(57)【要約】  実例となる実施形態は、リアクター内の物質の動きを含む、分裂リアクターの動作および動作のシミュレーションを提示している。実施例および態様は、原子核分裂リアクターおよびリアクターモジュールを含み、モジュールの原子核リアクターおよびリアクターモジュールを含み、原子核分裂爆熱波型リアクターおよびリアクターモジュールを含み、モジュールの原子核分裂爆熱波型リアクターおよびモジュールを含み、上述のものを含んでいる核リアクターおよびモジュールを動作する方法を含み、上述のものを含んでいる核リアクターおよびモジュールを動作させることをシミュレーションする方法などを含む。
2013505460.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１セルにおける物質の量を調整するための方法であって、
（ａ）前記第１セルにおける前記物質の変化前の量および前記第１セルにおける流束に基づいて、前記第１セルにおける物質の量の平均変化率を決定し、
（ｂ）前記平均変化率に基づいて、前記第１セルにおける前記物質の最新の量を決定し、
（ｃ）量によって前記第１セルにおける前記物質の最新の量を調整することを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記平均変化率は、前記第１セルにおける前記物質の量の複数の瞬間の変化率の加重平均であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
（ｄ）前記量によって第２セルにおける前記物質の第２の量を調整することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
（ｅ）前記第１セルに対応する第１の物理的位置から前記第２セルに対応する第２の物理的位置に、前記物質に対応する物質の、前記量におよそ等しい質量を転送することを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
第２の量によって前記第２セルにおける前記物質の前記第２の量を調整することを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
（ｆ）前記第１セルに対応する第１の物理的位置から前記第２セルに対応する第２の物理的位置に、前記物質に対応する物質の、前記量におよそ等しい質量を転送し、
（ｇ）前記第１セルに対応する前記第２の物理的位置から第３の物理的位置に、前記物質の、前記第２の量におよそ等しい第２質量を転送することを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
（ｆ）前記第２の量によって、第３セルにおける前記物質の第３の量を調整することを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
（ｇ）前記第１セルに対応する第１の物理的位置から前記第２セルに対応する第２の物理的位置に、前記物質に対応する物質の、前記量におよそ等しい質量を転送し、
（ｈ）前記第１セルに対応する第２の物理的位置から前記第３セルに対応する第３の物理的位置に、前記物質の、前記第２の量におよそ等しい第２質量を転送することを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
（ｇ）第３の量によって第４セルにおける前記物質の第４の量を調整し、
（ｈ）前記第３の量によって前記第１セルにおける前記物質の最新の量を調整することを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
（ｅ）第２の量によって第３セルにおける前記物質の第３の量を調整し、
（ｆ）前記第２セルにおける前記物質の前記第２の量の少なくとも一部を前記第１セルに配分し、それによって前記第２セルにおける前記物質の残りの量を残し、（ｉ）第３の量によって前記第２セルにおける前記物質の前記第２の量を調整し、（ｉｉ）前記第３の量によって前記第１セルにおける前記物質の前記最新の量を調整することを含むことを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項１１】
（ｈ）処理（ａ）−（ｆ）の完了後および処理（ｇ）の完了前に、（ｉ）前記第１セルにおける前記物質の前記最新の量および前記第１セルにおける流束に基づいて、前記第１セルにおける前記物質の量の第２平均変化率を決定し、（ｉｉ）前記第２平均変化率に基づいて、前記第１セルにおける前記物質の第２の最新の量を決定することを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
（ｄ）処理（ａ）の前に、前記第１セルにおける第２物質の量に基づいて、前記第１セルにおける前記流束を決定することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
処理（ｄ）の前記決定は、前記第１セルにおける第２物質の量に基づいていることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
処理（ｄ）の前記決定は、前記第１セルにおける複数の物質それぞれの量に基づいていることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
処理（ｄ）は、（ｉ）前記第１セルにおける前記物質の前記変化前の量に基づいて、前記第１セルにおける流束の平均変化率を決定し、（ｉｉ）前記流束の平均変化率に基づいて、前記第１セルにおける前記流束を決定することを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記物質の前記最新の量に基づいて、前記第１セルにおける最新の流束を決定することを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
処理（ａ）−（ｄ）を繰り返すことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記流束は、中性子束であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
（ｄ）前記第１セルに対応する第１の物理的位置から前記物質に対応する物質の、前記質量におよそ等しい質量を転送することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
原子炉システムにおける中性子吸収材の推奨される動きを決定することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
原子炉システムにおいて推奨される冷却液の流体速度を決定することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
第１セルに関連した複数の物質の位置を調整するための方法であって、
（ａ）前記第１セルにおける物質の変化前の量および前記第１セルにおける流束に基づいて、前記第１セルにおける物質、複数の物質の量の平均変化率を決定し、
（ｂ）前記平均変化率に基づいて、前記第１セルにおける前記物質の最新の量を決定し、
（ｃ）前記複数の物質においてそれぞれの物質について処理（ａ），（ｂ）を実行し、
（ｄ）量によって前記第１セルにおける前記物質の前記最新の量を調整し、
（ｅ）前記量によって第２セルにおける前記物質の第２の量を調整し、
（ｆ）前記複数の物質においてそれぞれの物質について処理（ｄ），（ｅ）を実行することを特徴とする、方法。
【請求項２３】
前記平均変化率は、複数の瞬間の変化率の加重平均であることを特徴とする、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
（ｇ）処理（ｄ）の前に、（１）前記第２セルにおける複数の第２物質の前記物質の変化前の量および前記第２セルにおける第２流束に基づいて、前記第２セルに関連した複数の第２物質の物質の量の第２平均変化率を決定し、（２）前記第２平均変化率に基づいて、前記第２セルにおける前記物質の最新の量、複数の前記第２物質の最新の量を決定し、（３）複数の前記第２物質のそれぞれの物質について処理（ｇ）（１）および処理（ｇ）（２）を実行し、
（ｈ）処理（ｇ）の後に、（１）第２の量によって前記複数の第２物質の前記物質の前記最新の量を調整し、（２）前記第２の量によって第３セルにおける複数の前記第２物質の前記物質の第３の量を調整し、（３）複数の前記第２物質のそれぞれの物質について処理（ｈ）（１）および処理（ｈ）（２）を繰り返すことを特徴とする、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
（ｇ）処理（ａ）の前に、前記第１セルにおける前記物質の量に基づいて、前記第１セルにおける前記流束を決定することを特徴とする、請求項２２に記載の方法。
【請求項２６】
処理（ｇ）の前記決定は、前記第１セルにおける複数の物質それぞれの量に基づいていることを特徴とする、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
原子炉システムにおいて、中性子吸収材を移動させることを特徴とする、請求項１または２２に記載の方法。
【請求項２８】
原子炉システムにおいて、中性子吸収材を自動的に移動させることを特徴とする、請求項１または２２に記載の方法。
【請求項２９】
原子炉システムにおいて、冷却液の流体速度を自動的に調整することを特徴とする、請求項１または２２に記載の方法。
【請求項３０】
第１の物理的位置から第２の物理的位置まで、前記第１セルに関連する集合体を転送することを特徴とする、請求項２２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
〔背景〕
本発明は、原子核分裂リアクターと、それに関するシステム、アプリケーションおよび装置に関する。
【０００２】
〔要約〕
実例となる実施形態は、リアクター内の物質の動きを含む、分裂リアクターの動作および動作のシミュレーションを提示している。実施例および態様は、原子核分裂リアクターおよびリアクターモジュールを含み、モジュールの原子核リアクターおよびリアクターモジュールを含み、原子核分裂爆熱波型リアクターおよびリアクターモジュールを含み、モジュールの原子核分裂爆熱波型リアクターおよびモジュールを含み、上述のものを含んでいる核リアクターおよびモジュールを動作する方法を含み、上述のものを含んでいる核リアクターおよびモジュールを動作させることをシミュレーションする方法などを含む。
【０００３】
先の要約は、例示であり、任意の方法において制限することは意図していない。例示の態様、実施形態および上述の特徴に加えて、さらなる態様、実施形態および特徴は、図および以下の詳細な記載に対する言及によって明らかになっている。
【０００４】
〔図面の簡単な説明〕
ここに組み込まれ、明細書の一部を形成する付随の図は本発明を例示し、その記述とともに、さらに発明の原理について説明するのに役立ち、当業者が発明を行いおよび使用することを可能にするのに役立つ。
【０００５】
図１Ａは、典型的な原子核分裂リアクターを概略的に示す図である。
【０００６】
図１Ｂは、原子核分裂爆燃波型リアクターの一例の概略的な形状を示す外観図である。
【０００７】
図１Ｃは、典型的な流体冷却を示す概略的な図である。
【０００８】
図２Ａおよび２Ｂは、典型的な原子核分裂燃料アセンブリの一例を概略的に示す図である。
【０００９】
図３は、典型的な非隣接の原子核分裂燃料物質の一例を概略的に示す図である。
【００１０】
図４は、典型的なモジュールの原子核分裂燃料炉心の一例を概略的に示す図である。
【００１１】
図５Ａおよび図５Ｂは、構造に影響する典型的な中性子の一例を概略的に示す図である。
【００１２】
図６Ａおよび図６Ｂは、典型的な、核照射と物質の運動の一例を概略的に示す図である。
【００１３】
図７Ａから図７Ｃは、核反応の典型的な温度制御の一例を概略的に示す図である。
【００１４】
図８Ａから図８Ｃは、典型的なセルおよびセルの集まりの一例を概略的に示す図である。
【００１５】
図９は、典型的な核分裂収量曲線の一例を示す図である。
【００１６】
図１０は、典型的なリアクター制御システムの一例を概略的に示す図である。
【００１７】
図１１−２２は、原子炉をシミュレートおよび制御するために関連した方法の一例を示すフローチャートである。
【００１８】
本発明は、付随の図に関して述べられる。図において、類似の番号は、同一または類似の部品を示す。さらに、番号の左端の数字は、番号が最初に現れる図を特定する。
【００１９】
〔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。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。
【００２０】
要約（サマリー、アブストラクト）のセクションではなく、詳細な説明のセクションが、クレームを解釈するために使用されることを意図している。要約のセクションは、発明者によって考えられた本発明のすべてではなく、１以上を明記しており、したがって、任意の方法において、本発明および付随のクレームを制限することを意図していない。
【００２１】
特定の構成および配置が議論されているが、実例の目的のみに終わると理解されるべきである。当業者は、本発明の精神および範囲から外れることなく他の構成および配置が使用されることを認識している。この発明が様々な他の発明において使用されることは、当業者には明らかである。発明の範囲は、開示の実施形態に制限されない。本発明は、そこに付随されたクレームによって定められる。
【００２２】
「１つの実施形態」、「実施形態」、「この実施形態」、「例の実施形態」などという記述は、記載された実施形態が特別な特徴、構造または特性を含むことを示しているが、すべての実施形態が必ずしも特別な特徴、構造または特性を含んでいるとは限らないことを示す。さらに、そのような表現は、必ずしも同じ実施形態を示しているとは限らない。さらに、特別な特徴、構造または特性が実施形態との関係で記載されているとき、明示的に記述されているかどうかによって、他の実施形態との関係でそのような特徴、構造または特性を、当業者の知識内でもたらすと理解される。
【００２３】
いくつかの例において、１以上の部品は、ここにおいて、「・・・に構成された」、「・・・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」、「・・・することができる」、「・・・に構成可能である／構成されている」などと述べられている。
【００２４】
当業者は、文脈上、他の意味に解すべき場合を除き、そのような用語（例えば「・・・に構成された」）が一般的に、活性状態の部品および／または不活性状態の部品および／または待機状態の部品を含むことを認識しているだろう。当業者は、最先端の技術が、システムの態様におけるハードウエア、ソフトウエアおよび／またはファームウエアの実施の間に区別がほとんどない段階に向かっていると認識しているだろう。ハードウエア、ソフトウエアおよび／またはファームウエアの使用は、一般的に、（常にではないが、ある文脈上、ハードウエハとソフトウエアとの間の選択が重要になるという点において）費用と能率の兼ね合いで決まる設計事項である。当業者は、ここに記載されたプロセスおよび／またはシステムおよび／または他の技術が達成され得る様々な手段が存在することを認識し、好ましい手段がプロセスおよび／またはシステムおよび／または他の技術が利用される状況に応じて変化することを認識している。例えば、開発者が速度および精度が最高であると決定するならば、開発者は、主としてハードウエアおよび／またはファームウエアの手段を選択してもよい。また、柔軟性が最高であるならば、開発者は、主としてソフトウエアの実施を選択してもよい。または、開発者は、ハードウエア、ソフトウエアおよび／またはファームウエアのいくつかの組合せを選択してもよい。したがって、ここに記載されたプロセスおよび／または装置および／または他の技術が達成されるいくつかの可能な手段が存在し、そのことは、利用される任意の手段が利用される状況および開発者の特別な関心事に応じた選択であるという点において、他より本来優れていない。当業者は、実施の光学的側面が、典型的に光学的に適応したハードウエア、ソフトウエアおよび／またはファームウエアを利用していることを認識している。
【００２５】
先の詳細な説明は、ブロック図、フローチャートおよび／または例によって、装置および／またはプロセスの様々な実施形態を明記している。そのようなブロック図、フローチャートおよび／または例が１以上の機能および／または動作を含んでいる限りでは、そのようなブロック図、フローチャートまたは例において、ハードウエア、ソフトウエア、ファームウエアまたは事実上任意の組合せによって、個々におよび／または集合的に機能および／または動作が実施され得る当業者によって理解される。実施形態において、ここに記載されている主題のいくつかの部分は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、デジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）または他の統合フォーマットによって実施されてもよい。しかしながら、当業者は、全体または部分的に、ここに開示されている実施形態のいくつかの態様が、集積回路において等しく実施され得ること、および、回路の設計および／またはソフトウエアおよび／またはファームウエアのコードの記述がこの開示の範囲に照らし、当業者の技術内で適切であることを認識している。集積回路は、１以上のコンピュータにおいて動作する１以上のコンピュータプログラム（例えば、１以上のコンピュータシステムにおいて動作する１以上のプログラム）、１以上のプロセッサにおいて動作する１以上のプログラム（例えば、１以上のマイクロプロセッサにおいて動作する１以上のプログラム）、ファームウエアまたは事実上任意の組合せのようなものである。さらに、当業者は、ここに記載されている主題の機構が様々な形式のプログラム製品として配布されることが可能であり、ここに記載されている主題の実例となる実施形態が、その配布を実際に実行するために使用される特定のタイプの信号搬送媒体に関わらずに適応していることを認識している。信号搬送媒体の例は、次に記載のものに限るものではないが、次に記載のものを含んでいる。フロッピディスク、ハードディスクドライブ、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）、デジタルテープ、コンピュータメモリなどのような記録可能なタイプの媒体。そして、デジタルおよび／またはアナログ通信媒体（例えば光ファイバーケーブル、導波管、有線通信リンク、無線通信リンク（例えば、送信機、受信機、送信理論、受信理論など）など）のような送信タイプの媒体。
【００２６】
概要を示す目的で、実例となる実施形態は、原子核分裂リアクター、装置およびそれらの動作およびシミュレーションのための方法を提供する。実例となる実施形態および態様は、原子核分裂リアクターおよびリアクターモジュールを含み、モジュールの原子核リアクターおよびリアクターモジュールを含み、原子核分裂爆熱波型リアクターおよびリアクターモジュールを含み、モジュールの原子核分裂爆熱波型リアクターおよびモジュールを含み、上述のものを含んでいる核リアクターおよびモジュールを動作する方法を含み、上述のものを含んでいる核リアクターおよびモジュールを動作させることをシミュレーションする方法などを含む。
【００２７】
また、概要と図１Ａを述べる目的で、実例となる原子核分裂リアクター１０は、制限ではなく例示の目的で議論されている。原子核分裂リアクター１０は、制限するものではないが、原子核分裂爆燃波型リアクターである。原子核分裂リアクター１０は、原子炉容器１２内に設けられた原子核分裂炉心１００と、１以上のリアクター冷却材ループ１４を有するリアクター冷却システムとを含む。
【００２８】
リアクターは、１以上の原子炉モジュール、例えば図１Ｂに例示されている典型的なモジュールリアクター５０を含むモジュールの設計であってもよい。それぞれのリアクターモジュール１２は、リアクター冷却システム５６を介して、少なくとも１つのヒートシンク５８と流動的に通じるように連結されている。したがって、原子炉モジュールそれぞれは、完全に独立した原子炉システムそれ自体で考えられてもよい。原子炉モジュールは、少なくとも他の隣接したリアクターモジュールに中性子的（neutronically）に連結されていてもよい。したがって、隣接した原子炉モジュールは、物理的に互いに離れた状態で中性子的（neutronically）に統合されていてもよい。
【００２９】
リアクター１０およびリアクター５０のようなリアクターの制御およびシミュレーションの理解を与えるために、例を制限しない目的で、最初に明記される。多くのリアクターの実施形態が考えられている一方で、これらの例のいくつかに制限するものではなく、「ＭＯＤＵＬＡＲ  ＮＵＣＬＥＡＲ  ＦＩＳＳＩＯＮ  ＲＥＡＣＴＯＲ」と題された米国特許出願１２／０６９，９０７（発明者：ＡＨＬＦＥＬＤ，ＣＨＡＲＬＥＳ  Ｅ．，ＧＩＬＬＥＬＡＮＤ，ＪＯＨＮ  ＲＯＧＥＲＳ，ＨＹＤＥ，ＲＯＤＥＲＩＣＫ  Ａ．，ＩＳＨＩＫＡＷＡ，ＭＵＲＩＥＬ  Ｙ．，ＭＣＡＬＥＥＳ，ＤＡＶＩＤ  Ｇ．，ＭＹＨＲＶＯＬＤ，ＮＡＴＨＡＮ  Ｐ．，ＷＨＩＴＭＥＲ，ＣＨＡＲＬＥＳ，ａｎｄ  ＷＯＯＤ，ＬＯＷＥＬＬ  Ｌ．、２００８年２月１２日出願）、「ＡＵＴＯＭＡＴＥＤ  ＮＵＣＬＥＡＲ  ＰＯＷＥＲ  ＲＥＡＣＴＯＲ  ＦＯＲ  ＬＯＮＧ−ＴＥＲＭ  ＯＰＥＲＡＴＩＯＮ」と題された米国特許出願１１／６０５，９４３（発明者：ＲＯＤＥＲＩＣＫ  Ａ．ＨＹＤＥ，ＭＵＲＩＥＬ  Ｙ．ＩＳＨＩＫＡＷＡ，ＮＡＴＨＡＮ  Ｐ．ＭＹＨＲＶＯＬＤ，ＡＮＤ  ＬＯＷＥＬＬ  Ｌ．ＷＯＯＤ，ＪＲ．、２００６年１１月２８日出願）、「ＭＥＴＨＯＤ  ＡＮＤ  ＳＹＳＴＥＭ  ＦＯＲ  ＰＲＯＶＩＤＩＮＧ  ＦＵＥＬ  ＩＮ  Ａ  ＮＵＣＬＥＡＲ  ＲＥＡＣＴＯＲ」と題された米国特許出願１１／６０５，９３３（発明者：ＲＯＤＥＲＩＣＫ  Ａ．ＨＹＤＥ，ＭＵＲＩＥＬ  Ｙ．ＩＳＨＩＫＡＷＡ，ＮＡＴＨＡＮ  Ｐ．ＭＹＨＲＶＯＬＤ，ＡＮＤ  ＬＯＷＥＬＬ  Ｌ．ＷＯＯＤ，ＪＲ、２００６年１１月２８日出願）において例示され、それら全体のコンテンツは、参照によってそれらの全体において組み入れられる。
【００３０】
そして、詳細は、リアクターのいくつかの実例となる実施形態および態様に関して明記される。
【００３１】
〔考察〕
リアクター１０およびリアクター５０のようなリアクターの詳細について述べる前に、リアクターの実施形態についてのいくつかの考察は、制限として解釈されるものではなく、概略を示す目的で与えられる。いくつかのリアクターの実施形態は、以下に議論される多くの考察に焦点をあてている。一方で、いくつかの他のリアクターの実施形態は、１つまたはこれらの考察のうち選択されたいくつかに焦点をあて、以下に述べられるすべての考察に適応させる必要はない。
【００３２】
リアクターの実施形態において使用のために構想を描かれた原子核分裂燃料のいくつかは、典型的には、ウラン、トリウム、プルトニウムまたは燃焼型原子核分裂アセンブリのように広範囲に利用可能である。他の、他のアクチニド元素または同位体のような、あまり広く利用可能でない原子核分裂燃料は、リアクターの実施形態において使用されてもよい。いくつかのリアクターの実施形態が長期間のフルパワーまたは部分的なパワーで、凡そ１／３世紀、１／２世紀またはそれ以上のオーダーにおいて、動作を考えているが、いくつかの実施形態の態様は、核の補給を考えていない。しかしながら、他のリアクターの実施形態は、核の補給を考えている。いくつかの場合において、実施形態は、寿命末期において埋設場所を考えてもよい。核の補給は、停止の期間および／または動作の間に行なってもよい。原子核分裂燃料再処理がいくつかの場合において避けられてもよいと考えられ、それにより軍事的使用および他の問題への転用となる可能性を減らす。
【００３３】
いくつかのリアクターの実施形態は、地下に位置していてもよく、それにより生物圏への大きな、不意の放射能の放出および小さく、定常的な放出に取り組む。いくつかの実施形態は、動作制御を最小限するようにしていてもよく、それによって実用的なものと同等に実施形態を自動化する。いくつかの実施形態において、ライフサイクル指向の設計が考えられており、それら実施形態は、寿命末期に、起動から停止まで動作することができる。いくつかのライフサイクル指向の設計において、実施形態は、本質的に完全な自動方式で動作してもよい。いくつかの実施形態は、モジュール化された構造に向いている。最後に、いくつかの実施形態は、燃焼度の基準、出力密度および中性子束の評価および他のパラメータのような、様々な設計考察に対応する高出力密度または選択された出力密度に応じて設計されてもよい。
【００３４】
動作中において、リアクター、特に炉心領域における物質（材料）（例えば、元素および元素の同位体）は、時間とともに変化する。例えば、燃料の原子が核分裂して分裂生成物となる。燃料、構造材料、有毒物質（リアクターに意図的に挿入された分裂生成物毒または有毒物質）などの原子は、中性子を吸収し、他の同位体または元素になる。これらの変化は、設計および短期間および長期間の両方におけるリアクター制御によって説明されてもよい。炉心を通って物質を動かす能力は、リアクターの寿命を有効に増加させる。
【００３５】
様々なリアクターの実施形態におけるいくつかの特徴は、上述の考察のいくつかから生じる。例えば、核の補給のためのための停止なしでフルパワーで動作する１／３−１／２世紀（またはそれ以上）を達成するための要求と、核分裂燃料の再処理を回避するための要求とに同時に応じることは、高速中性子スペクトルの使用を伴う。他の例として、いくつかの実施形態において、反応度（αＴ）の負の温度係数は、中性子の強力な吸収または他の反応度制御へのアプローチで実施される局所反応性における負のフィードバックによるように、リアクターにおいてうまく処理される。代わりに、または、さらに、いくつかの実施形態は、全体または部分的において、いくつかの期間のための中性子減速材の置き換えおよび／または挿入のようなスペクトル制御方法を使用する中性子束におけるスペクトルシフトを達成することによって、分裂過程を制御するよう構成されている。さらなる例として、いくつかのモジュールの爆燃波型の実施形態において、分散したサーモスタットは、原子核分裂燃料燃焼の原子核分裂爆燃波モードの伝搬を可能にさせる。このモードは、天然ウランまたはトリウムのような高燃焼率の高濃度でないアクチニド燃料と、炉心の燃料チャージにおいて核分裂物質の適度な同位体濃縮の比較的小さい「原子核分裂点火装置」領域の使用とを同時に許容する。他の例として、いくつかの実施形態において、何重もの冗長性が、第１および第２炉心冷却に設けられる。
【００３６】
〔原子核分裂リアクターの典型的な実施形態〕
いくつかのリアクターの実施形態についてのいくつかの考察は、明記され、さらに原子核分裂リアクターの典型的な実施形態に関する詳細が説明される。典型的な原子炉の実施形態についての次の記述は、例を制限しない目的で、制限することを目的とせずに、与えられる。上述のように、リアクターのいくつかの実施形態は、リアクター１０の態様と同様に考えられる。リアクター１０の典型的な実施形態に関する詳細が述べられた後に、他の実施形態および態様は、議論される。
【００３７】
図１Ａを参照して、リアクター１０の典型的な実施形態は、リアクター圧力容器１２内に設けられている炉心集合体１００を含む。炉心集合体１００のいくつかの実施形態および態様として、後述されるものが考えられる。詳細に後述されるいくつかの特徴は、原子核分裂燃料物質、それぞれの原子核工学、核燃料集合体、燃料形状および完全なリアクターシステムにおける炉心集合体１００の動作およびシミュレーションを含む。
【００３８】
リアクター圧力容器１２は、当該技術において既知の任意の好ましい圧力容器であり、リアクター圧力容器における使用にとって好ましい任意の物質から構成されていてもよく、ステンレス鋼のようなものに制限されない。リアクター圧力容器１２内において、中性子反射体（図示せず）および放射シールド（図示せず）は、炉心集合体１００を囲む。いくつかの実施形態において、リアクター圧力容器１２は、地下に位置している。そのような場合、リアクター圧力容器１２は、炉心集合体１００のための埋設キャスクとしても機能することができる。これらの実施形態において、リアクター圧力容器１２は、長期的な環境分離のため、乾燥した砂のような隔離材料の領域（図示せず）によって適切に囲まれている。隔離材料の領域（図示せず）は、直径約１００メートルの大きさを有していてもよい。しかしながら、他の実施形態において、リアクター圧力容器１２は、地球表面上に、または、地球表面に向けて配置されている。
【００３９】
リアクター冷却材ループ１４は、炉心集合体１００内の原子核分裂からアプリケーション熱交換器１６に熱を運ぶ。リアクター冷却液は、特別なアプリケーション用に、所望のものが選択されてもよい。いくつかの実施形態において、リアクター冷却液は、適切には、ヘリウム（Ｈｅ）ガスである。他の実施形態において、リアクター冷却液は、適切には、他の圧縮された不活性ガスであってもよい。圧縮された不活性ガスは、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、または、水、ガスまたは超流体の二酸化炭素のような他の液体、または、ナトリウムまたは鉛のような液体金属、または、Ｐｂ−Ｂｉのような合金、または、ポリフェニル族のような有機的な冷却液、または、フロン類である。リアクター冷却材ループは、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、鋼、または、他の鉄や非金属グループの合金、または、チタンまたはジルコニウムに基づく合金で構成されていてもよいし、他の金属および合金で構成されていてもよいし、望まれるような他の構造物質または構成で構成されていてもよい。
【００４０】
いくつかの実施形態において、アプリケーション熱交換器１６は、蒸気を発生させる蒸気発生器であってもよい。蒸気発生器は、発電所２０内のタービン発電機１８のような機器類を回転するための原動機として設けられている。そのような場合において、炉心集合体１００は、適切に、高い運度圧力および１０００Ｋ以上のような高い作動温度で動作し、蒸気発生器において発生された蒸気は、過熱蒸気であってもよい。他の実施形態において、アプリケーション熱交換器１６は、低温低圧（すなわち、過熱蒸気である必要はない）で蒸気を発生させる任意の蒸気発生器であってもよく、炉心集合体１００は、５５０Ｋ未満の温度で動作する。これらの場合において、アプリケーション熱交換器１６は、海水用の、または、エタノールまたは同種のものに蒸留によってバイオマスを処理するための海水淡水化プラントのような装置にプロセス加熱を供給してもよい。
【００４１】
任意のリアクター冷却材ポンプ２２は、リアクター冷却液を炉心集合体１００およびアプリケーション熱交換器１６に循環させる。ここで、実例となる実施形態がポンプおよび重力で動く循環を示すが、他のアプローチはポンプまたは循環の構造を利用していなくてもよく、類似の幾何学的なものに制限されない。リアクター冷却材ポンプ２２は、炉心集合体１００がサーマルドライビングヘッド（thermal driving head）が発生していないアプリケーション熱交換器１６に対してほぼ垂直に位置している場合に、適切に設けられている。リアクター冷却材ポンプ２２は、炉心集合体１００が地下に設けられているときに、設けられていてもよい。しかしながら、炉心集合体１００が地下に位置しているとき、または炉心集合体１００がアプリケーション熱交換器１６より下の空間に垂直に任意の形式で位置しているとき、サーマルドライビングヘッド（thermal driving head）は、リアクター圧力容器１２を出るリアクター冷却液とアプリケーション熱交換器１６を出るリアクター冷却液との間において、リアクター圧力容器１２を出るリアクター冷却液より低温で、生じる。十分なサーマルドライビングヘッド（thermal driving head）が存在するとき、リアクター冷却材ポンプ２２は、炉心集合体１００にリアクター冷却液を十分に循環させることにより動作中の分裂から熱を取り除くために、設けられる必要がない。
【００４２】
いくつかの実施形態において、１以上のリアクター冷却材ループ１４が設けられていてもよく、それによって他のリアクター冷却材ループ１４のうち任意のものに、冷却液の事故、フロー事故の損失、冷却液事故の損失または第１から第２の漏れのような大事故に備えて冗長性を与える。リアクター冷却液１４それぞれはフルパワーの動作に合うように定められてもよいが、いくつかのアプリケーションは、この強制を取り除いてもよい。
【００４３】
いくつかの実施形態において、リアクター冷却液遮断バルブのような閉鎖部２４は、リアクター冷却液システム１４において並べて設けられる。冷却材ループ１４それぞれにおいて、閉鎖部２４は、リアクター圧力容器１２から出口ライン、および、アプリケーション熱交換器１６の出口からリアクター圧力容器１２の返却ラインに設けられていてもよい。閉鎖部２４は、緊急条件において、リアクター冷却液において重要な分裂生成物のエントレインメントの検出のような緊急条件下で素早く遮断する、高速動作の閉鎖部２４であってもよい。閉鎖部２４は、自動的に始動するバルブ（図示せず）を有する冗長性のあるシステムに加えて設けられていてもよい。
【００４４】
１以上の熱ダンプ熱交換器２６は、寿命後熱（崩壊熱）の除去のために設けられてもよい。熱ダンプ熱交換器２６は、炉心集合体１００を通る崩壊熱除去冷却液を循環するよう構成されている第１ループを含む。熱ダンプ熱交換器２６は、工学的熱ダンプヒートパイプネットワーク（図示せず）に連結されている第２ループを含む。例えば、いくつかの状況において、冗長の目的で、１以上の熱ダンプ熱交換器２６が設けられてもよい。熱ダンプ熱交換器２６は、崩壊熱除去冷却材ポンプの必要性なしに、十分なサーマルドライビングヘッド（thermal driving head）が崩壊熱除去冷却液の自然な流れを可能とするように設けられるように、炉心集合体１００の上方において、垂直方向に距離を離して位置していてもよい。しかしながら、いくつかの実施形態において、崩壊熱除去ポンプ（図示せず）が設けられてもよい。リアクター冷却材ポンプは、崩壊熱除去のために使用されてもよい。
【００４５】
ここで、典型的な実施形態におけるリアクター１０の概観が与えられ、他の実施形態および態様について説明される。最初に、炉心集合体１００の実施形態および態様について説明される。炉心集合体１００およびその原子核工学の概観が最初に詳述され、次に炉心集合体１００の典型的な実施形態および他の態様について述べられる。
【００４６】
概観によって、および、一般的用語によって与えられると、炉心集合体１００の構成要素は、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、レニウム（Ｒｅ）、マルテンサイトのステンレス鋼（例えばＨＴ９）、オーステナイトのステンレス鋼（例えば型式３１６）、炭素合成物、セラミックなどのようなステンレス鋼に限定するものではないが、それらステンレス鋼を含む様々な合金で構成されていてもよい。これらの物質は、炉心集合体１００が高温で動作するため、および、フルパワー動作で想定される全期間にわたる耐クリープ性、機械的加工性、および、耐腐食性のため、適切である。構成要素は、単一の物質、または物質の組合せ（例えば、塗料、合金、多層、合成物およびその他同種のもの）から構成されることができる。いくつかの実施形態において、炉心集合体１００は、アルミニウム（Ａｌ）、鋼、チタン（Ｔｉ）などのような他の物質が構成要素として単独で、または、組み合わせて使用されうるので、十分に低温で動作する。
【００４７】
爆燃波の実施形態において、炉心集合体１００は、小さい核分裂点火装置および大きい原子核分裂爆燃波伝搬領域を有していてもよい。原子核分裂爆燃波伝搬領域は、適切にトリウムまたはウラン燃料を含み、高速中性子スペクトル分裂増殖の一般的原理において機能する。いくつかの爆燃波の実施形態において、炉心集合体１００の全体にわたる一定の温度は、局所的中性子束を規制し、局所的な電力生産を制御するモジュールの温度を自動的に調整することによって維持される。爆燃波の実施形態のいくつかの例は、さらに「ＣＯＮＴＲＯＬＬＡＢＬＥ  ＬＯＮＧ  ＴＥＲＭ  ＯＰＥＲＡＴＩＯＮ  ＯＦ  Ａ  ＮＵＣＬＥＡＲ  ＲＥＡＣＴＯＲ（「’９３３の出願」）」と題された上述の米国特許出願１１／６０５，９３３において述べられており、参照によって全体に組み入れられる。
【００４８】
原子炉は、モジュールであってもよい。ここで、図１Ｂを参照して、実例となるモジュールのリアクター５０が示されている。典型的な実施形態におけるリアクター５０の次の記載は、無制限の例によって与えられ、制限される目的で与えられていない。上述のように、リアクター１０，５０のようないくつかの実施形態におけるリアクターは、リアクターのさらなる態様と同様に考えられる。リアクター１０，５０において例示されている特徴は、別々に、または、任意の適切な組合せで提供されてもよい。典型的な実施形態におけるリアクター５０に関する詳細が述べられた後、他の実施形態および態様が述べられる。
【００４９】
モジュールのリアクター５０は、例示によって示され、環状の配置またはリアクターモジュール５２の任意の他の配置にモジュールのリアクターを制限するものではない。そのような幾何学的配置または意図される任意のタイプにおける任意の幾何学的配置に制限されないと理解されるべきである。そのために、リアクターモジュール５２のさらなる配置は後述する。簡潔にするために、リアクターモジュール５２のさらなる配置についての記載は、ここに例示されたものに制限される。しかしながら、リアクターモジュール５２は、好ましい任意の方法で配置されていてもよく、原子核分裂爆燃波型リアクターモジュール５２に隣接して中性子結合していてもよいと認識されるべきである。
【００５０】
上述したように、典型的なモジュールリアクター５０は、適切にリアクターモジュール５２を含む。リアクターモジュール５２それぞれは、適切に、炉心５４およびリアクター冷却システム５６を含んでいてもよい。原子核分裂爆燃波型リアクターモジュール５２それぞれは、１以上の関連したリアクター冷却システム５６を介して、ヒートシンク５８と流動的に通じた状態で、動作的に連結されていてもよい。すなわち、リアクターモジュール５２それぞれは、完全に、スタンドアロンの原子炉と考えられてもよい。リアクターモジュール５２は、少なくとも１つの隣接したリアクターモジュール５２と連結していてもよい。多くの実施形態におけるモジュールリアクター５０が想定されるが、多くの想定される実施形態におけるモジュールリアクター５０の共通する特徴は、原子核分裂爆燃波の発生を介して、隣接するリアクターモジュール５２と中性子結合していることである、または、「ＭＯＤＵＬＡＲ  ＮＵＣＬＥＡＲ  ＦＩＳＳＩＯＮ  ＲＥＡＣＴＯＲ（’９０７の出願）」と題された上述の米国特許出願１２／０６９，９０７において述べられる「burnfront」であり、それは参照によって全体に組み入れられる。
【００５１】
図１Ｃを参照して、熱エネルギーは、他の実施形態によれば、原子核分裂炉心から除去されることができる。原子核分裂リアクター１１０において、原子核分裂は、熱発生領域１２０（例えば、燃料を運ぶ核心の全体にわたって、または、燃焼波面に伝搬されて）において生じる。凝縮相密度流体（例えば、水、液体金属、テルフェニル、ポリフェニル族、フロン類、ＦＬＩＢＥ（２ＬｉＦ−ＢｅＦ２）など）のような熱吸収材１６０は、矢印１５０によって示されるように、領域１２０を通過して流れ、熱は、熱発生領域１２０から熱吸収材１６０に運ばれる。いくつかの実施形態、例えば高速分裂スペクトル原子炉において、熱吸収材１６０は、核不活性物質（Ｈｅ４のような）が中性子スペクトルを最小に乱すよう選択される。他の実施形態における原子核分裂リアクター１１０において、他の実施形態における原子核分裂リアクター１１０において、中性子含量は、十分にロバストである。そのため、非核不活性の熱吸収材１６０は、好適に利用される。熱吸収材１６０は、熱発生領域１２０に熱的に接触しない熱除去領域１３０に流れる（例えば、自然な対流によって、または、強制運動によって）。熱エネルギー１４０は、熱除去領域１３０において熱吸収材１６０から除去される。熱吸収材１１０は、熱除去領域１３０における熱エネルギー１４０の除去上、液体の状態、多相の状態または本質的にガスの状態で存在し得る。
【００５２】
〔原子炉材料の典型的な動作〕
核燃料物質は、核燃料物質だけでなく、構造材料（例えば被覆物）も含んでいる。ここで、図２Ａを参照して、ここに記載されたものを含む任意のタイプの分裂リアクターを含む、リアクター２００は、そこに配置された原子核分裂燃料集合体２１０を含む。次の記載は、リアクター２００において使用される典型的な原子核分裂燃料集合体２１０の詳細を含む。図２Ｂを参照し、制限のない例が与えられると、ある実施形態において、原子核分裂燃料集合体２１０は、適切に原子核分裂燃料集合体２２０を含む。実施形態において、原子核分裂集合体２２０は、事前に燃焼されている。
【００５３】
「事前に燃焼した」という用語は、原子核分裂燃料集合体の少なくともいくつかの要素が中性子を媒体とした原子核分裂を行なったこと、および、核分裂燃料の同位体の要素が変更されていることを意味する。すなわち、原子核分裂集合体は、中性子スペクトルか中性子束（高速または低速）に入れられており、少なくともいくつかの要素は、中性子を媒体とした原子核分裂を行なっており、結果として、原子核分裂燃料の同位体要素は変更される。したがって、事前に燃焼した原子核分裂燃料集合体２２０は、制限するものではないが軽水炉ようなリアクター２００を含む任意のリアクターにおいて事前に燃焼されている。事前に燃焼された分裂燃料（例えば、事前に燃焼された原子核分裂燃料集合体２２０）は、事前の燃焼の後に化学的に処理されていない。
【００５４】
原子核分裂燃料集合体２２０は、原子核分裂リアクターにおける分裂を行なうのに適切なものであれば制限なく任意のタイプの原子核分裂物質を含んでいてもよく、そのような物質は、アクチニド、天然トリウム、天然ウラン、濃縮ウランなどのような超ウラン元素のような物質であることが意図されている。原子核分裂燃料集合体２２０は、被覆物２２４によって覆われている。原子核分裂集合体が事前に燃焼されているならば、被覆物２２４は、原子核分裂燃料集合体２２０が燃焼前に被覆されていた「オリジナル」の被覆物である。いくつかの実施形態において、事前に燃焼された原子核分裂燃料集合体２２０は、「オリジナル」の被覆物２２４で被覆されていなくてもよい。例えば、事前に燃焼された原子核分裂燃料集合体２２０は、オリジナルの被覆物２２４内で保持され、新たな被覆物（図示せず）は被覆物２２４の外部周辺に設けられる。いくつかの実施形態において、新たな被覆物は、空間内を膨潤するのに役立つよう構成されている被覆部（図示せず）から構成されている。他の実施形態において、新たな被覆物は、チューブのような障壁として被覆物２２４とリアクター冷却液（図示せず）との間に設けられる。
【００５５】
図３を参照して、典型的な原子核分裂燃料構造３００は、原子核分裂燃料物質の非隣接部位３２０を含む。非隣接部位３２０は、物理的に接触することなく、「中性子（neutronic）」接触の状態にある。原子核分裂燃料構造３００は、また任意の原子核分裂点火装置３１０を含んでいてもよい。上述の’９３３の出願において記載されていたように、原子核分裂点火装置３１０は、爆燃伝搬波型原子核リアクターにおいて使用されてもよい。
【００５６】
図４を参照して、モジュールの原子核分裂燃料炉心４００は、任意の中性子反射／放射シールド４１０およびモジュール集合体４２０を含む。モジュール集合体４２０は、ある燃料物質含有量を有するモジュールの燃料集合体である。モジュール集合体は、モジュールの有毒な集合体（いくつかの有毒物質含有量を有している）、モジュールの構造上集合体（主として構造上の目的に役立つ）、モジュールペイロードアセンブリ（例えば、中性子束に左右される物質のペイロードを運ぶよう設計されている）、モジュールブランクアセンブリ（例えば、単なるプレースホルダーとして、冷却液および／または緩衝材で満たされた空間によって引き起こされる中性子摂動、流動摂動、構造摂動および熱摂動を減らすのに役立つ）または上述の任意の組合せである。
【００５７】
モジュール集合体４２０は、集合体容器４３０内に好適に配置されている。モジュールの原子核燃料炉心４００は、任意の方法で動作される。例えば、モジュールの原子核分裂燃料炉心４００におけるすべての集合体容器４３０は、最初の動作に優先して、モジュールの燃料集合体４２０で完全に占められている。例えば、爆燃伝搬波型原子核リアクターの実施形態において、最初の動作に優先するとは、モジュールの燃料集合体４２０内の原子核分裂爆燃伝搬波burnfrontの開始および伝搬に優先すること、および、モジュールの燃料集合体４２０を通る原子核分裂爆燃伝搬波burnfrontの開始および伝搬に優先することを意味する。他のリアクターの実施形態において、最初の動作に優先するとは、最初の臨界性に優先すること、または、中性子束にさらされているモジュールの原子核分裂燃料炉心に優先することを意味している。
【００５８】
他の例として、モジュール集合体４２０は、それぞれの集合体容器４３０から取り除かれ、他のモジュール集合体４４０（同じまたは異なるタイプ）に取替えられていてもよい。この据付は、矢印４４４によって示されている。例えば、「燃焼された」燃料モジュール４２０は、「燃焼されていない」燃料モジュールに取替えられてもよく、有毒な集合体は、燃料集合体に取替えられてもよい。他のモジュールの核集合体４４０は、未使用か、以前に使用されていてもよい。例えば、爆燃伝搬波型原子核リアクターの実施形態において、モジュールの分裂燃料集合体４２０は、原子核分裂爆燃伝搬波burnfrontが完全にモジュールの原子核分裂燃料集合体４２０を通って伝搬した後、取り除かれ、他のモジュールの原子核分裂燃料集合体４４０に取替えられてもよい。他の実施形態において、モジュール集合体４２０は、取り除かれ、任意の理由（例えば、試験的または実験的使用、燃料または有害物質の再配分）により他のモジュール集合体４４０に取替えられてもよい。そのような交換戦略は、モジュールの原子核分裂燃料炉心４００の動作を拡張するために使用されてもよい。
【００５９】
他の例として、モジュールの原子核分裂燃料炉心４００は、最初の動作に優先して、モジュール集合体４２０で完全に占められる必要はない。例えば、すべての集合体容器４３０より少なく、モジュール集合体４２０で占められていてもよい。そのような場合、モジュールの原子核分裂燃料炉心４００内に配置されているモジュールの燃料集合体の数は、多くの理由に基づいて決定される。多くの理由は、利用可能で、電力需要があり、モジュールの原子核分裂燃料炉心４００に配置されている多くのモジュールの燃料集合体のようなものである。したがって、モジュールの原子核分裂燃料炉心４００の継続的または拡張的動作は、モジュールの燃料集合体を備えた全体のモジュールの原子核分裂燃料炉心４００に燃料を供給することなしに可能となる。
【００６０】
モジュールの概念が拡張され得ることは認識されている。例えば、他の実施形態において、モジュールの原子分裂リアクターは、モジュールの原子核分裂炉心４００が任意の数のモジュール集合体４２０で占められているのと同様の方式で、任意の数の原子核分裂炉心で占められている。そのために、モジュールの原子核分裂リアクターは、モジュールの原子核分裂燃料炉心４００に類似し、原子核分裂炉心は原子核分裂燃料集合体４２０に類似し得る。上述の動作についてのいくつかの想定されるモードは、モジュールの原子核分裂リアクターに順応する。
【００６１】
炉心材料は、モジュール集合体内だけでなく炉心内でも移動する。制御棒または他の装置を使用する反応度（および負の反応度係数を有する動作中のリアクターにおける炉心の平均温度）を制御することは技術的によく知られている。さらに、他の中性子修飾構造が本発明の実施形態において考えられている。例えば、図５Ａ，５Ｂを参照して、中性子修飾構造５３０は、様々な目的のために、伝搬性burnfront原子核分裂リアクター５５０を含むリアクター５００において、中性子修飾（例えば、吸収、反射、緩和など）物質を位置決めすることができる。実施形態において、中性子修飾構造５３０は、制限するものではないがＬｉ−６、Ｂ−１０またはＧｄのような中性子吸収体を原子核分裂燃料に挿入する。他の実施形態において、中性子修飾構造５３０は、制限するものではないが炭化水素またはＬｉ−７のような中性子緩衝材を挿入し、それによって中性子エネルギースペクトルを修飾し、局所領域において原子核分裂燃料の中性子反動を変化させる。
【００６２】
リアクター５００（伝搬性burnfront原子核分裂リアクター５５０を含む）におけるいくつかの状態において、中性子緩衝材の効果は、中性子エネルギースペクトル（例えば、遮断部材の共振）における詳細な変化と関連している。その一方で、他の場合には、その効果は、中性子環境（例えば、「高速」中性子エネルギーから、浅熱水のエネルギーまたは熱中性子エネルギーにシフトダウンする）の平均中性子エネルギーを低下させることに関連している。他の状態において、中性子緩衝材の効果は、中性子をそらすこと、または、選択された位置から遠ざけることである。いくつかの実施形態において、中性子緩衝材についての上述の効果の１つは、とても重要である。その一方で、他の実施形態において、多数の効果は、比較可能または小型の設計重要性である。他の実施形態において、中性子修飾構造５３０は、中性子吸収体と中性子緩衝材との両方を含む。例えば、１つの制限しない例において、中性子緩衝材の位置と比較して中性子吸収体の位置は、制御に影響するよう変更され、他の制限しない例において、制御は、中性子吸収物質および／または中性子緩衝物質の量を変更することによって影響される。
【００６３】
伝搬性burnfront原子核分裂リアクター５５０のような実施形態において、原子核分裂伝搬波burnfrontは、原子核燃料の領域内に追い込められ、それにより可変原子核分裂燃料の燃焼を可能にする。伝搬性burnfront原子核分裂リアクターにおいて、原子核分裂伝搬波burnfront５１０は、始められ、伝搬される。中性子修飾構造５３０は、矢印５２０によって示された方向に、burnfront５１０を向ける、または、移動させることができる。実施形態において、中性子修飾構造５３０は、burnfront５１０の後ろの中性子吸収体を挿入し、それによってburnfront５１０に先立つ燃料の中性子反応度に関して、burnfront５１０によって燃焼されている燃料の反応度を押し下げるか低下させ、原子核分裂伝搬波の伝搬割合を加速させる。他の実施形態において、中性子修飾構造５３０は、原子核燃料内に、または、burnfront５１０の側に向けて、中性子吸収体を挿入し、それによってburnfront５１０の有効なサイズを変更する。他の実施形態において、中性子修飾構造５３０は、中性子緩衝材を挿入し、それによって中性子エネルギースペクトルを修飾し、burnfront５１０に先立つ、または、後の原子核分裂燃料の中性子反応度に関して、burnfront５１０によって燃焼されている原子核燃料の反応度を変化させる。
【００６４】
したがって、リアクター５００における局所の中性子反応度および伝搬性burnfront原子核分裂リアクター５５０におけるburnfront５１０は、選択された局所反応度率または伝搬パラメータに従って、指示される。例えば、局所反応度率パラメータは、分裂割合、熱発生密度、出力密度の断面積などを含み得る。Burnfront原子核分裂リアクター５５０において、伝搬パラメータは、burnfront５１０の伝搬方向または位置、熱発生密度のような電力需要パラメータまたはburnfront５１０が伝搬される燃焼領域の断面積（burnfront５１０の伝搬軸に関連した燃焼領域の軸上または側方の面積）などを含む。例えば、伝搬パラメータは、burnfront５１０の空間的または時間的な位置を制御するように、失敗した制御要素またはよく機能しない制御要素（例えば、中性子修飾構造またはサーモスタット）を回避するように選択されてもよい。
【００６５】
中性子修飾構造５３０は、能動的に制御される、および／または受動的に制御される（例えば、プログラム可能）。能動的に制御される中性子修飾構造は、オペレーターおよび／または外部の制御システムによって能動的に制御される。受動的に制御される中性子修飾構造は、炉心の１以上の位置における状態に反応する。例えば、プログラム可能温度反応性中性子修飾構造（上述の’９３３の出願において詳細に記載された例）は、中性子吸収物質または中性子緩衝物質をリアクター５００（伝搬性burnfront原子核分裂リアクター５５０のような実施形態を含む）の燃料チャージに導入したり、燃料チャージから除去したりする。動作温度プロファイルに反応して、プログラム可能温度反応性中性子修飾構造は、原子核分裂リアクターの動作温度を低下させるために、原子核分裂リアクターの燃料チャージに中性子吸収物質または中性子緩衝物質を導入する、または、原子核分裂リアクターの動作温度を上げるために、原子核分裂リアクターの燃料チャージから中性子吸収物質または中性子緩衝物質を除去する。
【００６６】
温度は、受動的に制御される、または、プログラム可能な中性子修飾構造の制御設定を決定するために使用される制御パラメータの例のみによって理解される。プログラム可能な中性子修飾構造の制御設定を決定するために使用される、他の制御パラメータについて制限しない例は、出力レベル、中性子レベル、中性子スペクトル、中性子吸収体、燃料燃焼レベルなどを含む。ある例において、中性子修飾構造は、原子核分裂燃料の高率「増殖」を達成するために、または伝搬性原子核分裂爆燃波リアクターにおける原子核分裂爆燃波の連続的な再伝搬のための燃焼された原子核分裂燃料の適応性を高めるために、燃料燃焼レベルを比較的低い（例えば５０％未満）レベルに制御するために使用される。様々な制御パラメータは、異なるタイミングまたはリアクターの様々な部分において、使用されることができる。中性子修飾構造についての記載において以前に述べた様々な中性子修飾方法は、制限するものではないが中性子吸収体、中性子緩衝材、中性子吸収体および／または中性子緩衝材の組合せ、可変形状中性子修飾体などを含むプログラム可能温度反応性中性子修飾構造において利用されると理解される。
【００６７】
物質は、リアクターの中性子束に影響される。リアクターにおける物質の中性子照射は、継続時間および／または継続時間の範囲および局所の出力レベルによって制御されると理解されるべきである。他の実施形態において、物質の中性子照射は、中性子修飾構造を介して、中性子環境（例えば、Ｎｐ−２３７処理のための中性子エネルギースペクトル）の制御によって制御される。図６Ａ，６Ｂを参照して、矢印６０２のように一般的に示された、リアクター６００に挿入された物質６１０は、とりわけ、局所出力レベル、継続時間および中性子修飾構造に依存した中性子束に従う。リアクターがリアクター６５０のような伝搬性原子核分裂爆燃波リアクターである実施形態において、物質６１０は、一般的に矢印６５２で示されるようにリアクター６５０に挿入されてもよい。他の実施形態において、伝搬性原子核分裂爆燃波リアクター６５０は、炉心物質の核処理に分裂発生中性子の部分を使用している間、伝搬性burnfrontを支持するために中性子の放射線源に依存して、「安全な」臨界前方式において動作されてもよい。リアクター６１０内の位置への物質６１０の動きは、リアクター（図示のように）の外部の位置から、または、リアクター（図示せず）内の他の位置からであると理解されるべきである。
【００６８】
いくつかの実施形態において、物質６１０は、原子核分裂点火がリアクター内で生じる前に、リアクター内の位置に存在する。その一方で、他の実施形態において、物質は、原子核分裂が生じる、または、その場所で生じた後に付加される（位置に動く）。いくつかの実施形態において、物質は、リアクターから除去され、一方、他の実施形態において、適所に残っている。また、一連の非照射特性を有する物質がリアクター内につまれている。物質は、原子核分裂爆燃波伝搬burnfront（例えばburnfront６７０）が物質を通過するように、伝搬性原子核分裂爆燃波リアクター６５０の場合において、物理的接近および最大反応度の領域に結合する中性子に運ばれる。
【００６９】
物質６１０は、修飾特性を有する第２物質６０６に物質６１０を変換するための十分な時間間隔で結合する中性子を保持する。物質６１０が物質６０６に変換されると、物質６０６は、矢印６０４（または６５４）によって一般的に示されるように、リアクター６００（またはリアクター６５０）から物理的に運ばれる。その除去は、リアクター６００（またはリアクター６５０）の動作中または停止後に行なわれることができる。その除去は、継続的、連続的または一括処理のように実行される。ある例において、核処理後の物質６０６は、制限するものではないが、ＬＷＲまたは伝搬性原子核分裂爆燃波リアクターのような他の原子核分裂リアクターにおいて核分裂燃料として連続的に使用される。他の制限のない例において、核処理後の物質６０６は、連続的に伝搬性原子核分裂爆燃波リアクターの原子核分裂点火装置内において使用される。あるアプローチにおいて、温度管理は、修正物質または修正構造のように、動作パラメータにおける任意の変化に適応する熱制御を与えるために調整される。
【００７０】
さらなる実施形態によれば、温度駆動型の中性子吸収体は、原子核分裂リアクターを制御するのに使用されることができ、それにより一貫して安定的な負の反応度の温度係数（αＴ）を「うまく処理する」。図７Ａを参照して、原子炉７００は、制限するものではないが熱電温度計のような測温体７１０が備えられる。この実施形態において、原子核分裂リアクター７００は、適切に、任意のタイプの分裂リアクターであればどのようなものでもよい。そのために、原子核分裂リアクター７００は、特定の装置について好適であるように、熱中性子スペクトル原子核分裂リアクターまたは高速中性子スペクトル原子核分裂リアクターであってもよい。
【００７１】
例えば、測温体は、リアクター７００における局部温度を検出し、検出された局部温度を示す信号７１４を生成する。信号７１４は、制限するものではないが流体継手、電気的結合、光結合、無線周波数送信、音響結合または電磁結合などのような任意の容認可能な方式で制御システム７２０に送信される。検出された局部温度を示す信号７１４に反応して、制御システム７２０は、リアクター７００（例えば、リアクターの動作中における所望の局部温度のような、リアクター７００に所望の動作パラメータを返す。）の局部中性子反応度について適切な補正（正または負）を決定する。そのために、制御システム７２０は、局部中性子反応度についての所望の補正を示す制御信号７２４を生成する。制御信号７２４は、中性子吸収物質のディスペンサー７３０に送信される。制御信号７２４は、適切に、信号７１４と同じ方法または異なる方法で送信される。中性子吸収物質は、適切に、制限するものではないがＬｉ−６、Ｂ−１０またはＧｄのような、特定の装置に好適であるような任意の中性子吸収物質であってもよい。ディスペンサー７３０は、適切に、所望の装置に容認可能な機構を分配している。容器（図示せず）は、ディスペンサー７３０に局部的に位置していてもよく、または、分配機構７３０から離して位置していてもよい（例えば、リアクター７００の中性子反射の外部）。ディスペンサー７３０は、制御信号１１２４に応答して、原子核分裂炉心内の中性子吸収物質を分配し、それによって局部中性子反応度を変更する。
【００７２】
図７Ｂを参照し、制限のない例で与えられるように、典型的な熱制御は、中性子吸収流体内に設けられる。熱結合流体含有構造７４０は、熱的にリアクター７００の局部領域と通じる流体を含む。構造７４０内の流体は、局部温度変動に反応して拡大または引き合う。流体の拡大または引き合いは、制限するものではないがピストンのような、原子核分裂リアクター７００の外部に位置する強制結合構造７５０に効果的に伝えられる。強制結合構造７５０によって伝えられた合成力は、中性子吸収流体含有構造７６０における中性子吸収流体に及ぼされる。中性子吸収流体は、構造７６０から分配され、それによって局部中性子反応度を変更する。他の例において、中性子緩衝流体は、中性子吸収流体に代えて、または、中性子吸収流体に加えて使用されてもよい。中性子緩衝流体は、中性子エネルギースペクトルを変化させ、局部中性子環境の平均中性子エネルギーを低下させ、それによって原子核リアクター７００内の原子核分裂燃料の中性子反応度を押し下げるか、または、低下させる。他の例において、中性子吸収流体および／または中性子修飾流体は、多相構成（例えば液体内の固体ペレット）を有していても良い。
【００７３】
図７Ｃは、図７Ｂで示される配置の典型的な装置についての詳細を例示している。図７Ｃを参照して、原子核分裂リアクター７０１における燃料出力密度は、中性子束における大きな変化、燃料構成における大きな変化、リアクターの電力需要における桁変化を超えた、独立稼動式の温度自動調整モジュールの集合的動作によって継続的に規制される。
【００７４】
この動作は、リアクター７０１の設計温度を超える、反応度の大きな負の温度係数を与える。局部空間が分裂中性子についての中間エネルギーの平均自由工程（リダンダンシーの目的で減少される）である３−Ｄ格子（均一の、または、不均一の配列を形成することができる）において原子核分裂リアクター７０１において燃料チャージの全体にわたって位置されるので、これらモジュールそれぞれは、毛管によって供給される１組のコンパートメントを含む。比較的大きいコンパートメント７４１が異なる位置に位置し、比較的大きな中性子吸収体断面積を有するＬｉ−６（制限するものではない）のような可変量の中性子吸収物質を含む一方で、原子核分裂燃料に位置する小さいサーモスタットバルブコンパートメント７６１は、中性子吸収体断面積が対応する中性子エネルギーにとって低いＬｉ−７（制限するものではない）のような感熱材料を含む。１バールの圧力において、リチウムは、４５３Ｋで溶けて、１６１５Ｋで沸騰し、さらにリアクター７０１の典型的な動作温度範囲にわたって液体である。燃料温度が上昇するにつれ、サーモスタットバルブ７６１に含まれる感熱材料は、拡大し、その小さな小片は、潜在的にキロバールの圧力のもとで、中性子吸収物質の核心内コンパートメント７４１（重力が利用されるイベントにおいて）より遠くに（例えば、放射シールドの外）位置し、かつ、物理的に低く位置するシリンダ−ピストン集合体７５１の底部で終了する毛管内で除去される（例えば、およそ１０−３，Ｌｉ−７における１００Ｋの温度変化）。そこで、高圧の感熱材料の適度な体積は、毛管を通って流れを駆動するサーモスタットバルブに近似の核心内コンパートメントの中で中性子吸収物質の大きな体積を押す、集合体７５１における排気量倍増ピストンを駆動する。そこで、最小の次元が中性子平均自由工程以下である限り、空間形状が無形である中性子吸収物質は、局部中性子束を押し下げるよう動作し、それによって局部燃料出力密度を低下させる。局部燃料温度が低下すると、中性子吸収物質は、シリンダ−ピストン集合体７５１に戻り、それによって感熱材料を、低い熱機械的圧力が受け取られるのを許容するサーモスタットバルブ７６１に戻す。
【００７５】
サーモスタットモジュールの動作は、上述の典型的な実施において述べられた特定の流体（Ｌｉ−６およびＬｉ−７）に依存しないと認識されるべきである。ある典型的な実施形態において、感熱材料は、中性子吸収物質と同位体的に異なるだけではなく、化学的に異なる。他の実施形態において、感熱材料は、中性子吸収物質と同位体的に同一であってもよく、物質の構成でなく、中性子的にさらされた物質の体積における異なりによる差動中性子吸収特性で、中性子吸収特性熱吸収物質と同様である。
【００７６】
〔リアクター制御およびシミュレーション〕
上述の例は、燃料、有害物質および他の物質が完全な集合体を動かす、または、動かすことなく、いくつかの機構によって、炉心の全体にわたって移動することを例示している。そのような動きは、炉心内における核種濃度（例えば、原子数、同位体の数および単位体積あたりの原子の核異性体）についての計算を複雑にする。
【００７７】
一般的に、核心または動作中のリアクターまたはシミュレーションにおける核種濃度の計算は、２つの相互関係のあるパート、例えば中性子輸送および中性子変化に分かれる。中性子輸送計算は、中性子数を決定し（例えば、流束および流束スペクトル）、その一方で、変化計算は、開始数および中性子束を与えられた核種数を決定する。
【００７８】
中性子輸送計算は、例えば、決定論的方法（例えば、離散座標方法）を使用すること、モンテカルロ法のような統計的方法を使用すること、または、それら２つの組合せの方法を使用すること（例えば、ある側面を計算するのに決定論的方法を使用し、そうでないときにモンテカルロ法を使用する）によってなされる。決定論的方法は、典型的に、平均粒子挙動を使用する輸送方程式を解く。離散方法は、典型的に、位相空間を多くの小さい体積に分割する。隣接する体積を動く中性子は、小さい距離を動くのに少量の時間を要する。したがって、計算は、時間、体積、距離がより小さくなるにつれて微積分輸送方程式（空間微分係数および時間導関数を有する）に近似する。例えば、０に近似する。
【００７９】
一方、モンテカルロ法は、個別粒子をシミュレートすることによって、および、平均挙動のいくつかの側面を記録することによって答えを得る。モンテカルロ法は、決定論的方法を使用する例の結果を決定するのが困難であるときによく使用される。中性子輸送に適応されると、モンテカルロ法は、個々の確率事象をシミュレートし、それにより発生から消滅までのライフサイクルに中性子を従わせる。関連する確率分布（例えば、継続的および／または個別の確率密度関数によって代表される）は、それぞれの時間ステップにおいて、出力（例えば、分散、分裂、中性子捕獲、漏洩）を決定するために任意にサンプルされる。衝突は、物理学方程式および反対の部門データを使用することによってモデル化される。衝突の周波数、分裂や有害物質による吸収による消滅のような中性子誘起反応は、もちろん、核分裂性同位体および有害物質の濃度に依存している。
【００８０】
原子についての横断面データは、原子が様々な錯乱および吸収のタイプのような相互作用についての粒子（例えば、中性子）を示す効率的な断面領域を示す。断面積は、典型的には、原子、粒子および粒子のエネルギーによって変化する。したがって、断面積は、あるエネルギーを有する入射粒子を持った原子の特定の相互作用についての可能性を示すために使用される。
【００８１】
反応（例えば、分散、放射性捕獲、吸収、分裂）についての微視的横断面データのような微視的性質は、一種の核の（例えば、特別の物質の核の）固有特性である。反応についての巨視的断面積のような巨視的性質は、物質の濃度および密度（例えば、単位体積あたりの原子数）を有する物質の体積の特性である。微視的断面積は、典型的に、領域を単位として（例えば、ｃｍ２または「barns」：１バーンは、１０−２８ｍ２）表現される。巨視的断面積は、密度を掛けた微視的断面積、または、１／（平均自由行程長）に比例し、１／長さ（例えばｍ−１）単位として表現される。
【００８２】
横断面データは、典型的に、経験的手段によって決定される。したがって、特に短命な同位体については、中性子エネルギーの大きなスペクトルの横断面データは、単純に利用可能ではない。中性子の断面積のような、特性を完全に知らない、または、うまく特徴付けていない同位体の数を有する体積について正確なモンテカルロ計算を実行することは、困難である。さらに、たとえ、それぞれの物質およびすべての物質についてすべての横断面データがうまく特徴付けられていたとしても、計算負荷が重要となる。これらの困難および／または計算負荷を軽減する方法は、ここに詳細に記載される。
【００８３】
変化計算は、例えば、中性子束のもとで変化するにつれて、それぞれの核種の一覧または濃度を決定する。一般的に、変化計算は、ある中性子束に従う損失率および生成速度に基づく物質の新しい数を決定するような思考である。物質のある原子は、例えば、分裂し、２つの分裂生成物を生成する。一方、物質の他の原子は、中性子捕獲後に、大きな原子質量数（Ａ）の同位体に変換される。しかし、物質の他の原子は、他の元素に対してベータ崩壊またはアルファ崩壊する。したがって、動作中のリアクターにおける物質の量の変化率は、典型的に、崩壊による喪失率、崩壊による生成率、中性子誘起反応による損失率および中性子誘起反応による生成率の合計である。
【００８４】
物質についての変化計算は、現在の中性子束に依存し、中性子束の計算は核分裂性同位体および有害物質などのような物質の現在の濃度に依存していると理解されるべきである。これらの計算は、制限するものではないがルングクッタ法のような反復数値解析ツールのような、様々な方法においてリンクされていてもよい。ルングクッタの完全な記載は、当技術においてよく知られているので、必要ではない。しかしながら、一般的に、明示的なルングクッタ法は、初期値問題を「解く」。
【００８５】
【数１】
2013505460.tif 000003
【００８６】
その方程式を使用して、
【００８７】
【数２】
2013505460.tif 000004
【００８８】
ここで、
【００８９】
【数３】
2013505460.tif 000005
【００９０】
【数４】
2013505460.tif 000006
【００９１】
【数５】
2013505460.tif 000007
【００９２】
【数６】
2013505460.tif 000008
【００９３】
特定のルングクッタ法を指定するために、ルングクッタ法は整数、ｓ、一連の係数ａｉｊ、ｂｉｊ、ｃｉを与える、ルングクッタ法は係数が以下のようであるならば一貫している。
【００９４】
【数７】
2013505460.tif 000009
【００９５】
したがって、例えば、一貫した４次のルングクッタは、
【００９６】
【数８】
2013505460.tif 000010
【００９７】
【数９】
2013505460.tif 000011
【００９８】
ここで、
【００９９】
【数１０】
2013505460.tif 000012
【０１００】
【数１１】
2013505460.tif 000013
【０１０１】
【数１２】
2013505460.tif 000014
【０１０２】
【数１３】
2013505460.tif 000015
【０１０３】
したがって、次の値ｙｎ＋１は、推定される勾配および間隔の大きさの生成物に加えて現在の値ｙｎによって決定される。勾配は、重み付け平均の勾配である。ｋ１は初期の間隔の勾配であり、ｋ２は間隔の中央の勾配であり、勾配ｋ１を使用しオイラー法を使用することで位置ｔｎ＋ｈ／２における値ｙを決定する。ｋ３は、再度中央の勾配であるが、勾配ｋ２を使用し、値ｙを決定する。そして、ｋ４は、間隔の終わりにおける勾配であり、ｋ３を使用することで決定された値ｙを用いる。オイラー法は、一段のルングクッタ法である。オイラー法は、勾配を見積もり、その勾配を使用する小さいステップを進める。２次のルングクッタ法の例は、中点法およびホイン法を含む。
【０１０４】
したがって、炉心または対象領域（炉心内または炉心外）における物質の最新の量（一覧または濃度）は、物質の変化前の量および中性子束の量に基づく物質の量の平均変化率を決定することによって決定される。これは、炉心または対象領域におけるすべての物質について個々にまたは同時に実行されてもよい。次に、中性子束は、核心の物質の量に基づく束の平均変化率を決定することによって決定されてもよい。
【０１０５】
計算の精度は、リアクターの副体積（サブボリューム）がグロス中の炉心よりも考慮されるならば高められる。例えば、グロス計算は、炉心の同質のモデルにおいて実行されてもよく、炉心は、物質の分配を有するようにシミュレートされる。高い分解は、多くの均質のセルで構成される体積として核心を示すことによって得られ、それぞれのセルは、異なる濃度の物質を有する。セルは均質である必要はないが、均質のセルは典型的に、計算を単純化することが好まれる。
【０１０６】
分解が十分に高いならば、炉心は非常によい精度で示される。例えば、それぞれ物質の定められた形状および濃度を有するセルの三次元形状は、使用されてもよい。セルは、制限するものではないが空間領域の表面、交差度および結合の方程式のような境界表面よるようなものを含む、多くの方法によって定められてもよい。輸送計算は、典型的に、それぞれのセルについて、近隣のセルへの反応および境界交差の数を決定する。
【０１０７】
図８Ａに示されるように、構造８００は、形状を複雑にしたセルによって形成される。単純化のために、２次元で示されているが（断面）、セルは典型的には３次元であると理解される。さらに、例に制限するものではないが、位置および形状は比較的一定である。例えば、典型的なセル８０２は、球体であってもよい。典型的なセル８０４は、セル８０２によって定められる体積を除く大きな球体であってもよい。典型的なセル８０６は、セル８０４の外部の球面に外接した体積を除く、立方体であってもよい。また、セル８０２は、ある距離拡張したシリンダであり、セル８０４はセル８０２の体積を除く大きなシリンダによって決定される体積であり、セル８０６はセル８０４の外部表面によって定められるシリンダ内の体積を除く直角プリズムである。任意の場合において、セル８０２は、燃料物質、有害物質および構造材料の１つの構成を含んでいてもよい。セル８０４は、燃料物質、有害物質および構造材料の第２構成を有していてもよい。セル８０６は、構造材料のみの第３構成（例えば、被覆物）を有していてもよい。
【０１０８】
図８Ｂに示されるように、セルは、大きな構造を形成するように組み合わされてもよい。例えば、構造８００は、直角プリズム形状の燃料集合体を示す。構造８３０は、多くの構造８００を含む。例えば、構造８３０は、４つの燃料ピン・６つの燃料ピン・５０の燃料ピンを単位として燃料モジュールを定める。したがって、大きな構造が形成される。例えば、図８Ｃによって示されるように、典型的な構造８６０は、それぞれ多くの構造８００（燃料集合体）を含む１９の構造８３０（例えば、燃料モジュール）の配置を有する炉心を示す。したがって、実際に動作中のリアクターにおける空間における特定の物理的な位置または詳細なリアクターの設計は、セルによって示される。計算は、動作中における実際のリアクターを示す詳細なモデルを使用することによって行なわれる。結果は、リアクター制御に関して決定するために使用される。同様に、計算は、動作手続きをテストするため、または、提案された燃料および有害物質の重さをテストするために、提案されたリアクターの表現において実行されてもよい。
【０１０９】
変化計算および輸送計算は、それぞれのセルについて行なわれる。複雑なモデルについて、これは、一部多くのセルによって大きな計算負荷になる。計算負荷は、それぞれのセルにおいて存在する物質の数によって増加される。動作に優先して、リアクターは、多くの物質を含む（例えば、様々な燃料同位体、有害同位体、構造的同位体、緩衝材、反射など）。しかしながら、動作するとすぐに、リアクターにおける物質（例えば、同位体）の数は、中性子捕獲および特に中性子誘起分裂によって著しく増加する。
【０１１０】
中性子のあるエネルギーによって誘起されるある同位体の分裂からの分裂生成物の分布は、分裂生成物収量曲線によって記述される。図９は、典型的な分裂生成物収量曲線９００を例示している。グラフは、それぞれの質量数（Ａ）を有する分裂生成物質のパーセントで合計の分裂収量を例示していると理解されるべきである。１以上の同位体は、ある質量数を持っている。したがって、たとえば、質量数１４０の分裂生成物は、質量数＝１４０によって定められる曲線における点に該当する。この例において、Ｕ−２３５の熱分裂によって生成される分裂生成物は、分裂生成物収量曲線９００上で例示されている。高速中性子によって誘起されるＵ−２３５の分裂についての曲線は、類似しているが異なる形状を有している。中性子エネルギーは、より詳細には、「高速」または「熱」に分類される。また、他の分裂性同位体についての分裂収量曲線は、類似であるが異なる形状を有する。しかしながら、一般に、分裂収量曲線は、２つのピークのある「こぶ」を有する、この「Ｍ」の形状に従う。したがって、曲線は、２つのパートに分かれる。左の曲線部分９１２は左のピーク９２２を含み、右の曲線部分９２４は右のピーク９２４を含む。したがって、領域９０２は、左のピーク９２２、左曲線部分９１２に該当し、領域９０４は、右のピーク９２４、右曲線部分９１４に該当する。リアクターが作動すると、分裂生成物のレベルは、分裂（例えば、分裂によって生成率を有する。）によって増加する傾向にあるが、崩壊、中性子捕獲、あたは「熱焼損（バーンアウト），（burnout）」（例えば、崩壊および捕獲によって損失率を有する）によって減少する傾向にある。変化計算は、リアクターの動作中にこれらのレベルを決定するか見積もるために使用される。
【０１１１】
ここで述べられるように、制御システム７２０のようなリアクター制御システムは、リアクター７００（例えば、リアクターの動作中における所望の局部温度のような所望の動作パラメータをリアクター７００に戻す。）の局部中性子反応度に対して、適切な補正（正または負）を決定する。そのために、制御システムは、局部中性子反応度についての所望の補正を示す制御信号（例えば、制御信号７２４）を生成する。リアクター制御システムおよび制御信号は、システム７２０および制御信号７２４のような実施形態に制限されない。リアクター制御システムは、制御棒のような特徴に影響する、または、吸収する他の中性子を制御してもよい。リアクターを望むように制御する、および／または遮断することは、当技術においてよく知られている。リアクター制御システムは、制御信号を生成することで、リアクターを通る様々な流れ、例えば熱吸収物質（例えば冷却液）の流れにおける変化、またはリアクター冷却材ポンプ（例えば、リアクター冷却材ポンプ２２）の動作についての変化を指示することによるリアクターの位置、および／または、リアクターシステムにおける様々なバルブ（制限するものではないがリアクター閉鎖部（例えば、閉鎖部２４）またはリアクター冷却材遮断バルブを含む。）の位置における変化を指示する。
【０１１２】
〔上記遮断バルブなど〕
リアクター制御システムは、ブレーカー位置（例えば、リアクター冷却材ポンプ電源ブレーカー、蒸気タービン発生出力ブレーカーなど）における変化を指示する。当技術においてよく知られているように、リアクター制御システムは、中性子検出器（中性子束を検出することで、原子炉出力または核心部分における局部原子炉出力）、フロー検出器（ベンチュリタイプのフロー検出器）および位置検出器（バルブ位置インジケーター、ブレーカー位置インジケーター）に加えて、温度入力（例えば、温度検出器７１０からの入力を受ける制御システム７２０）を有していてもよい。したがって、リアクターシステムは、全体のリアクターの熱出力および／または局部のリアクターの熱出力に応答して、全体温度および局部温度を制御するよう、リアクターを通る熱吸収物質の流れ、および／または、リアクターの部分を制御する。リアクター制御システムは、動作指示を与え、動作入力を受ける。したがって、リアクター制御システムは、リアクターの動作を監視し、いくつかの自動制御特性を与え、動作パラメータを表示し、主動制御アクションについての動作入力を受け、実行する。
【０１１３】
〔例のコンピュータシステム〕
本発明における、いくつかの態様および／または特徴は、ソフトウエア、ファームウエア、ハードウエアまたは組合せによって実施される。計算は、テーブルルックアップを使用することによって見積もられる。個々の構成要素のハードウエアの実施は、デジタルの実施に制限されず、アナログの電気的回路であってもよい。さらに、実施形態は、少なくとも１つの通信システムにおいて、集中型で実現されるか、または、様々な要素が相互通信システムに広がる分散型で実現されてもよい。ここに記述された方法を実行するために採用された任意のコンピュータシステムまたは他の装置が適応される。
【０１１４】
図１０は、本発明または部分がコンピュータ読取可能なコードとして実施される、例のコンピュータシステム１０００を例示している。本発明における様々な実施形態は、例のコンピュータシステム１０００に関して記載されている。この記述を読んだ後、当業者にとって他のコンピュータシステムおよび／またはコンピュータアーキテクチャを使用している発明の実施方法について明確になるだろう。
【０１１５】
コンピュータシステム１０００は、１以上のプロセッサまたは一般的な目的のプロセッサを含んでいる。プロセッサ１００４は、特別な目的または一般的な目的のプロセッサである。プロセッサ１００４は、情報インフラ１００６（例えば、バスまたはネットワーク）に接続されている。
【０１１６】
コンピュータシステム１０００は、主記憶装置１００８を含み、好適にはランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）であり、補助記憶装置１０１０を含んでいても良い。補助記憶装置１０１０は、例えばハードディスクドライブ１０１２、リムーバブル記憶装置ドライバ１０１４、任意のタイプの不揮発性メモリおよび／またはメモリスティックを含んでいてもよい。リムーバブル記憶装置ドライバ１０１４は、フロッピー（登録商標）ディスクドライバ、磁気テープドライバ、光学ディスクドライバ、フラッシュメモリなどを含んでいても良い。リムーバブル記憶装置ドライバ１０１４は、よく知られた方式で、リムーバブル記憶装置ドライバ１０１４によって、リムーバブル記憶装置ユニット１０１８から読み出す、および／またはリムーバブル記憶装置ユニット１０１８に書き込む。リムーバブル記憶装置ユニット１０１８は、リムーバブル記憶装置ドライバ１０１４によって読み出される、および／または書き込まれるフロッピディスク、磁気テープ、光学ディスクなどを含む。当業者によって良く認識されているように、リムーバブル記憶装置ユニット１０１８は、コンピュータソフトウエアおよび／またはデータを記憶したコンピュータ使用可能な記録媒体を含む。
【０１１７】
他の実施形態において、補助記憶装置１０１０は、コンピュータプログラムまたは他の指示がコンピュータシステム１０００にロードされるのを許可するための他の類似の手段を含んでいても良い。そのような手段としては、例えばリムーバブル記憶装置ユニット１０２２およびインターフェース１０２０を含む。そのような手段の例は、プログラムカートリッジ、カートリッジインターフェース（ビデオゲーム装置において見られるような）、リムーバブルメモリチップ（ＥＰＲＯＭまたはＰＲＯＭのような）、関連するソケット、他のリムーバブル記憶装置ユニット１０２２、リムーバブル記憶装置ユニット１０２２からコンピュータシステム１０００にソフトウエアやデータの転送を可能にするインターフェース１０２０を含む。
【０１１８】
コンピュータシステム１０００は、通信インターフェース１０２４を含んでいる。通信インターフェース１０２４は、コンピュータシステムと外部機器との間でソフトウエアおよびデータが転送されるのを可能にする。通信インターフェース１０２４は、モデム、ネットワークインターフェース（イーサネット（登録商標）カードのような）、通信ポート、ＰＣＭＣＩＡスロットおよびカードなどを含んでいてもよい。通信インターフェース１０２４を介して転送されるソフトウエアおよびデータは、電気、電磁気、光の信号の形式または通信インターフェース１０２４によって受信可能な他の信号の形式である。これらの信号は、通信パス１０２６を介して、通信インターフェース１０２４に与えられる。通信パス１０２６は、信号を運び、ワイヤまたはケーブル、ファイバーオプティクス、電話線、携帯電話リンク、ＲＦリンクまたは他の通信チャンネルを使用することによって実施されてもよい。
【０１１９】
コンピュータシステム１０００は、リアクター制御システム１０３０に接続されてもよい。リアクター制御システム１０３０は、図に示されるように直接に情報インフラ１００６に接続されていてもよい。リアクター制御システムは、通信インターフェース１０２４、または、通信インターフェース１０２４および通信パス１０２６を介して接続されていてもよい。
【０１２０】
このドキュメントにおいて、「プログラム媒体」および「コンピュータ使用可能媒体」という用語は、リムーバブル記憶装置ユニット１０１８、リムーバブル記憶装置ユニット１０２２およびハードディスクドライバ１０１２においてインストールされたハードディスクのような媒体を指すために一般的に使用される。他のところに格納された信号および通信パス１０２６に運ばれた信号は、ここに記述された論理を具体化することができる。コンピュータプログラム媒体およびコンピュータ使用可能媒体は、メモリ半導体（例えばＤＲＡＭなど）である主記憶装置１００８および補助記憶装置１０１０のようなメモリが当てはまる。これらのコンピュータプログラム製品は、コンピュータシステム１０００にソフトウエアを与えるための手段である。
【０１２１】
コンピュータプログラム（コンピュータ制御理論と呼ばれる）は、主記憶装置１００８および／または補助記憶装置１０１０において記憶される。コンピュータプログラムは、通信インターフェース１０２４を介して受け取られる。そのようなコンピュータプログラムは、実行されたとき、コンピュータシステム１０００にここで述べられたような本発明を実施させる。特に、コンピュータプログラムは、実行されたとき、プロセッサ１００４に、ここに示されるフローチャートによって例示される方法のような、本発明の処理の実行の中で使用される。従って、そのようなコンピュータプログラムは、コンピュータシステム１０００の制御装置を示す。本発明がソフトウエアを使用することによって実施される場合、ソフトウエアは、コンピュータプログラム製品に記憶されており、リムーバブル記憶装置ドライバ、インターフェース１０２０、ハードドライバ１０１２または通信インターフェース１０２４を使用することによってコンピュータシステム１０００にロードされる。
【０１２２】
本発明は、また任意のコンピュータ使用可能媒体において記憶されたソフトウエアを含むコンピュータプログラム製品にむいている。本記載中のコンピュータプログラムまたはソフトウエアは、任意の言語において、特別の機能を直接に、または、下記の後に実行するための情報処理能力を有するシステムを生じさせるよう意図される一連の指示についての任意の表現、コードまたは表記法を意味する。ａ）他の言語、コードまたは表記法への変換、ｂ）異なる物質形式における再生。１以上のデータ処理装置において実行されるとき、そのようなソフトウエアは、データ処理装置にここに述べられるように動作させる。本発明の実施形態は、現在あるは将来知られる任意のコンピュータ使用可能媒体またはコンピュータ読取可能媒体を採用している。コンピュータ使用可能媒体の例は、制限されるものではないが主記憶装置（例えば、任意のタイプのランダムアクセスメモリ）、補助記憶装置（例えば、ハードドライバ、フロッピディスク、ＣＤＲＯＭ、ＺＩＰディスク、テープ、磁気記憶装置、光学記録装置、ＭＥＭＳ、ナノテクノロジー記憶装置など）および通信媒体（例えば、有線通信ネットワーク、無線通信ネットワーク、ローカルエリアネットワーク、広域ネットワーク、イントラネットなど）を含む。
【０１２３】
〔リアクター材料を計画する方法〕
ここで、原子炉およびリアクター制御およびシミュレーションの実例となる実施形態が、述べられ、関連する実例となる方法が述べられる。
【０１２４】
下記は、処理の実施を描く一連のフローチャートである。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全体の「大きい画像」の視点を介して実施を提示し、次のフローチャートが代わりの実施および／または１以上の以前に示されたフローチャートにおけるサブステップまたは付加的なステップとしての「大きい画像」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、全体の視点を提示するフローチャートの提示で始まり、追加および／または後続のフローチャートの詳細を示す）が一般的に様々な実施形態の理解を迅速かつ簡単に促す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の設計パラダイムに適していることを認識する。ブロックは、他に指定がないかぎり任意の順序または同時に実行されてもよい。本発明のいくつかの実施形態は、１つのブロックまたは複数のブロックが明示的に標識されているかオプションとして記載されているかに関わらず、それぞれおよび全てのブロックの実行を必要としない。他の実施形態は、ブロックが標識されているか繰り返しとして記載されているかどうかに関わらず、１以上のブロックの反復を必要とする。
【０１２５】
個々で、図１１を参照して、実例となる方法１１００は、原子炉のシミュレーションおよび／または制御について示されている。方法１１００は、ブロック１１０５で開始する。ブロック１１０５において、第１セルにおける流束は、少なくとも第１セルの少なくとも１つの物質の量に基づいて決定される。流束の決定は、第１セルにおける１以上の物質の量および／または第１セルにおける変化前の流束の量に基づいている。また、流束の決定は、１以上の他のセルにおける１以上の物質の量に基づいている。例えば、流束は、輸送計算（例えば、中性子輸送方程式）によって決定される。「流束」は、任意の流束（光子、アルファ、ベータ）であってもよいが、典型的に中性子束である。流束は、流束の平均変化率を使用する数値解析方法によって決定されてもよい。流束の平均変化率は、加重平均（例えば、ルングクッタ法または任意の他の方法によって決定される）であってもよい。その流束は、第１セルにおける１以上の物質の量に依存している。さらに、その流束は、１以上の追加のセルにおける１以上の物質の量に依存している。「量」は、質量または数（例えば、原子の数）であってもよく、または、密度／濃度（例えば、単位体積当りの粒子の質量または数）であってもよい。セルは、原子炉における物理的な位置または領域を示す。リアクターは、例えば実在のもの、または、シミュレートされたもの、現在動作しているもの、または、設計に従うものであってもよい。リアクターは、軽水炉、重水炉、加圧力水型原子炉、沸騰水型原子炉、伝搬性原子核分裂爆燃波リアクターなどを含む、任意のタイプまたはサブタイプのリアクターであってもよい。リアクターは、典型的に多くの均質のセルによって示されるが、異種混合のセルが使用されてもよい。それぞれのセルは、任意の他のセルと同じか異なる形状または体積を有してもよい。物質は、１以上の任意の元素、分子、元素族、分子族、同位体、同位体族、同位体の異性核、親同位体、分裂生成物、分裂生成物有害物質などであってもよい。物質は、典型的に元素および元素の同位体である。したがって、Ｕ−２３５およびＵ−２３８は、典型的に異なる物質である。
【０１２６】
ブロック１１１０において、第１セルにおける１以上の物質の１以上の量の平均変化率は、第１セルの物質の変化前の量および流束に基づいて決定される。例えば、平均変化率は、変化率計算によって決定される。１以上の物質の量の平均変化率は、量の平均変化率を使用する数値解析法によって決定されてもよい。流束の平均変化率は、加重平均（例えば、ルングクッタ法または他の任意の方法によって決定されるように）であってもよい。量は、第１セルにおける流束に依存している。１以上の物質についての平均変化率は、個々に、または、同時に（輸送方程式と組み合わされるときのように）求められてもよい。
【０１２７】
ブロック１１１５において、物質について第１セルにおける最新の量は、平均変化率に基づいて決定される。例えば最新の量は、輸送計算を実行することによって決定される。１以上の物質についての最新の量は、個々に、または、同時（輸送方程式と組み合わされるときのように）に求められてもよい。
【０１２８】
ブロック１１２０において、少なくとも１つの移動量が決定される。移動量は、セルの中、またはセル外に移動されると望まれる物質の量のような１以上の物質の量である。このブロックにおいて、１以上の移動量は、第１セルにおける１以上の物質にそれぞれあてはまる。移動量は、流束またはフルエンス、出力レベル（局部または全体）、温度のような１以上のリアクターのパラメータに応じて決定される。リアクターパラメータは、そのパラメータ用のしきい値または設定値と比較される。このブロックは、適切に、例えば第１セルにおける１以上の物質それぞれについて繰り返されてもよい。
【０１２９】
ブロック１１２５において、第１セルにおける最新の量は、移動量によって調整される。１以上の移動量は、第１セルにおける１以上の物質の量にそれぞれ適応され、それぞれ影響した量を増加させるか減少させる。移動量０は、変化がないことを示すために使用される。実施形態において、物質は、リアクターの外部に移動されてもよい。この場合において、ブロック１１３０〜１１４５は、スキップされる。
【０１３０】
ブロック１１３０において、第２セルにおける流束は、第２セルにおける少なくとも１つの物質の量に基づいて決定される。上述したように、また、流束の決定は、さらに、第２セルにおける少なくとも１つの物質の量に基づいて決定される。また、流束の決定は、さらに、１以上の他のセルにおける１以上の物質の量に基づいている。
【０１３１】
ブロック１１３５において、第２セルにおける物質の変化前の量および流束に基づいて第２セルにおける物質の平均変化率が決定される。
【０１３２】
ブロック１１４０において、物質について第２セルにおける最新の量が第２セルにおける平均変化率に基づいて決定される。
【０１３３】
ブロック１１４５において、第２セルにおける最新の量は、移動量によって調整される。
【０１３４】
ブロック１１５０において、原子炉の制御動作が決定される。制御動作は、中性子吸収物質または流体の移動、制御棒などのような、中性子影響特性または中性子吸収特性のリアクターの局部中性子反応度についての変化（正または負）である。リアクター冷却材ポンプ動作および／またはリアクターシステムにおける様々なバルブ（制限するものではないが、リアクター閉鎖部またはリアクター冷却材遮断バルブ、蒸気遮断バルブなどを含む。）の位置における変化を指示することによる、リアクターを通過する１以上の様々な流体、例えば熱吸収物質（例えば冷却液）の流れの変化。１以上のブレーカー位置（例えば、リアクター冷却材ポンプ電源ブレーカー、蒸気タービン発生出力ブレーカーなど）における変化など。決定された制御動作は、ユーザに対して表示される。実施形態において、ブロックは、オプションである。
【０１３５】
ブロック１１５５において、原子炉について制御動作が実行される。この動作は、自動または手動である。実施形態において、このブロックはオプションである。
【０１３６】
ブロック１１６０において、およその物質の移動量は、リアクターにおける第１セルの位置に／から移される。このブロックにおいて、１以上の少なくとも１つの物質に対応する少なくとも１つの物質の実際の量は、第１位置（例えば、第１セルの位置から、または、第１セルの位置に）から／に移される。このブロックは、ブロック１１５５とともに、または別々に実行されてもよい。移された物質の量（例えば、物質に対応するおよその移動速度）は、要求されるものではないが、セル（例えば、構成要素またはこれらの任意の組合せ）によって示される位置の構成要素に関連している。リアクター設計のシミュレーションまたは評価のような実施形態において、このステップはオプションである。
【０１３７】
方法は、ブロック１１６０において終了するが、他の図の他の方法において示されるようにポイントＡに続いてもよい。
【０１３８】
図１２を参照して、実例となる方法１２００は、原子炉をシミュレートする、および／または制御するために示されている。方法１２００は、ブロック１２１０で開始する。ポイントＡによって例示されるように、方法１２００は、方法１０００の後に続く。
【０１３９】
ブロック１２１０において、物質のおよその移動量は、第２セルから／へ移される。このブロックにおいて、１以上の少なくとも１つの物質に対応する少なくとも１つの物質の実際の量は、第２位置（例えば、第２セルの位置から、または、第２セルの位置に）から／に移される。例えば、方法１１００のブロック１１６０とともに、決定された移動量または対応する物質の量におよそ等しい、物質の量は、第１セルから第２セルまたはその逆に移される。
【０１４０】
方法は、ブロック１２１０において終了する。
【０１４１】
図１３を参照して、実例となる方法１３００は、原子炉をシミュレートおよび／または制御するために示される。方法１３００は、ブロック１３０５で開始する。ポイントＡによって例示されるように、方法１３００は、方法１１００の後に続く。実例となる方法１３００は、リアクターを通る４つのセルのループにおける移動の問題についての典型的な方法を提示する。ループにおけるそれぞれのセルにおいて、移動の問題の量およびタイプは一致している必要はない。当業者であれば、４つのセルのループは好適に拡張され、収縮されると理解するだろう。
【０１４２】
ブロック１３０５において、物質のおよその移動量は、第２セルに移される。例えば、方法１１００のブロック１１６０とともに、決定された移動量または対応する物質の量におよそ等しい、物質の量は、第１セルから第２セルに移される。
【０１４３】
ブロック１３１０において、第２移動量が決定される。第２移動量は、上述したように任意の方法で計算してもよい。
【０１４４】
ブロック１３１５において、第２セルにおける量は、第２移動量によって調整される。
【０１４５】
ブロック１３２０において、物質のおよその第２移動量は、第２セルから第３セルに移される。
【０１４６】
ブロック１３２５において、第３移動量が決定される。
【０１４７】
ブロック１３３０において、第３セルにおける量は、第３移動量によって調整される。
【０１４８】
ブロック１３３５において、物質のおよその第３移動量は、第３セルから第４セルに移される。
【０１４９】
ブロック１３４０において、第４移動量が決定される。
【０１５０】
ブロック１３４５において、第４セルにおける量は、第４移動量によって決定される。
【０１５１】
ブロック１３５０において、物質のおよその第４移動量は、第４セルから第１セルに移される。
【０１５２】
方法は、ブロック１３５０で終了する。
【０１５３】
図１４を参照して、実例となる方法１４００は、ブロック１４０５で開始する。実例となる方法１４００は、とりわけ、第１セルと第３セルからの１以上の物質の量を混合し、第１セルに戻る混合の部分を少なくとも移すことを例示している。１以上の中性子束の付加的な繰返し、および、変化計算は任意に生じてもよい。当業者であれば、この実例となる方法は、少ないセルまたは多くのセルを使用する、様々な混合方法を含むように拡張されるか、収縮されると理解するだろう。
【０１５４】
ブロック１４０５において、物質のおよその移動量が第２セルに移される。
【０１５５】
ブロック１４１０において、第２移動量が決定される。
【０１５６】
ブロック１４１５において、第２セルおよび第３セルにおける量は、第２移動量によって調整される。
【０１５７】
ブロック１４２０において、およその第２移動量は、第３セルに／から移され、第２セルから／に移される。
【０１５８】
ブロック１４２５において、第１セルにおける物質の現在の量および最新の流束に基づいて、第１セルにおける物質の量の新たな平均変化率が決定される。
【０１５９】
ブロック１４３０において、物質について第１セルにおけるさらに最新の量は、新たな平均変化率に基づいて決定される。
【０１６０】
ブロック１４３５において、第３移動量が決定される。
【０１６１】
ブロック１４４０において、第２セルおよび第１セルにおける量は、第３移動量によって調整される。
【０１６２】
ブロック１４４５において、およその第３移動量は、第２セルから第１セルに移される。
【０１６３】
方法は、ブロック１４４５で終了する。
【０１６４】
図１５を参照して、実例となる方法１５００は、原子炉をシミュレートする、および／または制御することによって示される。ポイントＡによって例示されるように、方法１５００は、方法１０００の後に続く。実例となる方法１５００は、とりわけ、１以上の物質の量を、保持のためのセル位置（例えば、汚水槽、容器など）に移す典型的な方法を示している。物質が保持用のセル位置に存在している間、中性子束の１以上の付加的な繰返し、および、変化計算は任意に生じる。物質は、保持用のセル（例えば、第１セルによって示されない位置）から移される。当業者であれば、この実例となる方法は、少ないセルまたは多くのセルを使用する、様々な混合方法を含むように拡張されるか、収縮されると理解するだろう。方法１５００は、ブロック１５０５で開始する。
【０１６５】
ブロック１５０５において、物質のおよその移動量は、第２セルに移される。
【０１６６】
ブロック１５１０において、第２移動量が決定される。
【０１６７】
ブロック１５１５において、第２セルにおける量は、第２移動量によって調整される。
【０１６８】
ブロック１５２０において、物質のおよその第２移動量は、第２セルから移される。
【０１６９】
ブロック１５２５において、第１セルにおける物質の新たな平均変化率は、第１セルにおける物質の現在の量および最新の流束に基づいて決定される。
【０１７０】
ブロック１５３０において、物質について第１セルにおけるさらに最新の量は、新たな平均変化率に基づいて決定される。
【０１７１】
ブロック１５３５において、第２セルにおける物質の量の平均変化率は、第２セルにおける物質の現在の量および流束に基づいて決定される。
【０１７２】
ブロック１５４０において、物質について第２セルにおける最新の量は、第２セルにおける平均変化率に基づいて決定される。
【０１７３】
ブロック１５４５において、第３移動量が決定される。
【０１７４】
ブロック１５５０において、第１セルおよび第２セルにおける量は、第３移動量によって調整される。
【０１７５】
ブロック１５５５において、物質のおよその第３移動量は、第２セルから第１セルに移される。
【０１７６】
方法は、ブロック１５５５で終了する。
【０１７７】
図１６を参照して、実例となる方法１６００は、原子炉をシミュレートおよび／または制御するために示される。実例となる方法１６００は、実例となる方法１１１０と異なるが、いくつかのステップが類似している。例えば、実例となる方法１６００は、離散運動よりもむしろ、物質の連続的な移動の例を示す。方法１６００は、ブロック１６０５で開始する。
【０１７８】
ブロック１６０５において、第１セルにおける流束は、第１セルにおける少なくとも１つの物質の量に基づいて決定される。上述したように、流束の決定は、さらに第１セルにおける１以上の物質の量に基づいている。また、流束の決定は、さらに１以上の他のセルにおける１以上の物質の量に基づいている。このブロックは、ブロック１１１０に類似している。
【０１７９】
ブロック１６１０において、第１セルにおける物質の量の平均変化率は、第１セルにおける物質の変化前の量および流束に基づいて決定される。このブロックは、ブロック１１１０に類似している。
【０１８０】
ブロック１６１５において、第１セルにおける物質について１以上の移動速度が決定される。移動速度は、セル内外に移動することが望まれる物質の量のような１以上の物質の任意の移動速度であってもよい。このブロックにおいて、１以上の移動速度は、第１セルにおける１以上の物質それぞれに適応してもよい。移動速度は、流束またはフルエンス、出力レベル（局部または全体）、温度などのような１以上のリアクターパラメータに応じて決定されてもよい。リアクターパラメータは、第１セルにおけるしきい値または設定値と比較される。このブロックは、適切に、例えば第１セルにおいて１以上の物質それぞれについて繰り返されてもよい。
【０１８１】
ブロック１６２０において、第１セルにおける平均変化率は、第１セルにおける物質についての移動速度に基づいて調整される。例えば、第１セルにおける物質の平均変化率は、決定された移動速度に基づいて調整される（増加または減少）。調整は、単一の平均変化率または個々の平均（単純平均または加重平均）変化率で行なわれる。１以上の物質についての平均変化率は、個々にまたは同時に（変化方程式と組み合わされるときのような）求められる。
【０１８２】
ブロック１６２５において、第１セルにおける最新の量は、調整された平均変化率に基づいて決定される。実施形態において、物質は、リアクター外部に移動される。この場合において、ブロック１６３０〜１６４５は、スキップされる。
【０１８３】
ブロック１６３０において、第２セルにおける流束は、第２セルにおける少なくとも１つの物質の量に基づいて決定される。上述したように、流束の決定は、さらに、第１セルにおける１以上の物質の量に基づいて決定される。また、流束の決定は、さらに、１以上の他のセルにおける１以上の物質の量に基づいている。
【０１８４】
ブロック１６３５において、第２セルにおける物質の量の平均変化率は、第２セルにおける物質の変化前の量および流束に基づいて決定される。
【０１８５】
ブロック１６４０において、第２セルにおける平均変化率は、少なくとも１つの物質についての移動速度に基づいて決定される。
【０１８６】
ブロック１６４５において、第２セルにおける最新の量は、調整された平均変化率に基づいている。
【０１８７】
ブロック１６５０において、原子炉についての制御動作が決定される。実施形態において、このブロックはオプションである。
【０１８８】
ブロック１６５５において、原子炉についての制御動作が実行される。実施形態において、このブロックはオプションである。
【０１８９】
ブロック１６６０において、物質は、物質の移動速度に等しい転送速度で第１セルに／から移される。ブロック１１６０のように、少なくとも１つの物質の実際の量が移されるが、転送は適切な移動速度に等しい転送速度である。リアクター設計のシミュレートまたは評価のような実施形態において、このステップはオプションである。
【０１９０】
方法はブロック１６６０で終了するが、他の図の他の方法において示されるポイントＢに続いてもよい。
【０１９１】
図１７を参照して、実例となる方法１７００は、原子炉をシミュレートおよび／または制御するために示される。方法１７００は、ブロック１７０５で開始する。ポイントＢによって示されるように、方法１７００は、方法１６００に続く。
【０１９２】
ブロック１７０５において、物質は、物質の移動速度におよそ等しい転送速度で第２セルから／に移される。このブロックにおいて、１以上の少なくとも１つの物質に対応する少なくとも１つの物質の実際の量は、第２位置から、または第２位置（例えば、第２セルの位置から、または、第２セルの位置に）に移動速度で移される。例えば、方法１６００のブロック１６６０とともに、決定された移動量または対応する物質の量におよそ等しい、物質の量は、第１セルから第２セルまたはその逆に、適切な移動速度で移される。
【０１９３】
方法は、ブロック１７０５で開始する。
【０１９４】
図１８を参照して、実例となる方法１８００は、原子炉をシミュレートおよび／または制御するために示される。方法１８００は、ブロック１８０５で開始する。ポイントＢによって示されるように、方法１８００は、方法１６００に続く。実例となる方法１８００は、リアクターを通る４つのセルのループにおいて、様々な割合で典型的な移動の問題を示す。ループにおけるそれぞれのセルにおいて、移動の問題の割合およびタイプは、一致している必要はない。当業者であれば、４つのセルのループは適切に（例えば、より少ないセルまたはより多くのセルを含む）拡張または縮小されてもよいことを理解するだろう。
【０１９５】
ブロック１８０５において、物質は、第２セルに物質の移動速度におよそ等しい転送速度で移される。
【０１９６】
ブロック１８１０において、第２セルにおける物質の第２（設定）移動速度が決定される。
【０１９７】
ブロック１８１５において、第２セルにおける平均変化率のさらなる調整は、物質の第２（設定）移動速度に基づいて行なわれる。
【０１９８】
ブロック１８２０において、物質は、およそ第２（設定）移動速度で第２セルから第３セルに移される。
【０１９９】
ブロック１８２５において、第３セルにおける物質の移動速度が決定される。
【０２００】
ブロック１８３０において、第３セルにおける物質についての平均変化率は、第２セルについての第２（設定）移動速度および／または第３セルについて決定された移動速度によって調整される。
【０２０１】
ブロック１８３５において、物質が第３セルから第４セルに、第３セルについて決定された移動速度で移される。
【０２０２】
ブロック１８４０において、第４セルにおける物質についての移動速度が決定される。
【０２０３】
ブロック１８４５において、第４セルにおける物質についての平均変化率は、第３セルについて決定された移動速度および／または第４セルについて決定された移動速度によって調整される。
【０２０４】
ブロック１８５０において、物質は、第４セルから第１セルに、第４セルについて決定された移動速度で移される。
【０２０５】
方法は、ブロック１８５０において終了する。
【０２０６】
図１９を参照して、実例となる方法１９００は、原子炉をシミュレートおよび／または制御するために示される。実例となる方法１９００は、とりわけ、第１セルと第３セルからの１以上の物質の量を混合し、第１セルに戻る混合の部分を少なくとも移すことを例示している。転送は、様々な割合で生じる。中性子束の１以上の付加的な繰返し、および、変化計算は任意に生じる。当業者であれば、この実例となる方法は、少ないセルまたは多くのセルを使用する、様々な混合方法を含むように拡張されるか、収縮されると理解するだろう。方法１９００は、ブロック１９０５で開始する。ポイントＢによって例示されるように、方法１９００は、方法１６００に続く。
【０２０７】
ブロック１９０５において、物質は、物質の移動速度に等しい転送速度で第２セルに移される。
【０２０８】
ブロック１９１０において、第２セルにおける物質についての第２（設定）移動速度が決定される。
【０２０９】
ブロック１９１５において、さらなる調整が、物質の第２（設定）移動速度に基づいて第２セルにおける平均変化率および第３セルにおける平均変化率について行なわれる。
【０２１０】
ブロック１９２０において、物質は、第３セルに／から第２セルから／に第２（設定）移動速度で移される。
【０２１１】
ブロック１９２５において、第１セルにおける物質の量の新たな平均変化率は、第１セルにおける物質の現在の量および最新の流束に基づいて決定される。
【０２１２】
ブロック１９３０において、物質について第１セルにおけるさらに最新の量が新たな平均変化率に基づいて決定される。
【０２１３】
ブロック１９３５において、第３（設定）移動速度が第２セルの物質について決定される。
【０２１４】
ブロック１９４０において、第１セルおよび第２セルにおける物質の平均変化率は、第３（設定）移動速度を使用することによって調整される。
【０２１５】
ブロック１９４５において、物質は、第２セルから第１セルに第３（設定）移動速度で移される。
【０２１６】
方法は、ブロック１９４５で終了する。
【０２１７】
図２０を参照して、実例となる方法２０００は、原子炉をシミュレートおよび／または制御するために示される。実例となる方法２０００は、とりわけ、１以上の物質の量を、保持のためのセル位置（例えば、汚水槽、容器など）に様々な割合で移す典型的な方法を示している。物質が保持用のセル位置に／から移される間、中性子束の１以上の付加的な繰返し、および、変化計算は任意に生じる。物質は、保持用のセル（例えば、第１セルによって示されない位置）から移される。方法２０００は、ブロック２００５で開始する。ポイントＢによって示されるように、方法２０００は方法１６００に続く。
【０２１８】
ブロック２００５において、物質は、物質の移動速度におよそ等しい転送速度で第２セルに移される。
【０２１９】
ブロック２０１０において、第２セルにおける物質についての第２（設定）移動速度が決定される。
【０２２０】
ブロック２０１５において、さらなる調整は、物質の第２（設定）移動速度に基づいて第２セルにおける平均変化率で行なわれる。
【０２２１】
ブロック２０２０において、物質は、第２セルから第２（設定）移動速度で移される。
【０２２２】
ブロック２０２５において、第１セルにおける物質の量の新たな平均変化率は、第１セルにおける物質の現在の量および最新の流束に基づいて決定される。
【０２２３】
ブロック２０３０において、第１セルにおけるさらに最新の量は、新たな平均変化率に基づいて物質について決定される。
【０２２４】
ブロック２０３５において、第２セルにおいて物質の量の新たな平均変化率は、第２セルにおける物質の現在の量および流束に基づいて決定される。
【０２２５】
ブロック２０４０において、第２セルにおける物質についての第３（設定）移動速度が決定される。
【０２２６】
ブロック２０４５において、第１セルにおける物質の量の平均変化率は、第２セルにおける物質についての第３（設定）移動速度に基づいて決定される。
【０２２７】
ブロック２０５０において、第２セルにおける物質の量の平均変化率は、第２セルにおける物質についての第３（設定）移動速度に基づいて決定される。
【０２２８】
ブロック２０５５において、物質は、第２セルから第１セルに、第３（設定）移動速度で移される。
【０２２９】
方法は、ブロック２０５５で終了する。
【０２３０】
図２１を参照して、実例となる方法２１００は、原子炉をシミュレートおよび／または制御するために示される。ここで述べられるように、中性子輸送計算は、リアクターにおけるいくつかの、または、すべての物質についての横断面データを使用するようにしてもよい。方法２１００は、制限するものではないが次の１以上の利点を有する例の方法を例示している。それは、計算負荷を軽減し、入射粒子エネルギーのスペクトルにわたる対象の粒子それぞれについてのそれぞれの反応について徹底的な横断面データの必要性を減らし、および／または、現在の方法の正確性を改良する。方法２１００は、ブロック２１０５で開始する。
【０２３１】
ブロック２１０５において、第１セルにおける主要物質の隣りのものが選択される。主要物質は、リアクターまたは代替物質によって示されるリアクターのセルにおける１以上の物質である。実施形態において、主要物質は、分裂生成物（例えば、元素、同位体、および／または同位体の異性体）である。主要物質は、微視的な横断面データのような微視的な特性に関して特徴付けられていなくてもよい。例えば、分散、放射性捕獲、分裂などの様々なエネルギーを有する中性子を持った反応のいくつかの横断面データは、知られていなかもしれない。また、主要な情報は、よく知られていないが、他の理由で（計算負荷の軽減のような）、主要物質は代わりとして機能する隣接物質によって示されるかもしれない。隣接物質は、複数の代替物質から選択される。実施形態において、１以上の特性のために代わりとして主要物質を示すために、多数の隣接物質が複数の代替物質から選択されてもよい。代替物質は、適切な微視的な横断面データに関して典型的に特徴付けられている。実施形態において、代替物質は、決定された微視的な量を持った実際の物質（例えば、同位体）である。さらなる実施形態において、代替物質は、１以上の架空の物質を含む。架空の物質は、様々な断面積および他の特性についての架空の値の集まりである。隣接物質は、１以上の多くの基準における主要物質について代わりとして機能するように選択されてもよい。典型的に、隣接物質は、ある密度の隣接物質が既存の密度の主要物質のように類似する巨視的な特性を有するように微視的な特性を有する。したがって、隣接物質は、隣接物質それぞれの微視的特性に対する主要物質の微視的特性の比較に基づく主要物質の代わりとして機能するように選択される。微視的特性は、入射粒子のエネルギーに関して１以上の離散値を有すると見積もられる、または、入射粒子のエネルギーの機能として評価される。実施形態において、隣接物質（複数可）の選択は、１以上の核分裂性物質の分裂生成物である１以上の代替物質からの選択に制限される。分裂生成物は、さらに、中性子および／またはあるエネルギーレベルの中性子によって誘起される分裂に制限されてもよい。選択を制限する実施形態において、潜在的な隣接物質は、分裂収量曲線（例えば、図９において示される分裂収量曲線９００における、左曲線部分９１２または右曲線部分９１４）の主要物質と同じ「こぶ」の条件下の代替物質から選択されてもよい。実施形態において、潜在的な主要物質の数は、代替物質の数より大きい。例えば、既知の分裂生成物の同位体の数は、数千に達する。さらなる実施形態において、代替物質の数は、比較的小さい数（１００、５０、３０または２０未満）に制限される。実施形態において、代替物質の数は、１２に制限される。実施形態において、このブロックは、以下に記載される典型的な方法２２００によって実行される。
【０２３２】
ブロック２１１０において、選択された隣接物質（複数可）の代替量が決定される。上述したように、隣接物質は、ある密度の隣接物質が既存の密度の主要物質のように類似の巨視的な特性を有するように微視的な特性を有している。代替量は、ある濃度において主要物質を示す役目をする隣接物質の量または密度（例えば、濃度）である。微視的な特性のように、巨視的な特性は、１以上の離散値または入射粒子のエネルギーの機能として見積もられる。
【０２３３】
ブロック２１１５において、ブロック２１０５，２１１０は、第１セルにおける複数の主要物質それぞれについて繰り返される。このブロックにおいて、隣接物質（複数可）は、複数の主要物質（セルにおけるすべての物質を構築しないか、構築する）それぞれについて代わりとして機能するよう選択される。ある代替物質は、１以上の主要物質のために隣接物質として選択される。他の代替物質は、主要物質の隣接物質として選択されない。それぞれの代替物質の代理量は、代替物質が隣接するそれぞれの主要物質について決定される。
【０２３４】
ブロック２１２０において、それぞれの代替物質の合計の代替量が決定される。このブロックにおいて、合計の代替量は、３つの代替量（例えば、それらを合計することによる）に基づいて決定される。
【０２３５】
ブロック２１２５において、第１セルにおける流束は、第１セルにおけるそれぞれの代替物質の合計の代替量に基づいて決定される。ここに記載されるように、例えば、流束は、輸送計算（例えば、中性子束を決定するために中性子輸送方程式を求める）によって決定されてもよく、１以上の他のセルにおける代替物質それぞれの合計の代替量に基づいていてもよい。流束は、１以上の離散値によって見積もられてもよいし、または、連続関数であってもよく、それにより流束のスペクトルを記載する。流束は、空間および／またはエネルギー依存である。流束は、モンテカルロ法を含む数値解析法によって決定されてもよい。流束の平均変化率は、加重平均（例えば、ルングクッタ法または任意の他の方法によって決定されるように）であってもよい。流束は、第１セルにおける１以上の物質それぞれの量に依存していてもよい。セルにおける物質の実際の量（例えば、濃度）を使用する代わりに、計算は、その代わりにそれぞれの代替物質の合計の代替量を使用する。したがって、主要物質の横断面データおよび濃度は、代替物質が代替濃度を有することによって、流束の決定（例えば、中性子輸送計算）において説明される。代替物質の数が比較的小さい実施形態において、計算負荷は、著しく軽減される。
【０２３６】
ブロック２１３０において、１以上の物質の最新の量は、第１セルにおける物質の変化前の量および流束に基づいて決定される。１以上の物質は、セルにおける部分集合の物質であってもよい。例えば、１以上の物質についての最新の量が、個別にまたは同時に（変化方程式と組み合わされるときのような）求められてもよい。計算は、特別な時間の長さに基づく最新の量を計算することを含んでいても良い。
【０２３７】
ブロック２１３５において、原子炉についての制御動作が決定される。上述したように、制御動作は中性子吸収物質または流体、制御棒などのような任意の中性子影響特性または中性子吸収特性を使用するリアクターの局部中性子反応度についての変化（正または負）であってもよい。制限するものではないが、局所の、または、全体の原子力発電を含む任意の理由で、１以上の様々な流体速度における変化、例えばリアクターまたはリアクターの部分を通る熱吸収物質（例えば冷却液）の流体、リアクターシステムにおいて、リアクター冷却材ポンプの動作および／または様々なバルブ（制限するものではないが、リアクター閉鎖部またはリアクター冷却材遮断バルブ、蒸気遮断バルブなどを含む。）の位置における変化を指示することによるものである。１以上のブレーカー位置（例えば、リアクター冷却材ポンプ電源ブレーカー、蒸気タービン発生出力ブレーカーなど）における変化など。他の制御動作は、ここの記載に基づいて当業者によって明確になるだろう。決定された制御動作は、ユーザに対して表示されてもよい。
【０２３８】
ブロック２１４０において、原子炉における制御動作が実行される。上述したように、この実行は自動または手動である。
【０２３９】
方法は、ブロック２１４０で終了する。
【０２４０】
図２２を参照して、実例となる方法２２００は、原子炉をシミュレートおよび／または制御するために示される。実施形態において、方法２２００は、ブロック２２０５において開始する。
【０２４１】
ブロック２２０５において、複数の潜在的な隣接物質は、識別される。ブロック２２０５の記載に継続して、潜在的な隣接物質は、おそらくあるエネルギーの入射粒子によって誘起される、ある同位体の分裂生成物質である物質に制限される。実施形態において、ある主要物質についての潜在的な隣接物質は、分裂収量曲線または主要物質のような曲線の「こぶ」に従って、分裂生成物に制限されてもよい。対象の分裂収量曲線は、例えば、ある特別の核分裂性の物質の核分裂反応の曲線、または、入射粒子のエネルギーおよび核分裂性の物質の任意の組合せにおける多数の核分裂反応の曲線である。実施形態において、ある主要物質についての複数の潜在的な隣接物質は、主要物質に「最も類似する」原子質量数（Ａ）を有するいくつかの（例えば３つ）代替物質を識別することによって選択される。「最も類似する」の決定は、大きい（小さい）原子質量数を有する代替物質に制限される。また、「最も類似する」の決定は、少なくとも１つの小さいおよび少なくとも１つの大きい代替物質をとる。０または０に近い微視的な断面積を有する潜在的な隣接物質は、いくつかの実施形態において、除外されてもよい。
【０２４２】
ブロック２２１０において、隣接物質は、複数の潜在的な隣接物質から選択されてもよい。複数の潜在的な隣接物質が特定されると、１以上の隣接物質が多数のものから選択される。実施形態において、隣接物質は、断面のような１以上の微視的な特性を比較することによって選択される。したがって、隣接物質を選択するのに必要とされる比較の数は、ブロック２２０５において潜在的な隣接物質で決定される物質の数によって制限される。
【０２４３】
方法は、ブロック２２１０において終了する。実施形態において、潜在的な隣接物質は、断面のような１以上の微視的な特性を比較することによって特定される。０または０に近い微視的な断面積を有する潜在的な隣接物質は、いくつかの実施形態において除外されてもよい。
【０２４４】
〔結論〕
本質的に複数の、および／または単数の用語の使用に関して、当業者であれば、文脈および／または発明に適切となるように、複数から単数に、および／または、単数から複数に解釈することができる。様々な単一／複数の交換は、明確化の目的のために明らかにされていない。
【０２４５】
ここに記載されている本主題の特別な態様が示され、記述されている一方で、ここの教示に基づいていること、変更および修正がここに記載の主題および広い態様から外れることなく行なわれること、また、そのような変更および修正が真の精神およびここに記載の主題の範囲内にあるように、付随のクレームが包含していることが当業者には明確である。さらに、発明が付随のクレームによって定められていることが理解されるべきである。一般的にここで使用されている用語および特に付随のクレームにおいて使用されているクレームは、一般的に「制限のない」の用語（例えば、「含んでいる」という用語は、「含んでいるが・・・に制限されない」と解釈され、「有している」という用語は、「少なくとも有している」と解釈され、「含む」という用語は、「含むが・・・に制限されない」などと解釈されるべきである。）として意図されていることが理解されるだろう。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。例えば、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。
【０２４６】
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。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。文脈に関して、「・・・に反応して」、「・・・に関連して」または他の過去時制の形容詞のような用語は、文脈と矛盾しない限りにおいて、一般的にそのような変形を除外することを意図されていない。
【０２４７】
ここに記載された主題は、様々な他の構成要素に含まれる、または、結合されている様々な構成要素を例示している。そのような記載のアーキテクチャは、単に典型的なものであり、実際同じ機能を達成する多くの他のアーキテクチャは実施されてもよいことが理解されるべきである。概念的には、同じ機能を達成する構成要素の任意の配置は、所望の機能が達成されるように効果的に「関連している」。したがって、特別な機能を達成するよう組み合わされた任意の２つの構成要素は、所望の機能がアーキテクチャまたは相互中間の構成要素に関係なく達成されるように、互いに「関連しているもの」と見なされ得る。制限するものではないが、動作可能に連結した特別な例は、物理的に連れ添う構成要素および／または物理的に相互作用する構成要素、および／または無線で相互作用可能な構成要素および／または無線で相互作用する構成要素、および／または論理上に相互作用する構成要素および／または論理上相互作用可能な構成要素を含む。
【０２４８】
様々な態様及び実施形態を、ここに開示したが、その他の態様及び実施形態が可能であることは、当業者であれば自ずと理解できるはずである。ここに開示されている様々な態様および実施形態は、例示の目的であり、制限することを意図していない。真の範囲および精神が次のクレームによって示される。
【図面の簡単な説明】
【０２４９】
【図１Ａ】典型的な原子核分裂リアクターを概略的に示す図である。
【図１Ｂ】原子核分裂爆燃波型リアクターの一例の概略的な形状を示す外観図である。
【図１Ｃ】典型的な流体冷却を示す概略的な図である。
【図２Ａ】典型的な原子核分裂燃料アセンブリの一例を概略的に示す図である。
【図２Ｂ】典型的な原子核分裂燃料アセンブリの一例を概略的に示す図である。
【図３】典型的な非隣接の原子核分裂燃料物質の一例を概略的に示す図である。
【図４】典型的なモジュールの原子核分裂燃料炉心の一例を概略的に示す図である。
【図５Ａ】構造に影響する典型的な中性子の一例を概略的に示す図である。
【図５Ｂ】構造に影響する典型的な中性子の一例を概略的に示す図である。
【図６Ａ】典型的な、核照射と物質の運動の一例を概略的に示す図である。
【図６Ｂ】典型的な、核照射と物質の運動の一例を概略的に示す図である。
【図７Ａ】核反応の典型的な温度制御の一例を概略的に示す図である。
【図７Ｂ】核反応の典型的な温度制御の一例を概略的に示す図である。
【図７Ｃ】核反応の典型的な温度制御の一例を概略的に示す図である。
【図８Ａ】典型的なセルおよびセルの集まりの一例を概略的に示す図である。
【図８Ｂ】典型的なセルおよびセルの集まりの一例を概略的に示す図である。
【図８Ｃ】典型的なセルおよびセルの集まりの一例を概略的に示す図である。
【図９】典型的な核分裂収量曲線の一例を示す図である。
【図１０】典型的なリアクター制御システムの一例を概略的に示す図である。
【図１１】原子炉をシミュレートおよび制御するために関連した方法の一例を示すフローチャートである。
【図１２】原子炉をシミュレートおよび制御するために関連した方法の一例を示すフローチャートである。
【図１３】原子炉をシミュレートおよび制御するために関連した方法の一例を示すフローチャートである。
【図１４】原子炉をシミュレートおよび制御するために関連した方法の一例を示すフローチャートである。
【図１５】原子炉をシミュレートおよび制御するために関連した方法の一例を示すフローチャートである。
【図１６】原子炉をシミュレートおよび制御するために関連した方法の一例を示すフローチャートである。
【図１７】原子炉をシミュレートおよび制御するために関連した方法の一例を示すフローチャートである。
【図１８】原子炉をシミュレートおよび制御するために関連した方法の一例を示すフローチャートである。
【図１９】原子炉をシミュレートおよび制御するために関連した方法の一例を示すフローチャートである。
【図２０】原子炉をシミュレートおよび制御するために関連した方法の一例を示すフローチャートである。
【図２１】原子炉をシミュレートおよび制御するために関連した方法の一例を示すフローチャートである。
【図２２】原子炉をシミュレートおよび制御するために関連した方法の一例を示すフローチャートである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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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１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【国際調査報告】
2013505460.tif 000047