの孔を示す図である。
【００３１】
図１９Ｂは、図２０Ａの組み立てられたゲッター素子の単一の孔の拡大画像を示す図である。
【００３２】
図２０は、ゲッター素子を形成する、一連の例示的な付加的な組み立て動作を示す図である。
【００３３】
図２１は、付加的な組み立て処理によって形成された例示的なゲッター体を示す図である。
【００３４】
図２２は、付加的な組み立て処理によって形成された他の例示的なゲッター体を示す図である。
【００３５】
図２３は、付加的な組み立て処理によって形成されたさらに他の例示的なゲッター体を示す図である。
【００３６】
図２４は、犠牲的鋳型処理によってゲッター素子を形成する例示的な動作を示す図である。
【００３７】
図２５は、直接的泡立ち動作によってゲッター素子を形成する例示的な動作を示す図である。
【００３８】
〔発明の詳細な実施形態〕
以下に詳述する説明では、その一部をなす付随の図面を参照する。図面では、典型的には、断りの無い限り同様の符号は同様の部材を同一視する。詳述する説明における例証の実施形態、図面および特許請求の範囲は、制限を課すことを意図していない。ここに示した主題の精神と範囲から逸脱することなく、他の実施形態も利用でき、他の変更も可能である。
【００３９】
本開示は、気体および／または液体の流れから、原子炉の核燃料の中の反応処理中に形成される分裂生成物などの１つ以上の分裂生成物を除去するためのゲッター素子の種々の実施形態に向けられている。ゲッター素子は、流体（液体および／または気体）の流れの連続的な処理能力を促進する１つ以上の内部通路を含み、また、標的の分裂生成物と化学的に反応して流れから分裂生成物を除去するゲッター材料をも含む。開示された技術は、限定されないが、高速原子炉、増殖炉、増殖燃焼炉、および／または、ある場合には搬送波原子炉を含む、種々の原子炉における実施形態に適している。本開示は、さらに、ゲッター素子を製造する種々の方法にも向けられている。
【００４０】
図１は、高速原子炉心１３２を有する例示的な核分裂原子炉１３０を示す。高速原子炉心１３２は、保護容器１３６によって囲まれた反応容器１４０に配置されている。一つの実施形態において、高速原子炉心１３２は、核分裂性の核燃料の分裂反応のための中性子を提供する核分裂点火器（図示せず）を含む。核分裂原子炉１３０は、多くの燃料集合体（燃料アセンブリー）（ｆｕｅｌ  ａｓｓｅｍｂｌｙ）（例えば画像Ｂの燃料集合体１３８）を含み、各燃料集合体はさらに、複数の燃料素子をふくみ、それらはここでは燃料ピンとも称する。開示された技術の一つの実施形態において、個々の燃料ピンはそれぞれさらに、画像Ｂ、ＣおよびＤを参照して以下に述べるように、入力流から１つ以上の分裂生成物を収集するための機構を含む。
【００４１】
高速原子炉心１３２は、典型的には、冷却材を含み、冷却材は、冷却材（例えば液体ナトリウム）のプールや、核分裂原子炉１３９全体を冷却材が流れうるようなループなどである。いくつかの原子炉では、高速原子炉心１３２の上の方の頭隙（ｈｅａｄｓｐａｃｅ）に冷却材の貯蔵部がある。高速原子炉心１３２から熱を逃がすのを支援するために、冷却材の貯蔵部に隣接してまたは接触して、熱交換器（図示せず）が配置されてもよい。
【００４２】
画像Ａを参照して、核分裂原子炉１３０は、画像Ｂにてより詳細に示される多くの燃料集合体（例えば燃料集合体１３８）を含む。各燃料集合体はさらに、複数の燃料ピンを含み、これらは燃料ピン１２０（画像Ｃに示す）などである。画像Ｂは、高速原子炉心１３２の中での使用に適した各燃料集合体装置の配列１４２を示す。各集合体は、複数の燃料ピン（例えば燃料ピン１２０）を含む。他の装置形状および配列構成も考慮されるが、図１の例示的な核燃料集合体装置はそれぞれ、固形の六角形の管周囲（環境）（ｔｕｂｅ  ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ）を含む。いくつかの実施形態では、六角形ではない管も用いられうる。配列１４２の中の個々の燃料集合体装置１３８の構成要素を、画像ＣおよびＤにさらに詳細に示す。
【００４３】
画像Ｃに示すように、核燃料集合体装置１３８は、燃料ピン１２０のような細長い複数の燃料要素（ｆｕｅｌ  ｅｌｅｍｅｎｔ）を囲んでいる。燃料ピンの中で核分裂が起きると、ピンの中で圧力を生成するのに貢献できる分裂生成物が生成されうる。いくつかの原子炉では、燃料ピンは、この圧力を高い燃焼度（ｂｕｒｎ−ｕｐ）で提供するための大きな空間を含むように設計される。他の原子炉は、圧力を緩和するために気体を排出するように設計された燃料ピンを含んでもよく、この排出は例えば、分裂生成物が流れて頭隙１４８にて冷却材の貯蔵部と接触することができるように排出する。いくつかの分裂生成物は揮発性でありうるので、この排出は危険を引き起こしうる。
【００４４】
燃料を排出する設計も燃料を排出しない設計もどちらも、ここに開示された技術から恩恵を得ることができ、このことは一般的には、核分裂原子炉１３０の中での流体流から１つ以上の分裂生成物を除去する道具や技術を提供する。
【００４５】
燃料ピン１２０の構成要素は、画像Ｄにてより詳細に示され、以下に述べられる。一つの実施形態では、個々の燃料集合体装置のそれぞれにおける管構造物は、冷却材が、燃料ピンを過ぎて、隣接する管壁の間の間隙隙間（ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ  ｇａｐ）を通って流れることができるようにする。各管はまた、個々の集合体の開口部を設ける（ｏｒｉｆｉｃｉｎｇ）ことを可能にし、燃料束に対する構造的支持（ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ  ｓｕｐｐｏｒｔ）を提供し、操作ソケットから注入口ノズルへ操作負荷を伝送する。燃料ピンは典型的には、放射材料と冷却材システムとを分離するためのクラッド（ｃｌａｄｄｉｎｇ）（および場合によっては追加の仕切りおよび／またはライナー）によって囲まれた複数の核燃料棒（ウラン、プルトニウムまたはトリウムなど）から成る。高速原子炉心１３２の核燃料集合体装置１３８の個々のピンは、ピンに挿入された最初の核燃料棒とピンの中の増殖状況とに依存して、核分裂性核燃料および／または燃料親（ｆｅｒｔｉｌｅ）核燃料を含むことができる。
【００４６】
画像Ｄに、より詳細に例示的な燃料ピン１２０を示す。燃料ピン１２０は、燃料１２２、ゲッター素子１００および随意的な空間領域１２４を含む。ゲッター素子１００は、燃料１２２から受けた入力流１０８に含まれる分裂生成物１１０と化学反応性のある材料（図示せず）を格納する。例えば、入力流１１０は、燃料１２２の核分裂の間に生成された１つ以上の分裂生成物を含む。ゲッター素子１００は、ゲッター素子１００を通っての気体および／または液体の連続的な伝送を促進する少なくとも１つの内部流体流通路を含む。流体流通路は、例えば、１つ以上の細長い経路、相互に連結した孔、微小流体（ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃ）構造物などであってもよい。ゲッター素子１００を通る流体流通路は、ゲッター素子１００に対する内部表面積として、分裂生成物１１０と化学反応して入力流１０８から分裂生成物１１０を除去し、それによって、入力流１０８よりも分裂生成物１１０の濃度が低い出力流１１２を生成しうるような、ゲッター素子１００に対する内部表面積を提供する。種々の実施形態では、分裂生成物１１０は揮発性または非揮発性であってもよい。空間領域１２４はゲッター素子１００よりも上の方に示してあり、ゲッター素子１００は燃料１２２よりも上の方に示してあるが、これらの構成要素は、任意の適切な順番および方法で互いに対して相対的に配置されてもよいことが理解されるべきである。
【００４７】
ここで述べた燃料ピン（例えば燃料ピン１２０）の種々の例は、排出するまたは排出しない燃料ピンを表していてもよい。排出する燃料ピンでは、空間領域１２４は、時には、核原子炉の頭隙１４８と、または、他の適切な気体貯蔵部と、流体連通する。例えば、燃料ピンは、空間領域１２４と頭隙１４８との間の流体連通を促進する種々の排出孔または開口部を含んでもよい。
【００４８】
ここで用いられるときには、（例示的なゲッター素子１００のような）「ゲッター素子」は、分裂生成物１１０と化学反応できて、それによって入力流からある量の分裂生成物を除去できるような「ゲッター素子」を含む任意の構造物を指すことが意図される。ゲッター材料が、「ゲッター体」の中に導入されてもよいし、「ゲッター体」の中に形成されてもよい。例えば、ゲッター体は、支柱なしで立っている（ｆｒｅｅ−ｓｔａｎｄｉｎｇ）構造物、粒子の集まり（例えば粉末）、小さいカプセルまたはペレットであってもよい。ゲッター体は、ゲッター材料だけを含んでもよいし、ゲッター材料と、分裂生成物１１０と反応しない１つ以上の他の非ゲッター材料とを含んでもよい。いくつかの場合には、ゲッター素子は、ゲッター体を含み、また、ゲッター体を保持するための容器をも含む。
【００４９】
ゲッター素子１００は、ゲッター体と流体連通するように入力流１０８を配置するための１つ以上の経路を含む。一つの実施形態において、ゲッター体は、ゲッター体と、ゲッター素子１００を通る入力流１０８との間の、接触表面積を最大にするように設計された特性を有する。例えば、ゲッター体は、その全表面積を増加させる、孔または他の経路を含んでもよい。追加のおよび／または代替の実施形態において、ゲッター素子１００は、入力流１０８をゲッター体に接触するように方向づけるための１つ以上の拡散素子（ｄｉｆｆｕｓｉｎｇ  ｅｌｅｍｅｎｔ）を有する容器を含む。ゲッター素子１００およびゲッター体の中の、またはそれら全体の流体空間は、入力流１０８がゲッター材料に接触して化学反応して入力流から分裂生成物１１０を除去することを可能にする。
【００５０】
いくつかの実施形態において、ゲッター素子１００は、示されるように、燃料ピン（例えば燃料ピン１２０）に含まれない。むしろ、ゲッター素子１００は、標的の分裂生成物に接近可能な、核分裂原子炉１３０の中の他のどこかの位置に配置される。例えば、ゲッター素子１００は、核分裂原子炉１３０の反応容器および／または頭隙１４８の中の原子炉心の上の方に配置されて、燃料副集合体（燃料サブアセンブリー）（ｆｕｅｌ  ｓｕｂａｓｓｅｍｂｌｙ）を出る分裂生成物流体を受けてそれと反応するようであってもよい。
【００５１】
図面を簡素化するために、冷却材循環ループ、冷却材ポンプ、熱交換器、原子炉冷却材システムなどのような、例示的な核分裂原子炉１３０の特定の構造物が図１から省かれていることに注意すべきである。したがって、例示的な核分裂原子炉１３０は、図１に示されていない追加の構造物を含んでもよいことが理解されるべきである。
【００５２】
図２は、ゲッター材料２０４を含む塊（ｖｏｌｕｍｅ）によって形成された例示的なゲッター体２００を示す。ゲッター体２００は、ゲッター体２００を通して入力流２０８の流れを伝送するための少なくとも１つの貫通経路（ｔｈｒｏｕｇｈ−ｃｈａｎｎｅｌ）（例えば貫通経路２２０）を含む。貫通経路は、ゲッター体２００の一方の側から他の反対の側へ気体を運搬するのを促進するようにするために、ゲッター体２００の長手方向の長さに沿って（例えば、示されるように入力流２０８の方向に）伸びていてもよいし、および／または、１つ以上の他の方向に伸びていてもよい。
【００５３】
ゲッター体２００の貫通経路は、ここに開示された種々の実施形態において、種々の異なる形態を呈する。適切な形態は、限定されないが、相互に連結した空隙または孔、人工的に作られた（ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ）経路、および／または、（例えば、以下の図３Ａおよび図３Ｂに関してさらに述べるように、ゲッター体が無規律な（ｌｏｏｓｅ）粉末であるような実施形態における）離散的な粒子間の隔たりを含む。
【００５４】
入力流２０８は、気体、液体、またはそれらの組み合わせであってもよく、また、さらに、気体、液体、固体、溶解した、懸濁した、またはそれらの組み合わせたものであってもよい分裂生成物２１０を含む。一つの実施形態において、ゲッター材料２０４は、分裂生成物２１０と化学反応できる１つ以上の材料を含む。これに関して、分裂生成物２１０を含む入力流２０８がゲッター体２００に接触すると、ゲッター材料２０４が分裂生成物２１０と化学反応し、ゲッター体２００の中に保持される副産物を形成する一方、入力流２０８の残りは出力流２１２として、ゲッター体２００を出る、または、それを過ぎてまたはそれを通って移動する。したがって、出力流２１２は、入力流２０８より少ない分裂生成物２１０を含む。ゲッター材料との化学反応によって入力流２０８から分裂生成物２１０を除去する処理は、ここでは、「取り込み」とも称する（例えば、ゲッター体２００は分裂生成物２１０を「取り込む」）。一つの実施形態において、ゲッター体は、ある期間にわたって、例えば燃料ピンの有効寿命にわたって、燃料ピンの中で生成された選択された分裂生成物の実質的に全てのものの取り込みを提供するように特に人工的に作られる。ここで用いられるときには、選択された分裂生成物の「実質的に全て」とは、選択された分裂生成物の少なくとも９５％の、ある場合には９５％より多くの、取り込みを指す。
【００５５】
ゲッター体２００の貫通経路は複数の目的の役割を果たす。第１に、これらの貫通経路の存在は、特定の内容物（例えば不活性気体）が逃げられるようにすることによって、ゲッター体２００および／または対応する燃料ピンの領域において圧力を緩和するのに役立つ。第２に、これらの貫通経路の存在は、ゲッター体２００に対し、例えば高い燃焼度で、拡張して入って行く領域を提供し、それによって、関連する燃料ピンおよび／または燃料副集合体（ｓｕｂａｓｓｅｍｂｌｙ）の関連する領域への潜在的な損傷の可能性を減少させる。一つの実施形態において、貫通経路は、所定の熱拡張範囲の中でのゲッター材料の拡張にもかかわらず、貫通流を、予め選択された流量レベル（ｆｌｏｗ  ｌｅｖｅｌ）より上に維持するのに十分な、体積を有する。
【００５６】
第３に、これらの貫通経路の存在は、分裂生成物２０８と反応できる利用可能な表面積を増加させる。一つの実施形態において、これらの貫通経路の表面積は、特定の計算された量の分裂生成物２０８、例えば所定の時間間隔にわたって関連の燃料ピンによって生成されることが予想される分裂生成物２０８の実質的に全て、の取り込みを促進するように特に設計される。
【００５７】
入力流２０８の分裂生成物２１０は、揮発性または非揮発性の分裂生成物であってもよい。例示的な揮発性の分裂生成物は、限定されないが、セシウム（Ｃｓ）またはＣｓを主成分とした化合物（例えば、Ｃｓ２、ＣｓＢｒ、Ｃｓ２Ｉ２、ＣｓＩなど）、ルビジウム（Ｒｂ）またはＲｂを主成分とした化合物（Ｒｂ、Ｒｂ２、ＲｂＩ、ＲｂＢｒなど）、ストロンチウム（Ｓｒ）またはＳｒを主成分とした化合物（Ｓｒなど）、および、ヨード（およびその化合物）を含む。例示的な非揮発性の分裂生成物は、限定されないが、ジルコニウム、モリブデン、ネオジムなどを含む。
【００５８】
ゲッター材料２０４は、分裂生成物２１０と化学反応性のある、当該分野で公知の任意の材料を含む。種々の材料が適切なゲッター材料であるが、開示された技術のいくつかの実施形態は、ゲッター材料の中に金属酸化物を含み、例えば、ジルコニウム酸化物（例えばＺｒＯ２）、チタン酸化物（例えばＴｉＯ２）、モリブデン酸化物（例えばＭｏＯ２、ＭｏＯ３）、ニオブ酸化物（例えばＮｂＯ２、Ｎｂ２Ｏ５）、タンタル酸化物（例えばＴａ２Ｏ５）など、のうちの１つ以上である。検討されたゲッター材料は関係のある全ての分裂生成物に対して同等の反応性を示すわけではないので、ゲッター材料は、構成要素の混合物から成ってもよく、混合物の組成物は、ゲッター材料と１つ以上の標的の分裂生成物との間の反応を最大化するように仕立てられる（例えば７５％−Ｔａ２Ｏ３／２５％−Ｎｂ２Ｏ３混合物）。いくつかの実施形態では、これらの異種の構成要素を混ぜることは有利でありうるが、他の実施形態では、離散的な層が、ゲッター材料のその次の層との潜在的な有害な相互作用を防ぐために、優先的な段階で、流体から、標的の分裂生成物を選択的に除去するようにすることが有利でありうる。ゲッター材料はまた、結合剤、構造安定化剤などの１つ以上の非反応性の構成要素を含んでもよい。
【００５９】
一つの実施形態において、ゲッター材料２０４は、セシウム（Ｃｓ）またはＣｓを主成分とした化合物と反応する１つ以上の材料を含む。同じまたは他の実施形態において、ゲッター材料２０４は、ルビジウム（Ｒｂ）またはＲｂを主成分とした化合物と反応する少なくとも１つの材料を含む。同じまたは他の実施形態において、ゲッター材料２０４は、ヨードまたはヨードを主成分とした化合物と反応する少なくとも１つの材料を含む。
【００６０】
図２において、ゲッター体２００は、空隙構造物２０６（例えば孔）を含む、円筒形状の固体の構造物であるように示されている。一つの実施形態において、空隙構造物２０６は、開口した孔構造物を形成する、不規則にまたは規則的に分布する孔を含む。分布する孔は、大きさ、形状、内部接続性、構造安定性、分布概要などについて、選択的に人工的に作られてもよい。ゲッター体の中に空隙構造物２０６および／または他の経路を形成するのに適した種々の処理が存在し、これは、限定されないが、犠牲的鋳型処理（ｓａｃｒｉｆｉｃｉａｌ  ｔｅｍｐｌａｔｉｎｇ  ｐｒｏｃｅｓｓ）、付加的製造処理（ａｄｄｉｔｉｖｅ  ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）、鋳型複製処理（ｔｅｍｐｌａｔｅ  ｒｅｐｌｉｃａｔｉｏｎ）、および直接的泡立ち処理（ｄｉｒｅｃｔ  ｆｏａｍｉｎｇ）を含む。これらの方法について、以下に、より詳細に述べる。
【００６１】
一つの実施形態において、ゲッター体２００の空隙構造物２０６は、犠牲的鋳型処理によって形成される。例えば、空隙構造物２０６は、ゲッター材料２０４を空隙形成材料と混合することによって形成されうる。空隙は、空隙形成材料を除去（例えば焼き取り（ｂｕｒｎｉｎｇ  ｏｆｆ）または溶解）することによって形成される。空隙形成材料の除去の結果、ゲッター体２００のゲッター材料２０４の体積全体に、空隙（例えば孔または小空洞（ｃｅｌｌ））が形成される。犠牲的鋳型処理の実施形態の一例は、Ａｎｄｒｅ  Ｒ．  Ｓｔｕｄａｒｔ  ｅｔ  ａｌ．  ｉｎ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｒｏｕｔｅｓ  ｔｏ  Ｍａｃｒｏｐｏｒｏｕｓ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ：  Ｒｅｖｉｅｗ，  Ｊ．  Ａｍ．  Ｃｅｒａｍ．  Ｓｏｃ．  ８９  ［６］  １７７１−１７８９  （２００６）に記載されており、これはその全体がここに参照によって盛り込まれる。種々の処理が、ゲッター材料から空隙材料の除去処理に適している可能性があって、空隙構造物を形成する可能性があり、これは、溶解、（例えば燒結中、専用の焼き取り（ｂｕｒｎ−ｏｆｆ）サイクル中の）熱処理などのうちの任意の１つ以上のものを含む。例示的な犠牲的鋳型処理のさらなる詳細は、図１４Ａないし図２０に関して、以下に、より詳細に述べる。
【００６２】
他の実施形態において、ゲッター体２００の空隙構造物２０６は、付加的製造処理によって形成される。例えば、空隙構造物２０６は、３次元印刷処理によって組み立てられうる。これに関して、ゲッター体２００の空隙構造物２０６は、直接に人工的に作られてもよいし、また、その形成は、製造処理によって直接に制御されてもよい。３次元印刷材料に用いられる選択的レーザー燒結が追加的におよび／または代替的に適切であり、一般に、１９８６年１０月１７日に出願された米国特許４，８６３，５３８号に記載されており、これはその全体がここに参照によって盛り込まれる。例示的な付加的製造処理のさらなる詳細は、図２０ないし図２３に関して、以下に、より詳細に述べる。
【００６３】
他の実施形態において、ゲッター体２００の空隙構造物２０６は、鋳型複製処理によって形成される。例えば、孔（例えば小空洞（ｃｅｌｌｕｌａｒ）または多孔性構造物）は、空隙構造物をゲッター材料懸濁液（または前駆体溶液）に含浸（ｉｍｐｒｅｇｎａｔｉｏｎ）させることによって形成されてもよく、最初の多孔性材料として同じ（またはほぼ同じ）形態を示す、ある体積（量）（ｖｏｌｕｍｅ）の多孔性ゲッター材料が得られる。複製処理の一例は、Ａｎｄｒｅ  Ｒ．  Ｓｔｕｄａｒｔ  ｅｔ  ａｌ．  ｉｎ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｒｏｕｔｅｓ  ｔｏ  Ｍａｃｒｏｐｏｒｏｕｓ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ：  Ｒｅｖｉｅｗ，  Ｊ．  Ａｍ．  Ｃｅｒａｍ．  Ｓｏｃ．  ８９  ［６］  １７７１−１７８９  （２００６）に記載されており、これはその全体が上に参照によって盛り込まれる。鋳型複製処理における基本処理ステップは、図２４に関して述べる。
【００６４】
他の実施形態において、ゲッター体２００の空隙構造物２０６は、直接的泡立ち処理によって形成される。例えば、ゲッター体２００の空隙構造物２０６は、気体（例えば空気）をゲッター材料の懸濁液または液体形態（またはゲッター材料の前駆体溶液）に導入する処理によって形成されてもよく、これは、懸濁液または液体の中に泡立ち構造物（ｆｏａｍ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を確立する役割を果たす。その後、材料は、設定ステップまたは凝固ステップを受けて、泡立ちの中に形成された空隙構造物２０６において動かなくなる（ｌｏｃｋ）役割を果たす。直接的泡立ち処理の適切な一例は、Ａｎｄｒｅ  Ｒ．  Ｓｔｕｄａｒｔ  ｅｔ  ａｌ．  ｉｎ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｒｏｕｔｅｓ  ｔｏ  Ｍａｃｒｏｐｏｒｏｕｓ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ：  Ｒｅｖｉｅｗ，  Ｊ．  Ａｍ．  Ｃｅｒａｍ．  Ｓｏｃ．  ８９  ［６］  １７７１−１７８９  （２００６）に記載されており、これはその全体が上に参照によって盛り込まれる。鋳型複製処理における基本処理ステップは、図２５に関して述べる。
【００６５】
さらに他の実施形態において、ゲッター体２００の空隙構造物２０６は、他の物理的方法論（例えば、機械的研削、エッチングレーザー切除など）、または、化学的エッチングのような化学的方法論によって形成される。空隙構造物２０６を生成するために、上述の技術（例えば、犠牲的鋳型処理、付加的製造処理、鋳型複製処理、直接的泡立ち処理、化学的／物理的エッチング、研削、切除など）のうちの任意の２つ以上が組み合わされて用いられてもよいことに注意すべきである。例えば、初めはゲッター体２００に小さい空隙を生成するのに犠牲的鋳型処理を用いてもよく、その後、ゲッター体２００の分裂気体注入口の近くなどに、より大きい空隙を生成するのに機械加工処理を用いてもよい。
【００６６】
図３Ａおよび図３Ｂは、両端で蓋素子３１４ａ、３１４ｂの間に配置されるように構成された、および／または蓋素子に連結するように構成されたゲッター体３０２を含む例示的なゲッター素子３００の簡略化された概略画像を示す。他の構成（例えば図４Ａないし図５Ｂ）も考慮されるが、図３のゲッター体３０２は、空隙構造物３０６を含めて、支柱なしで立っている固体の素子である。動作時には、蓋素子３１４ａ、３１４ｂは、ゲッター体３０２への機械的な支持を提供する役割を果たすとともに、さらに、ゲッター素子３００を通っての入力流３０８の排出を促進する役割を果たす。
【００６７】
いくつかの実施形態において、主要ゲッター体（ｍａｉｎ  ｇｅｔｔｅｒ  ｂｏｄｙ）３０２は、支柱なしで立っている固体の構造物ではない。例えば、主要ゲッター体３０２は、粒子形態（例えば粉末）でもよいし、または、素子の集まり（例えば、粒子をさらに格納する固体のペレットまたは小さいカプセル）であってもよい。これらの実施形態において、蓋素子３１４ａ、３１４ｂは、主要ゲッター体３０２を入れてさらに支持するための、容器または支持骨組みと組み合わされて用いられてもよい。
【００６８】
蓋素子３１４ａ、３１４ｂは、高温と原子炉心の中性子束とを受けたときに変形に抵抗する熱安定性材料から出来ている。理想的な候補の材料は、入力流３０８に含まれる分裂生成物（例えば分裂生成物３１０）に対しても反応性を有しないものとしてもよい。蓋素子３１４ａ、３１４ｂの例示的な適切な材料は、例えば、鋼、耐熱金属／合金、または構造用セラミックスを含む。
【００６９】
図３Ａおよび図３Ｂでは、１つ以上の蓋素子３１４ａ、３１４ｂは、多孔性材料から形成されている。例えば、１つ以上の蓋素子３１４ａ、３１４ｂは、多孔性金属板３１３（例えば、図２Ｂに示すような多孔性金属円盤）を含んでもよい。他の多孔性構造物、例えば、排出孔、網状材料など、も考慮される。一つの実施形態において、蓋素子３１４ａ、３１４ｂは、ドリルで開けた穴（ｈｏｌｅ）のような複数の貫通穴を含む固体の構造物である。穴は、所望の流速、特定のゲッター材料、標的の分裂生成物などのような特定の実施形態の詳細に応じて、種々の大きさおよび分布であってよい。
【００７０】
図４Ａおよび図４Ｂは、蓋素子４１４ａ、４１４ｂの間に配置されるおよび／または蓋素子に連結するように構成されたゲッター体４０２を含む他の例示的なゲッター素子４００の簡略化された概略画像を示す。ゲッター体４０２は、空隙構造物４０６を有し、また、入力流４０８の中に含まれる分裂生成物４１０と反応するゲッター材料４０４を含み、それによって、入力流４０８と比べて、出力流４１２において分裂生成物４１０の濃度を減少させる。図３Ａ、図３Ｂの多孔性構造物と異なり、蓋素子４１４ａ、４１４ｂは、排出される（ｖｅｎｔｅｄ）金属板４１５（例えば、排出される金属円盤）である。蓋素子４１４ａ、４１４ｂの、適した構造物材料や他の詳細は、図３Ａ、図３Ｂに関して上述したものと同じまたは類似であってもよい。
【００７１】
図５Ａは、ゲッター素子での使用に適した例示的な支持構造物５００の簡略化された概略画像を示す。支持構造物５００は、端蓋５１４ａ、５１４ｂに連結された容器部５２１を含む。動作時に、支持構造物５００は、ゲッター体に対する機械的支持を提供してもよく、また、ゲッター素子および／またはゲッター体を通して入力流５０８の排出を促進してもよい。支持構造物５００は、（例えば、図４Ａの主要ゲッター体部４０２のような、）支柱なしで立っている固体のゲッター体を支持してもよいし、あるいは、支持構造物５００は、粒子形態（例えば粉末）のゲッター体や、そうでなければ、支柱なしで立っている素子の集まり（例えば、粒子をさらに格納する固体のペレットまたは小さいカプセル）として表されるゲッター体を支持してもよい。
【００７２】
容器部５２１は、選択された原子炉環境の、流体流、中性子照射および分裂生成物の存在下で、熱的、化学的および構造安定性を提供する任意の材料から形成されてもよい。一つの実施形態において、容器部５２１は、鋼から形成されている。他の適した容器材料は、耐熱金属／合金、および構造用セラミックスを含んでもよい。図５Ａ、図５Ｂには示していないが、容器部５２１は、流体および／または気体が、容器部５２１を通って、および、端蓋５１４ａ、５１４ｂの排出孔５１５または多孔性開口部を通って、流れることができるようにするための、容器部の周囲の周りの複数の開口部を含んでもよい。種々の実施形態において、設計および／または安全性を考慮して、蓋素子５１４ａにおける排出孔５１５の、任意の適した数、大きさ、位置、および／または分布が適宜用いられうる。
【００７３】
図５Ｂは、燃料ピン５１０の中にゲッター体（例えば図２のゲッター体２００または図３Ａおよび図３Ｂのゲッター体３００）を配置するための他の例示的な支持構造物５０２の簡略化された概略画像を示す。支持構造物５０２は、多孔性端蓋５１４ａ、５１４ｂを含むとともに、支持構造物５０２の中央へのおよびゲッター体（図示せず）の中での流体流の取り入れを可能にする、円筒状の側壁５２０における多くの周辺開口部（例えば開口部５１８）を有する中央体５１６を含む。一つの実施形態において、流体流が端蓋５１４ａを迂回して、円筒状の側壁５２０における開口部（例えば開口部５１８）のうちの１つ以上のものを通って支持構造物５０２に入ることができるように、支持構造物５０２の幅Ｗ１は、燃料ピン５１０の幅Ｗ２よりわずかに小さい。
【００７４】
図６は、ゲッター素子での使用に適した他の例示的な支持構造物６００の一部分の簡略化された概略画像を示す。支持構造物６００は、容器部６１７と拡散器集合体（ｄｉｆｆｕｓｅｒ  ａｓｓｅｍｂｌｙ）６０９とを含む。拡散器集合体６０９はさらに、拡散蓋部６１４と拡散経路部６２２（例えば細長い中央経路）とを含む。動作時に、ゲッター体（図示せず）は、容器部６１７の中に格納される。例えば、ゲッター体は、拡散経路部６２２を、囲むかまたは部分的に囲んでもよい。拡散器集合体６０９は、入力流６０８の気体または液体をゲッター体のゲッター材料と流体連通させるのに役立つ。例えば、拡散蓋部６１４と拡散経路部６２２とは、ゲッター体の中へ入る流体流通路および／またはゲッター体を通る流体流通路を提供する開口部（例えば孔、排出孔など）を含む。
【００７５】
拡散経路部６２２は、図６では、拡散経路部６２２の内部領域と拡散経路部６２２の外部領域との間を気体が自由に流れるようにする多くの穴を有する単一の中央経路として示されている。しかし、支持構造物６００は、拡散経路部６２２の代わりに、またはそれに加えて、複数の経路を含んでもよいことが理解されるべきである。例えば、拡散器集合体６０９は、容器部６１７の他の領域全体に分布する他の経路を含んでもよい。いくつかの場合には、拡散器集合体６０９は、ゲッター体を囲む多孔性環状経路などの、ゲッター体を囲む気体伝送経路を含む。
【００７６】
ゲッター体への分裂生成物６１０の取り込みによって、ゲッター体は、やがて、分裂生成物６１０を蓄積する。ゲッター体の中への分裂生成物６１０の蓄積の結果、容器部６１７を通る分裂気体流、および／または、容器部６１７の中のゲッター体全体の分裂気体流が減少する。いくつかの場合において、蓄積が激しい場所では、ゲッター体の１つ以上の多孔性構造物が封鎖（ｂｌｏｃｋｅｄ）されることがある。このような場合には、拡散器集合体６０９は、この封鎖にもかかわらずゲッター材料（図示せず）を通って入力流６０８の流れを維持するのに役立ちうる。さらに、拡散器集合体６０９は、ゲッター体のゲッター材料の体積拡張のときにゲッター体の中の流体流通路を通る流体流を確実にする役割も果たしうる。
【００７７】
拡散蓋部６１４は、多孔性金属またはセラミックス板または一組の排出穴を有する排出される板の形態のような、種々の形態を採用してもよい。拡散経路部６２２も多孔性であり、また、例えば、多孔性金属棒、または、一組の排出穴を有する金属棒であってもよい。いくつかの非金属材料（例えばセラミックス）もまた、拡散器集合体６０９の全てのまたは種々の構成要素を形成するのに適切でありうる。
【００７８】
図７は、空隙構造物７０６を有する他の例示的なゲッター体７０２の一部分の、端を前向きにした画像を示す。一つの実施形態において、ゲッター体７０２は、図５Ａ、図５Ｂの対応する支持構造物、および、図６の対応する支持構造物、のうちの一つのものの中に配置されるような大きさと形状になっている。動作時には、ゲッター体７０２の、図示された端部が、分裂生成物を含む入力流を受けうる。入力流がゲッター体７０２に接触すると、ゲッター体７０２のゲッター材料７０４が入力流の１つ以上の分裂生成物と化学反応し、その分裂生成物を入力流から除去する。
【００７９】
ゲッター体７０２は、支柱なしで立っている固体の構造物である。例えば、ゲッター体７０２は、多孔性燒結金属またはセラミックス構造物であってもよい。他の配置も考慮されるが、ゲッター体７０２の空隙構造物７０６は、ゲッター体７０２の中の位置に応じて大きさが変化するように配置される。例えば、空隙構造物７０６の大きさは、一般に、ゲッター体７０２の中央からの放射方向の距離に応じて減少してもよい。例えば、空隙構造物７０６の分布は、ゲッター体７０２の組み立て中に用いられる空隙形成構造物の大きさおよび／または重量によって影響されうる。これに関して、（例えば図１３ないし図２０に関して以下に述べるもののような）空隙形成構造物は、ゲッター材料７０４と混合されると、沈殿（ｓｅｔｔｌｉｎｇ）および／または撹拌処理によって、自己仕分け（ｓｅｌｆ−ｓｏｒｔ）して分布（例えば勾配（傾斜）分布（ｇｒａｄｉｅｎｔ  ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ））を形成するように作動しうる。
【００８０】
ゲッター体７０２の空隙構造物７０６は、任意のパターンまたは分布で、ゲッター体７０２全体に分布してもよい。いくつかの実施形態において、空隙構造物７０６は、分裂気体注入口の近くでは大きさがより大きい孔を含み、分裂気体排出口の近くでは大きさがより小さい孔を含む。
【００８１】
図８は、円筒形状であって、また、伝送経路（例えば、環状形状の空隙８０６）によって互いから分離されたゲッター材料の複数の同心領域８０４ａ、８０４ｂを含んでいる、他の例示的なゲッター体８０２の一部分の、端を前向きにした画像を示す。図示された配置は、ゲッター体８０２のゲッター材料と、ゲッター体８００を通って方向づけられる入力流（図示せず）と、の間の接触表面積を最大化するのに役立ちうる。一つの実施形態において、ゲッター材料の同心領域８０４ａ、８０４ｂは、燒結された金属またはセラミックス構造物のような、固体構造物である。他の実施形態において、ゲッター体８０２は、ゲッター容器の多くの多孔性の同心の骨組みのうちのそれぞれを充填する粉末によって形成される。種々の他の構成も考慮される（それらのうちのいくつかは、以下の図面に関して記載されている）。
【００８２】
図９は、例示的なゲッター素子９００が装備された原子炉の燃料ピン９２０の横断面図である。ゲッター素子９００が燃料ピン９２０の中に配置されて、燃料ピン９２０の核燃料９２２から入力流９０８（例えば分裂気体）を受けるように配置されていることが示されている。例えば、ゲッター素子９００は、核燃料９２２と入力流９０８の開始点との上流（ｕｐｓｔｒｅａｍ）の位置であって、分裂気体空間９２４の下流（ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ）の位置に、（単独で、または他のゲッター素子と組み合わされて）配置されている。他の実施形態においては、ゲッター素子９００は、分裂気体空間９２４の中に、（例えば、ゲッター素子９００の一方の端または両端で、空間の余地を有してまたは有さずに）配置される。
【００８３】
蓋素子９１４ａおよび９１４ｂは、ゲッター素子９００とその直接隣接した構造物との間の仕切りを提供する。一つの実施形態において、分離蓋９１４ａおよび９１４ｂは、多孔性の端蓋（例えば孔または排出孔を有する板）である。他の実施形態において、分離蓋９１４ａおよび９１４ｂは、入力流９０８によって生成した圧力下で開くバルブである。
【００８４】
ゲッター素子９００は、１つ以上の揮発性または不揮発性の分裂生成物９１０と化学反応して出力流９１２が得られるゲッター材料を含むゲッター体（図示せず）を含む。ゲッター素子９００を出る出力流９１２は、ゲッター素子９００に入る入力流９０８よりも低い揮発性分裂生成物含有量レベルを有している。一つの実施形態において、出力流９１２は、分裂空間９２４の１つ以上のピン排出孔などを通して、燃料ピン９２０から排出される。
【００８５】
いくつかの実施形態において、ゲッター材料は、セシウム、ルビジウム、ストロンチウムなどのような入力流９０８の１つ以上の揮発性の分裂生成物９１０と反応する。追加のまたは代替の実施形態において、ゲッター体のゲッター材料が、１つ以上の不揮発性の分裂生成物９１０と反応する。
【００８６】
図１０は、核燃料１０２２と分裂空間１０２４との間に直列に配置された２つの例示的なゲッター素子１０００ａ、１０００ｂを装備した原子炉の燃料ピン１０２０の横断面図である。動作時には、燃料１０２２からの分裂気体は、入力流１００８を介し、直列のゲッター素子１０００ａ、１０００ｂを通る。ゲッター素子１０００ａ、１０００ｂのそれぞれの中で、入力流１００８の中の１つ以上の分裂生成物１０１０がゲッター材料との化学反応を受け、それによって、入力流１００８を清浄化または部分的に清浄化し、出力流１０１２中の分裂生成物１０１０の濃度を減少させる。分離蓋１０１４ａ、１０１４ｂ、１０１４ｃは、多孔性であるか、または、入力流１００８の圧力下などで選択的に開放することができる、仕切りである。
【００８７】
一つの実施形態において、第１ゲッター素子１０００ａは、第１分裂生成物の取り込みを目的とするための第１ゲッター材料を含み、一方、第２ゲッター素子１０００ｂは、第２分裂生成物の取り込みを目的とするための第２ゲッター材料を含む。例えば、第１ゲッター素子１０００ａの第１材料は、第１の素子または化合物の取り込みを目的とするゲッター材料を含んでもよく、一方、第２ゲッター素子１０００ｂの第２材料は、第１の素子および／または他の異なる素子を含む他の化合物の取り込みを目的とするゲッター材料を含んでもよい。一つの例示的な実施形態において、２つのゲッター素子１０００ａおよび１０００ｂのうちの一方は、ニオブまたは酸化チタンのような、セシウムの取り込みのためのゲッター材料を含み、一方、２つのゲッター素子１０００ａおよび１０００ｂのうちの他方は、銀、銅またはバリウムのような、ヨウ素の取り込みのための、異なるゲッター材料を含む。
【００８８】
ここで、図１０の燃料ピン１０２０は２つのゲッター素子や上に挙げた材料に限定されず、これらは単に説明の目的のために提供されたものであることに注意する。他の実施形態は、２つより少ないまたは２つより多いゲッター素子を含んでもよい。
【００８９】
ここで、本開示の１つ以上のゲッター素子（例えば１０００ａ、１０００ｂ）の形状は、図１ないし図１０に示した円筒形状に限定されないことに注意する。本開示の１つ以上のゲッター素子１０００は、任意の一般的な幾何形状を採用しうる。他の実施形態では、１つ以上のゲッター素子１０００は、限定されないが、六角形プリズム形状、平行六面体形状、三角形プリズム形状、螺旋形状、円錐形状などを含む、種々の形状を採用する。一つの実施形態において、燃料ピン１０２０の中に含まれる１つ以上のゲッター素子１０００は、燃料ピン１０２０の内部形状に実質的に一致（ｃｏｎｆｏｒｍ）するように構成される。これに関して、１つ以上のゲッター素子１０００は、燃料ピン１０２０の形状に基づいて当該分野で公知の任意の形状を採用しうる。
【００９０】
本開示のゲッター素子（例えば１０００ａ、１０００ｂ）は、任意の核反応環境で動作することに適合しうることに注意する。燃料ピン１０２０の中に含まれる核燃料は、限定されないが、リサイクルされた核燃料、未燃核燃料および濃縮（ｅｎｒｉｃｈｅｄ）核燃料を含めて、当該分野で公知の核分裂性および／または燃料親（ｆｅｒｔｉｌｅ）核燃料を含んでもよい。
【００９１】
一つの実施形態において、燃料１０２２は、金属核燃料を含み、また、複数の他の燃料ピンに沿って金属燃料原子炉（ｍｅｔａｌ  ｆｕｅｌ  ｎｕｃｌｅａｒ  ｒｅａｃｔｏｒ）の炉心を形成するのに用いられる。一つの実施形態において、金属燃料原子炉は高速原子炉である。例えば、金属燃料原子炉は、限定されないが、搬送波原子炉などの増殖炉を含んでもよい。
【００９２】
図１１は、一組の燃料集合体（例えば燃料集合体１１３０）を含む原子炉心１１００の透視図である。各燃料集合体はさらに、一組の燃料ピンを含み、各燃料ピンは、ここですでに述べたような１つ以上のゲッター素子を含む。
【００９３】
原子炉心の燃料集合体の構造および配置は、当該分野で公知の任意の形態を採用しうる。図１１の例示的配置では、燃料集合体は六角形の配列で配置されている。図１１に示した配置は、本開示を限定するものではなく、単に説明の目的のために提供されたものであることに注意する。いくつかの実施形態において、燃料集合体は、限定されないが、円筒、平行六面体、三角形プリズム、円錐、螺旋構造などのような他の形状に従って配置される。
【００９４】
図１２は、一組の燃料ピン（例えば燃料ピン１１２０）を含む例示的な燃料集合体１２００の平面図である。燃料ピンのそれぞれには、分裂気体を清浄化して１つ以上の揮発性または非揮発性の分裂生成物を除去するための、１つ以上のゲッター素子が装備されている。図１２では、燃料ピンは円筒形状であり、六方最密充填配列で配置されている。しかし、この配置は、他の実施形態の他の形態を採用しうる。例えば、燃料集合体１２００の燃料ピン１２２０は、個々に、六角形、平行六面体、三角形、螺旋、円錐などの形状をしていてもよい。他の実施形態において、図示しないが、燃料集合体１２００の燃料ピン１２２０は、長方形配列、正方形配列、同心環配列などで配列されてもよい。
【００９５】
図１３は、原子炉の分裂気体出力流を清浄化するのに用いられるゲッター体を形成するための例示的な動作１３００を示す図である。決定動作１３０２は、選択されたある期間にわたって核分裂炉心からの流体流出力の中に含まれる分裂生成物の量を決定する。選択された期間は、単一または複数の燃料サイクルとすることができ、また、原子炉の単一の燃料ピンまたは燃料集合体の予想寿命としてもよい。異なる燃料集合体および／または燃料ピンは、異なる燃料要素に対して異なる予想される分裂生成物の決定を提供されうるような異なる予想寿命または燃料サイクルを有していてもよいことが理解されるべきである。流体流の中に含まれる分裂生成物の量はさらに、現在の燃料タイプおよび特定の期間にわたっての燃料要素の予想される中性子的環境（例えば燃料の燃焼）の任意の適切な中性子的方法および／またはモデルを用いて決定できる、選択された期間中に消費される核分裂燃料の特定の量に該当する。
【００９６】
提供動作１３０４は、核分裂原子炉心からの流体流出力の分裂生成物と反応性のあるゲッター材料を含むゲッター処理混合物を提供する。ゲッター体を形成するのに用いられるゲッター処理混合物の量は、以下に述べる動作１３０６および１３０８によって決定される。
【００９７】
他の決定動作１３０６は、選択された期間にわたって分裂生成物とゲッター材料との間の化学反応によって形成される反応生成物の所望の量を決定する。一つの実施形態において、反応生成物の所望の量は、ゲッター材料と、決定動作１３０２にて決定された分裂生成物の実質的に全てと、の間での反応から得られるものとして算出される量である。反応生成物の所望の量に基づいて、他の決定動作１３０８は、選択されたある期間において、反応生成物の所望の量を生成するのに必要なゲッター処理混合物の量または体積を特定するゲッター処理混合物の体積パラメータを決定する。決定動作１３０８はまた、ゲッター処理混合物の量を決定するだけではなく、反応生成物の所望の量の体積パラメータの取り込み（ｕｐｔａｋｅ）に適したゲッター材料の所望の体積量または密度をも決定しうる。特に、反応生成物は、取り込みが起きると、空隙構造物を減少させうるか、ゲッター材料の密度を増加させうるような、体積（ｖｏｌｕｍｅ）を有する。反応生成物の所望の量（または反応生成物の所定の量）のこの体積を決定することによって、反応生成物の所望の量の決定された体積に適合するまたはそれを超えるようなゲッター材料の体積パラメータを選択することができ、ゲッター材料を通る流体流が維持される（これは、選択された流速または流量レベルにまたはそれより上に維持されてもよい）こと、および／または、ゲッター材料の体積膨張が設計境界の中に留まること、が確実になる。例えば、ゲッター材料の体積パラメータは、限定されないが、孔の大きさ、孔濃度、ゲッター材料の理論的密度、ゲッター材料と犠牲的空隙形成構造物との質量比などのうちの任意の１つ以上を含んでもよい。
【００９８】
形成動作１３１０は、決定された体積パラメータによって規定されるゲッター体を形成する。ゲッター体は、ゲッター処理によって形成される。いくつかの実施形態において、形成動作１３１０はさらに、容器の中にゲッター体を配置することを必要とする（例えば、最終の「ゲッター素子」を形成することは、それを通る気体または液体の伝送のための少なくとも１つの経路または通路を含む）。
【００９９】
いくつかの実施形態において、ゲッター素子は、多孔性の容器の中の無規律な（ｌｏｏｓｅ）粉末、複数のペレット、粒子などの形態のゲッター体を含む。他の実施形態において、ゲッター体は、多くの相互に連結した孔または複数の空隙領域を含む固体の構造物などの、固体の（例えば支柱なしで立っている）構造物を生成する、多くの化学的および／または物理的処理によって形成される。したがって、ゲッター素子は、必ずしも容器を含んでいなくてもよい。ゲッター体は、細長い経路などの、他の種々の形状の経路または孔を含んでもよい。さらに他の実施形態において、ゲッター体は、複数の異なる多孔性の構成要素（例えば、支柱なしで立っている複数の多孔性のペレット、多孔性の拡散構成要素（ｄｉｆｆｕｓｉｎｇ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ）など）によって形成される。
【０１００】
図１４は、ゲッター処理混合物を調製し、複数の空隙（例えば孔）を有するゲッター体を形成する、一連の例示的な動作１４００を示す図である。例示的な動作１４００は、犠牲的な構造物を用いることによる空隙の生成を開示し、これは、熱および／または化学的処理にて分解する（それによって、ゲッター処理混合物の中に空隙を形成する）構造物である。（以下の図２０ないし図２５に関して記載されたものなどの）他の実施形態において、ゲッター体の空隙は、他の方法論および／または空隙形成構造物によって形成される。例えば、付加的製造処理、鋳型複製処理、および直接的泡立ち処理は全て、犠牲的な空隙形成構造物を用いない、適切な空隙形成構造物生成方法である。
【０１０１】
選択動作１４０２は、ゲッター処理混合物に含まれるある量のゲッター材料を選択する。ゲッター材料は、原子炉で１つ以上の揮発性または非揮発性の分裂生成物と化学反応するのに適した当該分野で公知の任意の単一または組み合わせた材料を含んでもよい。一つの実施形態において、ゲッター材料は、粉末形態で提供される。例えば、ステップ１４０２で提供されるゲッター材料は、限定されないが、金属酸化物粉末を含む。例えば、ステップ１４０２で提供される金属酸化物粉末は、限定されないが、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、ＭｏＯ２、ＭｏＯ３、ＮｂＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＶＯ２、Ｖ２Ｏ５、およびＣｒ２Ｏ３を含んでもよい。これらのうちの任意のものおよび類縁材料は、１つ以上の揮発性の分裂生成物と容易に化学反応することが示されており、これらは、限定されないが、Ｃｓ、ＣｓＢｒ、ＣｓＩ、Ｒｂ、ＲｂＩ、ＲｂＢｒまたは他のＲｂ化合物、ＳｒまたはＳｒを主成分とした化合物、ヨード（およびその化合物）を含む。上述のような１つ以上の反応性材料に加えて、ゲッター材料はまた、結合剤、構造安定化剤などの１つ以上の非反応性の構成要素を含んでもよい。
【０１０２】
一つの実施形態において、ゲッター材料は、１００ないし５００ｎｍの平均粒子径などの選択された粒子径を有する金属酸化物粉末を含む。他の実施形態において、ゲッター材料は、１００ｎｍまたはそれより小さい平均粒子径を有する金属酸化物粉末を含む。例えば、ゲッター材料は、限定されないが、１００ｎｍより小さい平均粒子径を有するある量のナノ粉末を含んでもよい。
【０１０３】
提供動作１４０４は、ゲッター処理混合物においてゲッター材料と組み合わせるためのある量の空隙形成構造物（例えば、犠牲的な空隙形成構造物）を提供する。一つの実施形態において、空隙形成構造物は、無酸素で昇温時に熱分解（例えば化学分解）を受ける公知の１つ以上の有機材料を含む。例えば、有機材料は、（例えば以下に述べる緻密化動作１４０８に適用される熱の間に到達する）適用された燒結温度かそれより低温で分解するように選択されてもよい。空隙形成構造物を形成するのに用いられる有機材料は、２００ないし６００℃の温度で破壊するように選択されてもよい。例えば、空隙形成構造物は、およそ５００℃より下の温度（例えば３３０ないし４１０℃）で分解する有機材料から形成されてもよい。一つの実施形態において、犠牲的な空隙形成構造物は、合成有機材料から形成される。例えば、空隙形成構造物は、当該分野で公知の任意の合成有機材料から形成されてもよく、限定されないが、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ナイロン（登録商標）、ナフタレンなどである。他の実施形態において、空隙形成構造物は、天然有機材料から形成される。例えば、空隙形成構造物は、当該分野で公知の任意の天然有機材料から形成されてもよく、限定されないが、ゼラチン、セルロース、澱粉、ワックスなどである。
【０１０４】
さらに他の実施形態において、空隙形成構造物は、化学処理で破壊する。例えば、空隙形成構造物は、１つ以上の水溶性イオン化合物から形成されてもよい。一つの実施形態において、空隙形成構造物は、１つ以上の塩を含む。例えば、塩を主成分とした空隙形成構造物は、限定されないが、ＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＬｉＣｌなどを含んでもよい。
【０１０５】
他の実施形態において、空隙形成構造物は、１つ以上の酸性浸出剤と反応する１つ以上の金属またはセラミックス化合物を含む。化学処理を用いる犠牲的鋳型処理は、一般に、Ｈ．  Ｗａｎｇ，  Ｉ．  Ｙ．  Ｓｕｎｇ，  Ｘ．  Ｄ．  Ｌｉ，    Ｄ．  Ｋｉｍ，  “Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｐｏｒｏｕｓ  ＳｉＣ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ  ｗｉｔｈ  Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｅｓ  ｂｙ  Ｓａｃｒｉｆｉｃｉｎｇ  Ｔｅｍｐｌａｔｅ  Ｍｅｔｈｏｄ，”  Ｊ．  Ｐｏｒｏｕｓ  Ｍａｔｅｒ．，  １１  ［４］  ２６５−７１  （２００４）に記載されており、これはその全体がここに参照によって盛り込まれる。化学処理を用いる犠牲的鋳型処理は、また、一般に、Ｈ．  Ｋｉｍ，  Ｃ．  ｄａ  Ｒｏｓａ，  Ｍ．  Ｂｏａｒｏ，  Ｊ．  Ｍ．  Ｖｏｈｓ，    Ｒ．  Ｊ．  Ｇｏｒｔｅ，  “Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｈｉｇｈｌｙ  Ｐｏｒｏｕｓ  Ｙｔｔｒｉａ−Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ  Ｚｉｒｃｏｎｉａ  ｂｙ  Ａｃｉｄ  Ｌｅａｃｈｉｎｇ  ｎｉｃｋｅｌ  ｆｒｏｍ  ａ  Ｎｉｃｋｅｌ−Ｙｔｔｒｉａ−Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ  Ｚｉｒｃｏｎｉａ  Ｃｅｒｍｅｔ，”  Ｊ．  Ａｍ．  Ｃｅｒａｍ．  Ｓｏｃ．，  ８５  ［６］  １４７３−６  （２００２）に記載されており、これはその全体がここに参照によって盛り込まれる。化学処理を用いる犠牲的鋳型処理は、また、一般に、Ｎ．  Ｍｉｙａｇａｗａ  および  Ｎ．  Ｓｈｉｎｏｈａｒａ，  “Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｐｏｒｏｕｓ  Ａｌｕｍｉｎａ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ  ｗｉｔｈ  Ｕｎｉ−Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｌｙ−Ａｒｒａｎｇｅｄ  Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｐｏｒｅｓ  Ｕｓｉｎｇ  ａ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｆｉｅｌｄ，”  Ｊ．  Ｃｅｒａｍ．  Ｓｏｃ．  Ｊｐｎ．，  １０７  ［７］  ６７３−７  （１９９９）に記載されており、これはその全体がここに参照によって盛り込まれる。
【０１０６】
一つの例示的な犠牲的鋳型処理法においては、固体の鋳型に、ゲッター材料を含む懸濁液を含浸させる。構造物は、（例えば上で示した公開物にて説明されているような）当該分野で公知の１つ以上の技術で固化し、鋳型構造物は、酸性浸出などによって除去される。例えば、サンゴにホットワックスを含浸させてもよく、ワックスを冷却してもよく、また、強い酸性溶液を用いてサンゴを浸出することもできる。
【０１０７】
他の実施形態において、空隙形成構造物は、昇華を受ける１つ以上の固体を含む。例えば、犠牲的な空隙形成構造物は、限定されないが、ナフタレンなどの、容易に昇華する任意の固体を含んでもよい。これに関して、１つ以上の固体の犠牲的な空隙形成構造物は、多孔性構造物を生成するためにゲッター処理混合物から昇華してもよい。
【０１０８】
空隙形成構造物は、ゲッター体を通る選択された分裂気体流を維持するのに十分な体積を有する空隙構造物を生成することができる。例えば、空隙形成構造物は、１０ないし３００μｍの大きさ分布を有する孔を生成してもよい。空隙形成構造物は、決定された空隙に対し、適宜、限定されないが、およそ１００マイクロメートル、１５０マイクロメートル、５０マイクロメートル、３０マイクロメートル、などの平均の大きさを有してもよい。上で挙げた大きさの範囲は、本開示を限定するものではなく、単に説明の目的のために提供されたものであることに注意する。選択される空隙形成構造物の大きさおよび／または濃度は、空隙構造物の空隙の所望の大きさに、および、得られるゲッター体の所望の密度に、依存してもよい。さらに、空隙形成構造物の大きさは、空隙構造物における反応性の材料の予想される体積増加の説明（原因）となる（ａｃｃｏｕｎｔ  ｆｏｒ）ように選択されてもよい。
【０１０９】
提供動作１４０４で提供される空隙形成構造物は、限定されないが、本開示の図１５Ａないし図１５Ｄに示す例示的な形状を含めて、当該分野で公知の任意の形状を採用しうる。
【０１１０】
本開示の多くは固体の空隙形成構造物を重点的に取り扱っているが、これは、本開示を限定するものではない。むしろ、空隙構造物は、液体または気体形態であってもよいことに注意する。例えば、空隙形成構造物は、ゲッター体から蒸発または昇華して空隙領域を生成する水および油を含んでもよい。さらに他の実施形態において、空隙形成構造物は、（例えば以下に述べる技術である直接的泡立ち処理におけるように、）ゲッター材料を含む液体構造物の中へ注入される気体などの、気体形態である。
【０１１１】
形成動作１４０６は、ゲッター材料の量と空隙形成構造物の量との両方を含むゲッター処理混合物を形成する。例えば、ゲッター材料と空隙形成構造物は、得られるゲッター体にて所望の空隙構造物を達成するために、任意の選択された比率で混合されてもよい。一つの実施形態において、ゲッター材料と空隙形成構造物との質量比は、限定されないが、１：１ないし３：１の比率を含んでもよい。例えば、ゲッター材料はナノ粉末であってもよく、ナノ粉末と球状ＰＥ空隙形成構造物との質量比は、限定されないが、以下のもののうちの１つ以上：１：１、１：２５：１、１．５：１、１．７５：１、２：１、２．２５：１、２．５０：１、２．７５：１または３．０：１を含んでもよい。
【０１１２】
一つの実施形態において、形成動作１４０６は、湿式混合（ｗｅｔ  ｍｉｘｉｎｇ）処理によってゲッター材料と空隙形成構造物とを混合する。例えば、空隙形成構造物は、ある場合には（例えば沈殿するのに十分大きい粒子を含む）懸濁液混合物でありうるような構成要素混合溶液を形成するための溶液と混合されてもよい。数ある構成要素の中でとりわけ、溶液は、例えば、水またはアルコール（例えばエタノール）を含んでもよい。
【０１１３】
形成動作１４０６は、いくつかの実施形態において、ゲッター材料の凝集（ｃｏｈｅｓｉｏｎ）に対しておよび／または空隙形成構造物から空隙の形成に対して支援するために、空隙形成構造物とゲッター材料とを含む混合物に、結合剤の追加を必要としてもよい。結合剤は、粉末処理の分野で公知の任意の結合剤を含んでもよい。例えば、結合剤は、限定されないが、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）を含んでもよい。例えば、ステップ１４０６の混合物は、限定されないが、重量で（ｂｙ  ｍａｓｓ）１〜１０％の結合剤（例えば重量で５％のＰＥＧ）を含んでもよい。結合剤は、湿式混合処理および乾式混合（ｄｒｙ  ｍｉｘｉｎｇ）処理の両方で有益でありうる。
【０１１４】
一つの湿式混合処理では、ゲッター材料、空隙形成構造物および溶液を含む懸濁液に、界面活性剤を加える。界面活性剤は、（例えば粉末形態の場合）ゲッター材料の分散を支援する役割を果たす。一つの実施形態において、界面活性剤は、ゲッター材料および／または犠牲的な空隙形成構造物を加える前に、溶液に加えられる。懸濁液に加えられる界面活性剤の量は、限定されないが、重量で０．０５〜２％（例えば重量で０．１％）を含んでもよい。界面活性剤は、限定されないが、ポリオキセスリエン（ｐｏｌｙｏｘｅｔｈｌｙｅｎｅ）（２０）ソルビタン  モノオレアートなどの、当該分野で公知の任意の界面活性剤を含んでもよい。
【０１１５】
他の例示的な湿式混合処理では、ゲッター処理混合物は、懸濁液（例えば、ゲッター材料、犠牲的な空隙形成構造物および溶液）であり、超音波槽を用いて処理される。例えば、超音波槽は、（例えば上述したような）結合剤および／または界面活性剤を加えた後に用いられてもよい。超音波槽は、ゲッター材料粉末の塊を破壊するのに役立つ可能性があり、また、溶液中でのゲッター材料と犠牲的な空隙形成構造物との均一な混合を促進する可能性がある。撹拌、網フィルターなどを含めて、粒子物質（ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  ｍａｔｔｅｒ）についての追加のまたは代替の濾過を用いてもよい。
【０１１６】
懸濁液を含む上述の実施形態のうちの任意のものにおいて、形成動作１４０６はさらに、懸濁液を乾燥させる１つ以上の動作を含んでもよい。例えば、懸濁液を乾燥させるために、溶鉱炉（ｆｕｒｎａｃｅ）またはオーブンを用いてもよい。
【０１１７】
上述の湿式混合および乾燥の技術とは対照的に、形成動作１４０６はまた、乾式混合処理であってもよい。例えば、ゲッター材料と空隙形成構造物とを含む乾燥した混合物を、限定されないが、混合器、タンブラーなどの、当該分野で公知の任意の混合機器を用いて混合してもよい。ここで、乾式混合処理において結合剤も用いてもよいことに注意する。一つの実施形態において、ゲッター材料粉末と空隙形成構造物とを乾燥させるために、選択された比率（例えば重量で１〜１０％の結合剤）で結合剤（例えばＰＥＧ）を加える。
【０１１８】
緻密化動作１４０８は、ゲッター処理混合物を緻密化する。一つの実施形態において、緻密化動作１４０８は、選択された圧力でゲッター処理混合物をプレス（ｐｒｅｓｓｉｎｇ）して、固められたペレットを形成することを含んでいる。適用される圧力は実施形態ごとに様々でありうるが、適用される圧力は、一般には、自立する固められた塊（ｖｏｌｕｍｅ）を形成するのに十分である。一つの実施形態において、緻密化動作１４０８は、ゲッター処理混合物に、２００ないし１３００ＭＰａの範囲（例えば７５０ＭＰａ）の圧力を適用する。
【０１１９】
ゲッター材料と空隙形成構造物は、当該分野で公知の任意の緻密化装置および／または技術を用いて固められてもよい。例えば、ゲッター材料と空隙形成構造物は、ペレット処理において当該分野で公知の任意のペレット金型を用いてプレスされてペレットにされてもよい。プレスされた塊の密度（例えば圧縮されたゲッター処理混合物）は、ゲッター処理混合物に適用される金型圧力によって、および／または、ゲッター処理混合物に含まれる空隙形成構造物の量によって、制御されてもよい。
【０１２０】
いくつかの実施形態において、緻密化動作１４０８は、燒結を必要とする。燒結は、例えば、選択された時間の間、選択された温度にまで、ゲッター処理混合物を加熱することを含んでもよい。一つの実施形態において、ゲッター処理混合物は、１０００ないし１５００℃の温度にまで加熱され、その温度で１ないし２４時間保持される。例えば、ゲッター処理混合物は、１３５０℃の温度にまで加熱されてその温度で４時間保持されてもよい。他の例では、固められた塊は、１１００℃の温度にまで加熱されてその温度で８時間保持されてもよい。セラミックス材料の燒結は、一般に、Ｂｏｒｇ，  Ｒ．  Ｊ．，  ＆  Ｄｉｅｎｅｓ，  Ｇ．  Ｊ．，  Ａｎ  Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｔｏ  Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ．  Ｓａｎ  Ｄｉｅｇｏ：  Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ  Ｉｎｃ．  （１９８８）に記載されており、これはその全体がここに参照によって盛り込まれる。
【０１２１】
いくつかの実施形態において、ゲッター処理混合物の燒結は、空隙形成構造物の熱破壊を引き起こしうる。具体的には、空隙形成構造物は破壊して（例えば熱分解を受ける）、ゲッター体を出て、固体のゲッター体を残してもよい。いくつかの実施形態において、燒結は、空隙形成構造物の熱分解を促進するための雰囲気中で行われる。例えば、燒結は、窒素を含む雰囲気（例えば空気）の存在下で行われてもよい。
【０１２２】
燒結を用いるいくつかの実施形態において、緻密化動作１４０８はさらに、空隙形成構造物の熱破壊を開始しておよび／または十分に促進するのに役立つように、燒結の前に、空隙形成構造物に対し、予熱処理を適用することを必要とする。例えば、燒結の前に空隙形成構造物を十分に燃やし尽くすようにするために、予熱処理は、選択された時間の間、燒結温度より低い中間温度にまで、ゲッター処理混合物を加熱する。例えば、ゲッター処理混合物は、４００ないし８００℃の中間温度にまで加熱されてその温度で１ないし１０時間保持されてもよい。一つの特定の実施形態において、固められた塊は、４時間、５００℃の中間温度にまで加熱される。
【０１２３】
緻密化動作１４０８にて加熱処理を用いる実施形態において、固められた塊は、選択されたランプ（ｒａｍｐ）速度にて制御されてもよい。例えば、固められた塊が燒結の前に粉々にならないことを確実にするために、空隙形成構造物の焼き取り（ｂｕｒｎ−ｏｆｆ）処理中での使用に対してランプ速度が選択される。一つの実施形態において、固められた塊の温度は、０．１ないし５℃／分の速度でランプされ、限定されないが、例えば１℃／分である。
【０１２４】
開示された技術のいくつかの実施形態は、緻密化動作１４０８（例えば加圧、加熱、燒結）を含まないことに注意すべきである。例えば、いくつかの空隙形成構造物は、沈殿などによって、自然に空隙を形成する能力があってもよい。さらに他の実施形態において、緻密化動作１４０８は、加熱や燒結を用いないような圧縮を必要とする。
【０１２５】
得られるゲッター素子の密度を制御するために、緻密化動作１４０８の種々のパラメータを選択可能であってもよい。例えば、固められた塊の密度、またそれゆえ、緻密化されたゲッター素子の密度を制御するようにするために、ゲッター材料と空隙形成構造物との（重量での）量の比率を制御してもよい。他の例では、ゲッター処理混合物および得られるゲッター素子の密度を制御するようにするために、緻密化動作１４０８によって適用される圧力を制御してもよい。さらに、特定の大きさまたは形状の勾配によって記述可能な空隙の分布を形成するように、空隙形成構造物の重量および大きさを選択してもよい。例えば、種々の大きさまたは形状の空隙形成構造物の沈殿または撹拌によって、分布が自然に生じてもよい。他の実施形態において、種々の大きさおよび／または形状を有する空隙形成構造物の複数の層が、ゲッター処理混合物に、規則正しく整然と生成される。
【０１２６】
図１５Ａないし図１５Ｄは、熱および／または化学的処理を受けたときに分解する犠牲的な空隙形成構造物の例示的な形状を示す。図１５Ａないし図１５Ｄの犠牲的な空隙形成構造物は、単に説明のためのものであり、ゲッター処理混合物から形成されるゲッター体において「空隙」を生成するのに用いられうる構造物の、非限定的な例である。具体的には、図１５Ａは、球状形状の犠牲的な空隙形成構造物１５００（例えば犠牲的な空隙形成構造物１５０２）の例示的な量を示す。他の実施形態において、犠牲的な空隙形成構造物は、楕円面（ｅｌｌｉｐｓｏｉｄｓ）、偏円回転楕円体（扁球面）（ｏｂｌａｔｅ  ｓｐｈｅｒｏｉｄｓ）、偏長回転楕円体（ｐｒｏｌａｔｅ  ｓｐｈｅｒｏｉｄｓ）などのように、種々の形状である。例えば、図１５Ｂは、楕円面（ｅｌｌｉｐｓｏｉｄａｌ）形状である犠牲的な空隙形成構造物の量１５０２を示す。図１５Ｃは、偏円回転楕円体（扁球面）形状（ｏｂｌａｔｅ−ｓｐｈｅｒｏｉｄ−ｓｈａｐｅｄ）である犠牲的な空隙形成構造物の例示的な量１５０４を示し、図１５Ｄは、偏長回転楕円体形状（ｐｒｏｌａｔｅ−ｓｐｈｅｒｏｉｄ−ｓｈａｐｅｄ）である犠牲的な空隙形成構造物の例示的な量１５０６を示す。
【０１２７】
ここで、５０ないし２００μｍの範囲の大きさ分布を有するＰＥから形成される球は、本開示の空隙形成構造物としての使用に適した３３０ないし４１０℃の温度で適切な熱分解を示すことに注意する。
【０１２８】
図１６は、図１４に関して記載された緻密化動作１４０８中に形成されたような、固められたゲッター処理混合物の塊（ｖｏｌｕｍｅ）１６００の一部分の概念図である。固められた塊は、塊１６００を通って流体流が運搬されるようにする少なくとも１つの貫通経路１６０６を提供する、ゲッター材料１６０２と空隙形成構造物１６０４とを含む、加圧された塊である。
【０１２９】
図１７は、適用された金型圧力に応じて達成されたゲッター処理混合物の理論的密度（ＴＤ）の割合を示すグラフ１７００である。グラフ１７００に示すように、密度は、ＴＤの割合の形で表現され、金型圧力の増加と共に増加する。一つの実施形態において、ゲッター素子での分裂生成物の取り込みを、ゲッター素子を通る十分な流れを維持する能力と釣り合わせるように、ゲッター素子の密度が選択される。一つの実施形態において、組み立てられたゲッター素子の密度は、２５ないし４５％ＴＤである。例えば、組み立てられたゲッター素子の密度は、３５ないし４０％ＴＤである。他の実施形態において、組み立てられたゲッター素子の密度は、５０ないし７０％ＴＤである。さらに他の実施形態において、組み立てられたゲッター素子の密度は、６０ないし７０％ＴＤである。
【０１３０】
図１８Ａは、ゲッター材料１８０４と混合した犠牲的な空隙形成構造物１８０６を含む例示的なゲッター体１８００を示す図である。図１８Ｂは、犠牲的な空隙形成構造物を分解する熱的または化学的処理を受けて空隙（例えば空隙１８０８）を残した後の例示的なゲッター体１８００を示す図である。いくつかの実施形態において、図１８Ｂのゲッター体１８００は、高圧と熱とを受けて、ゲッター体１８００を、燒結したペレットまたは他の構造物へと変化させる。
【０１３１】
図１９Ａおよび図１９Ｂは、本開示の１つ以上の実施形態に関して、球状のＰＥ空隙形成構造物を用いて形成されるゲッター素子の空隙構造物の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像を示す。より具体的には、図１９Ａは、組み立てられたゲッター素子の放射方向の横断面を示し、また、ゲッター素子の全ての空隙構造物を形成する多くの孔を示す図である。一つの実施形態において、図示された空隙構造物の平均の孔の大きさは、５０ないし２００μｍである。例えば、空隙構造物は、限定されないが、およそ１００〜１２０μｍの平均の孔の大きさを有していてもよい。空隙形成構造物は、適切でありうるような任意の適切な大きさおよび／または形状（または種々の大きさおよび形状でさえ）を有していてもよいことが理解されるべきである。例えば、空隙形成構造物は、２００μｍより大きい直径を有する構造物を含んでいてもよい。
【０１３２】
図１９Ｂは、空隙構造物の単一の孔の拡大画像を示し、また、燒結されたゲッター材料の粒子構造を示す図である。ここで、図１９Ａおよび図１９ＢのＳＥＭ画像に関するゲッター素子は、上述の範囲の中の密度を有しうることに注意する。
【０１３３】
図２０は、ゲッター素子を形成する、一連の例示的な付加的な組み立て動作を示す図である。上述のゲッター体形成処理（例えば図１４に関して記載された動作１４００）と異なり、付加的な組み立て処理動作２０００は、犠牲的な空隙形成構造物を全く用いずにゲッター体を形成する。例えば、付加的な組み立て処理動作２０００は、選択的レーザー燒結処理などによって空隙を生成する３Ｄ印刷を必要としてもよい。
【０１３４】
提供動作２００２は、ゲッター材料を提供する。一つの実施形態において、ゲッター材料は、粒子形態で提供される。例えば、ゲッター材料は、金属酸化物粉末（例えばＺｒＯ２、ＴｉＯ２、ＭｏＯ２、ＭｏＯ３、ＮｂＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＶＯ２、Ｖ２Ｏ５、およびＣｒ２Ｏ３）であってもよい。一つの実施形態において、ゲッター材料の平均粒子径は、１００ないし５００ｎｍである。他の実施形態において、平均粒子径は、１００ｎｍまたはそれより小さい。ゲッター材料および用いられる製造処理に依存して、異なる実施形態での使用に、５００ｎｍを超えるものも含めて、広い範囲の平均粒子径が適切でありうることが理解されるべきである。
【０１３５】
付加的な形成動作２００４は、ゲッター材料から、支柱なしで立っている３次元物体を合成するために、付加的な製造処理（例えば３Ｄ印刷）を用いる。支柱なしで立っている構造物は、集合的に、（例えば、以下の図２２ないし図２４に関して示されてさらに記載されたように、）ゲッター体を形成する。一つの例示的な適切な付加的な製造処理は、選択的レーザー燒結処理である。選択的レーザー燒結処理は、３Ｄモデルによって規定された空間における点でレーザーを狙って発射することによって粉末材料を燒結するためにレーザーを用い、それによって、材料同士を結合させて固体の構造物を生成する。選択的レーザー燒結処理は、一般に、１９８６年１０月１７日に出願された米国特許４，８６３，５３８に記載されており、これはその全体が上に参照によって盛り込まれる。
【０１３６】
例示的な組み立て動作２０００は、所定の適用に対する分裂生成物の取り込みを維持する能力がある任意のミクロ構造物および／またはマクロ構造物を含んでもよく、これは、ゲッター素子を通る十分な流れを維持しうる。いくつかの例示的なゲッター体は、図２１ないし図２３に示されている。
【０１３７】
図２１は、付加的な組み立て（例えば３Ｄ印刷）処理によって形成された例示的なゲッター体２１０２を示す図である。ゲッター体２１０２の種々の素子（例えば素子２１０４）は、異なる実施形態では異なる形状および大きさを呈しうる。一つの実施形態において、ゲッター体２１０２の素子は、相互に連結されておらず、容器（例えば、図示した分布を生成するための、円筒状の容器）の中に自由に配置されている。他の実施形態において、この異なる素子は、相互に連結されている。ゲッター体２１０２の、異なる素子同士の間の空間は、入力流２１０８の流体が当該伝送経路を通ってゲッター体２１０２の中でその伝送経路の活性表面と接触しうるような、伝送経路２１０６を生成する。
【０１３８】
図２２は、付加的な組み立て（例えば３Ｄ印刷）処理によって形成された他の例示的なゲッター体２２０２を示す図である。ゲッター体２２０２は、ゲッター体２２０２と入力流２２０８との間の接触表面積を最大化するために、孔２２０６の行と列とを含む、支柱なしで立っている単一の構造物である。
【０１３９】
図２３は、付加的な組み立てによって形成されたさらに他の例示的なゲッター体２３０２を示す図である。ゲッター体２３０２は、付加的な組み立て処理によって、相互に連結した構造物にそれぞれ加えられた、多くの個々の素子（例えば素子２３０４）を含む。ゲッター体２３０２の、異なる素子同士の間の空間は、入力流２３０８の気体または液体が当該伝送経路を通ってゲッター体２３０２の表面と接触しうるような、伝送経路２３０６を生成する。
【０１４０】
ゲッター体２３０２は、図２３にて陰影付けによって示されるように、異なるゲッター材料を含む異なる素子を含む。例えば、ゲッター素子の第１部分に印刷された第１素子２３０４は、第１ゲッター材料を含み、一方、ゲッター素子の第２部分に印刷された第２素子２３０５は、第２ゲッター材料を含む。これに関して、単一のゲッター体２３０２に２つ以上のタイプの材料が設けられてもよく、入力流２３０８からの２つ以上のタイプの分裂生成物またはより多くの生成物の、目的とする取り込みを促進する。例えば、第１素子２３０４は、セシウムを取り込むことを目的とするゲッター材料を含んでもよく、一方、第２素子２３０５は、他の元素または他のセシウム化合物を取り込むことを目的とするゲッター材料を含む。類似の処理によって形成された他のゲッター体は、２つより多い標的分裂生成物の取り込のための、２つより多い素子を含んでもよい。
【０１４１】
図２４は、犠牲的鋳型処理によってゲッター素子を形成する例示的な動作２４００を示す図である。提供動作２４０２は、核反応の標的の分裂生成物と反応性のあるゲッター材料を含む懸濁液を提供する。含浸動作２４０４は、鋳型構造物に懸濁液を含浸させる。凝固動作２４０６は、懸濁液を凝固させる。除去動作２４０８は、鋳型を除去して、多孔性鋳型をまねた（ｍｉｍｉｃｋｉｎｇ）多孔性構造物を有する凝固したゲッター素子を残す。例えば、除去動作２４０８は、多孔性鋳型構造物が分解するような熱および／または化学的処理を必要としてもよい。
【０１４２】
図２５は、直接的泡立ち動作によってゲッター素子を形成する例示的な動作２５００を示す図である。提供動作２５０２は、標的の分裂生成物と反応性のあるゲッター材料を含む懸濁液を提供する。導入動作２５０４は、懸濁液に気体を導入して、ゲッター材料を含む泡を形成する。第１凝固動作２５０６は、懸濁液を凝固させる。第２凝固動作２５０８は、泡を凝固させて、気体によって生成した空隙構造物を含むゲッター体を有する、凝固したゲッター素子を形成する。
【０１４３】
ここに記載の要素、動作、装置、物体およびそれらに付随する議論は、概念的な明瞭性の目的のための例として用いられており、種々の構成の修飾が考慮される。したがって、ここで用いられるときに、記載された特定の例や付随する議論は、それらのより一般的な分類の代表を表すことを意図している。一般に、任意の特定の例の使用は、その分類の代表を意図しており、特定の要素（例えば動作）、装置および物体の非限定は、制限するものとして理解すべきではない。
【０１４４】
さらに、明確に特許請求された、さもなければ特定の順序が特許請求の範囲によって本質的に必要とされているのでない限り、ここに記載の処理動作は、所望される、任意の順序、追加および削除を行って実行されてもよいことが理解されるべきである。上記の詳細な説明、実施例およびデータは、開示された技術の例示的な実施形態の構造と使用の完全な記述を提供する。開示された技術の多くの実施形態は、開示された技術の精神と範囲から逸脱することなく行うことができるため、開示された技術は、ここ以降に追加されている特許請求の範囲に属する。さらに、種々の実施形態の構造的特徴は、記載された請求項から逸脱することなく、さらに他の実施形態と組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１４５】
【図１】
【０１４６】
高速原子炉心を有する例示的な核分裂炉を示す図である。
【図２】ゲッター材料を含む体積によって形成される例示的なゲッター体を示す図である。
【図３Ａ】蓋素子によって支持されるゲッター体を含む例示的なゲッター素子を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ａに示される蓋素子の一つについての他の画像を示す図である。
【図４Ａ】蓋素子によって支持されるゲッター体を含む他の例示的なゲッター素子を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ａに示される蓋素子の一つについての他の画像を示す図である。
【図５Ａ】ゲッター素子での使用に適した例示的な支持構造物を示す図である。
【図５Ｂ】ゲッター素子での使用に適した他の例示的な支持構造物の簡略化された概略画像を示す図である。
【図６】ゲッター素子での使用に適した他の例示的な支持構造物を示す図である。
【図７】他の例示的なゲッター体の、端を前向きにした画像を示す図である。
【図８】さらに他の例示的なゲッター体の、端を前向きにした画像を示す図である。
【図９】例示的なゲッター素子を装備した原子炉の燃料ピンの横断面図である。
【図１０】核燃料と分裂空間との間に直列に配置された２つの例示的なゲッター素子を装備した原子炉の燃料ピンの横断面図である。
【図１１】ゲッター素子を含む一組の燃料ピンを含む例示的な燃料集合体の平面図である。
【図１２】一組の燃料集合体を含む原子炉心の透視図である。
【図１３】
【０１４７】
原子炉の分裂気体出力流を清浄化するのに用いられるゲッター体を形成するための例示的な動作を示す図である。
【図１４】ゲッター処理混合物を調製し、複数の空隙を有するゲッター体を形成する、一連の例示的な動作を示す図である。
【図１５Ａ】形状が球形である例示的なある量の犠牲的な空隙形成構造物を示す図である。
【図１５Ｂ】形状が楕円面（ｅｌｌｉｐｓｏｉｄａｌ）である例示的なある量の犠牲的な空隙形成構造物を示す図である。
【図１５Ｃ】偏円回転楕円体（扁球面）形状（ｏｂｌａｔｅ−ｓｐｈｅｒｏｉｄ−ｓｈａｐｅｄ）である例示的なある量の犠牲的な空隙形成構造物を示す図である。
【図１５Ｄ】偏長回転楕円体形状（ｐｒｏｌａｔｅ−ｓｐｈｅｒｏｉｄ−ｓｈａｐｅｄ）である例示的なある量の犠牲的な空隙形成構造物を示す図である。
【図１６】固められたゲッター処理混合物の塊の一部分の概念図である。
【図１７】
【０１４８】
適用された金型圧力に応じて達成されたゲッター処理混合物の理論的密度（ＴＤ）の割合を示すグラフである。
【図１８Ａ】犠牲的な空隙形成構造物とゲッター材料とを含む例示的なゲッター体を示す図である。
【図１８Ｂ】犠牲的な空隙形成構造物を分解する熱的または化学的処理を受けて空隙を残した後の図１９Ａの例示的なゲッター体を示す図である。
【図１９Ａ】組み立てられたゲッター素子の放射方向の横断面を示し、また、ゲッター素子の全ての空隙構造物を形成する多くの孔を示す図である。
【図１９Ｂ】図２０Ａの組み立てられたゲッター素子の単一の孔の拡大画像を示す図である。
【図２０】ゲッター素子を形成する、一連の例示的な付加的な組み立て動作を示す図である。
【図２１】
【０１４９】
付加的な組み立て処理によって形成された例示的なゲッター体を示す図である。
【図２２】付加的な組み立て処理によって形成された他の例示的なゲッター体を示す図である。
【図２３】付加的な組み立て処理によって形成されたさらに他の例示的なゲッター体を示す図である。
【図２４】
【０１５０】
犠牲的鋳型処理によってゲッター素子を形成する例示的な動作を示す図である。
【図２５】
【０１５１】
直接的泡立ち動作によってゲッター素子を形成する例示的な動作を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１４Ｄ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８Ａ−１８Ｂ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年12月18日(2018.12.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲッター素子の製造方法であって、
選択されたある期間にわたって核分裂炉心の流体流の中に含まれる分裂生成物の予想される量を決定するステップと、
選択された上記期間にわたって、予想される量の上記分裂生成物と、ゲッター材料と、の間で起こる化学反応にて形成される反応生成物の予想される量を特定するステップと、
上記分裂生成物の予想される量と反応生成物の予想される量とに基づいて、上記ゲッター材料を含むゲッター処理混合物の体積パラメータを決定するステップと、
決定された上記体積パラメータによって規定される少なくとも１つの貫通経路を含むゲッター体を、上記ゲッター処理混合物を用いて形成するステップと、
を含むことを特徴とする、ゲッター素子の製造方法。
【請求項２】
決定された上記体積パラメータは、予想される量の上記分裂生成物と、上記ゲッター材料と、の間の化学反応が、選択された上記期間にわたって、反応生成物の予想される量を生成するのを、促進するのに十分な表面積を規定することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
上記分裂生成物は、
セシウムおよびセシウム化合物のうちの１つ以上を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
上記ゲッター処理混合物の上記ゲッター材料は、
金属酸化物を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
上記金属酸化物は、ジルコニウム酸化物、チタン酸化物、モリブデン酸化物、ニオブ酸化物、タンタル酸化物、バナジウム酸化物およびクロム酸化物のうちの１つ以上を含むことを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
上記金属酸化物は、１００ないし５００ｎｍの平均粒子径を有することを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
上記金属酸化物は、１００ｎｍより小さい平均粒子径を有することを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
上記ゲッター体を形成するステップは、
上記ゲッター体の理論的密度の２５ないし４５％の密度を有するゲッター体を形成するステップを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
上記ゲッター体を形成するステップは、
上記ゲッター体の理論的密度の５０ないし７０％の密度を有するゲッター体を形成するステップを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
上記ゲッター体を多孔性容器の中に配置するステップと、上記多孔性容器を燃料ピンの中に配置するステップと、を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
上記多孔性容器を燃料ピンの中に配置するステップは、上記燃料ピンの中の分裂生成物源のうちの実質的に全てが、上記燃料ピンの中の上記ゲッター体の同じ側にあるように、上記多孔性容器を配置するステップを含むことを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
上記燃料ピンは、上記燃料ピンの中で生成された気体を原子炉の頭隙へ排出するように構成されていることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
上記ゲッター処理混合物は、上記流体流の第１分裂生成物との反応を促進するための第１ゲッター材料と、上記流体流の第２分裂生成物と反応するための第２ゲッター材料と、を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
上記ゲッター材料と複数の空隙形成構造物とを混合して上記ゲッター処理混合物を形成するステップを含み、
上記ゲッター体を形成するステップは、上記ゲッター処理材料から上記空隙形成構造物を除去して、少なくとも１つの貫通経路を形成するステップを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
上記空隙形成構造物は、有機材料から形成されることを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
上記空隙形成構造物は、５０ないし１５０ミクロンの平均径を有することを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
上記体積パラメータを決定するステップは、１：１ないし３：１のゲッター材料と空隙形成構造物との質量比として決定するステップを含むことを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
上記ゲッター体を形成するステップは、上記ゲッター処理混合物を緻密化するステップを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
上記ゲッター処理混合物を緻密化するステップは、約２００ないし約１３００ＭＰａの選択された圧力で上記ゲッター処理混合物をプレスするステップを含むことを特徴とする、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
緻密化された上記ゲッター処理混合物から複数の上記空隙形成構造物を除去するステップは、
上記ゲッター処理混合物に溶媒を加えて、複数の上記空隙形成構造物を溶解するステップを含むことを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
【請求項２１】
ゲッター素子であって、
入力流の中に含まれる分裂生成物と反応性のあるゲッター材料を含むゲッター体を含み、
上記ゲッター体は、上記ゲッター体を通る上記入力流の流れを促進するための少なくとも１つの貫通経路を含み、
上記ゲッター体は、所定の時間間隔の間、ゲッター素子を通る上記入力流の流れを維持するのに十分な体積パラメータを有し、
少なくとも１つの上記貫通経路は、上記所定の時間間隔の間、予め特定された量の上記分裂生成物を取り込むのに十分な反応表面積を含んでいることを特徴とする、ゲッター素子。
【請求項２２】
上記反応表面積は、上記所定の時間間隔の間、上記入力流の中の上記分裂生成物のうちの実質的に全てのものとの間での化学反応を提供するのに十分であることを特徴とする、請求項２１に記載のゲッター素子。
【請求項２３】
少なくとも１つの上記貫通経路は、複数の空隙を含むことを特徴とする、請求項２１に記載のゲッター素子。
【請求項２４】
複数の上記空隙は、所定の拡張範囲の中での上記ゲッター材料の拡張にもかかわらず、貫通流伝送を、選択された流量レベルより上に維持するのに十分な、体積を有することを特徴とする、請求項２３に記載のゲッター素子。
【国際調査報告】
2019511709.tif 000035
2019511709.tif 000036
2019511709.tif 000037