(57)【要約】  例示としての実施形態が、核分裂爆燃波型の原子炉の冷却に関連する各種システム、応用機器、装置、および方法を提供する。例示としての実施形態および態様には、核分裂爆燃波型の原子炉、核分裂爆燃波型の原子炉の熱を伝達する方法、核分裂爆燃波型の原子炉から熱を伝達する方法、核分裂爆燃波型の原子炉内において熱を伝達する方法などが含まれるが、これらに限定されるわけではない。
2011530713.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉容器と、
上記原子炉容器の中に設置され、核分裂用燃料物質を内部に格納する炉心アッセンブリーと、
上記核分裂用燃料物質と熱的伝導状態に設置される、少なくとも１つの一次熱パイプとを備えた、核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項２】
上記少なくとも１つの一次熱パイプが、上記核分裂用燃料物質の外部に設置される、請求項１に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項３】
上記少なくとも１つの一次熱パイプの少なくとも一部が、上記核分裂用燃料物質の一部に設置される、請求項１に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項４】
上記少なくとも１つの一次熱パイプの少なくとも上記一部が、上記核分裂用燃料物質の上記一部において規定される空洞によって規定される、請求項３に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項５】
上記核分裂用燃料物質が、上記少なくとも１つの一次熱パイプの少なくとも一部に設置される、請求項１に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項６】
上記少なくとも１つの一次熱パイプが、
上記核分裂用燃料物質と熱的伝導状態に設置される蒸発部と、
凝縮部とを備えた、請求項１に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項７】
上記少なくとも１つの一次熱パイプが、断熱部をさらに備えた、請求項６に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項８】
上記少なくとも１つの一次熱パイプと熱的伝導状態に設置される、少なくとも１つのヒートシンクをさらに備えた、請求項１に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項９】
上記少なくとも１つのヒートシンクが、上記原子炉容器の外部に設置される外部ヒートシンクを備えた、請求項８に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項１０】
上記少なくとも１つのヒートシンクが、上記原子炉容器の内部に設置される内部ヒートシンクを備えた、請求項８に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項１１】
上記少なくとも１つの一次熱パイプの凝縮部と熱的伝導状態に設置される、少なくとも１つのヒートシンクをさらに備えた、請求項６に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項１２】
上記少なくとも１つのヒートシンクが、上記原子炉容器の外部に設置される外部ヒートシンクを備えた、請求項１１に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項１３】
上記少なくとも１つのヒートシンクが、上記原子炉容器の内部に設置される内部ヒートシンクを備えた、請求項１１に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項１４】
上記少なくとも１つの一次熱パイプと熱的伝導状態にある、少なくとも１つの二次熱パイプをさらに備えた、請求項１に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項１５】
上記少なくとも１つの二次熱パイプと熱的伝導状態に設置される、少なくとも１つのヒートシンクをさらに備えた、請求項１４に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項１６】
少なくとも１つの二次熱パイプをさらに備え、
この少なくとも１つの二次熱パイプが、
上記少なくとも１つの一次熱パイプの凝縮部と熱的伝導状態に設置される蒸発部と、
凝縮部とを備えた、請求項６に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項１７】
上記二次熱パイプが、断熱部をさらに備えた、請求項１６に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項１８】
上記一次凝縮部および上記二次蒸発部が、結合デバイスの中に設置される、請求項１６に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項１９】
上記結合デバイスが、熱的結合媒体を備えた、請求項１８に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項２０】
上記一次凝縮部および上記二次蒸発部が、互いに隣接して設置される、請求項１８に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項２１】
上記一次凝縮部および上記二次蒸発部が、互いに横方向に隣接して設置される、請求項２０に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項２２】
上記一次凝縮部および上記二次蒸発部が、互いに半径方向に隣接して設置される、請求項２０に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項２３】
上記一次凝縮部が、上記二次蒸発部の中に半径方向に設置される、請求項２２に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項２４】
上記二次蒸発部が、上記一次凝縮部の中に半径方向に設置される、請求項２２に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項２５】
上記少なくとも１つの二次熱パイプの凝縮部と熱的伝導状態に設置される、少なくとも１つのヒートシンクをさらに備えた、請求項１６に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項２６】
上記少なくとも１つの一次熱パイプが、毛細管状構造を備えた、請求項１に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項２７】
上記毛細管状構造が、上記少なくとも１つの一次熱パイプの中で規定された複数の溝を有する、請求項２６に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項２８】
上記毛細管状構造が、芯を有する、請求項２６に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項２９】
上記芯が、トリウム、モリブデン、タングステン、鋼、タンタル、ジルコニウム、炭素、および耐熱性を有する金属から選択される物質で形成される、請求項２８に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項３０】
上記少なくとも１つの一次熱パイプが、作動流体をさらに備えた、請求項２６に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項３１】
上記作動流体が、蒸発可能および凝縮可能である、請求項３０に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項３２】
上記作動流体が、７Ｌｉ、ナトリウム、およびカリウムから選択される流体を含有する、請求項３１に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項３３】
原子炉容器と、
上記原子炉容器の中に設置され、核分裂用燃料物質を内部に格納する炉心アッセンブリーと、
上記核分裂用燃料物質と熱的伝導状態に設置される、少なくとも１つの一次熱パイプと、
上記少なくとも１つの一次熱パイプと熱的伝導状態に設置される、少なくとも１つのヒートシンクとを備えた、核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項３４】
上記少なくとも１つのヒートシンクが、上記原子炉容器の外部に設置される外部ヒートシンクを備えた、請求項３３に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項３５】
上記少なくとも１つのヒートシンクが、上記原子炉容器の内部に設置される内部ヒートシンクを備えた、請求項３３に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項３６】
上記少なくとも１つの一次熱パイプが、上記核分裂用燃料物質の外部に設置される、請求項３３に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項３７】
上記少なくとも１つの一次熱パイプの少なくとも一部が、上記核分裂用燃料物質の一部に設置される、請求項３３に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項３８】
上記少なくとも１つの一次熱パイプの少なくとも上記一部が、上記核分裂用燃料物質の上記一部において規定される空洞によって規定される、請求項３７に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項３９】
上記核分裂用燃料物質が、上記少なくとも１つの一次熱パイプの少なくとも一部に設置される、請求項３３に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項４０】
上記少なくとも１つの一次熱パイプが、
上記核分裂用燃料物質と熱的伝導状態に設置される蒸発部と、
凝縮部とを備えた、請求項３３に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項４１】
上記少なくとも１つの一次熱パイプが、断熱部をさらに備えた、請求項４０に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項４２】
上記少なくとも１つのヒートシンクが、上記少なくとも１つの一次熱パイプの凝縮部と熱的伝導状態に設置される、請求項４０に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項４３】
上記少なくとも１つのヒートシンクが、上記原子炉容器の外部に設置される外部ヒートシンクを備えた、請求項４２に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項４４】
上記少なくとも１つのヒートシンクが、上記原子炉容器の内部に設置される内部ヒートシンクを備えた、請求項４２に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項４５】
上記少なくとも１つの一次熱パイプが、毛細管状構造を備えた、請求項３３に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項４６】
上記毛細管状構造が、上記少なくとも１つの一次熱パイプの中で規定された複数の溝を有する、請求項４５に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項４７】
上記毛細管状構造が、芯を有する、請求項４５に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項４８】
上記芯が、トリウム、モリブデン、タングステン、鋼、タンタル、ジルコニウム、炭素、および耐熱性を有する金属から選択される物質で形成される、請求項４７に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項４９】
上記少なくとも１つの一次熱パイプが、作動流体を備えた、請求項３３に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項５０】
上記作動流体が、蒸発可能および凝縮可能である、請求項４９に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項５１】
上記作動流体が、７Ｌｉ、ナトリウム、およびカリウムから選択される流体を含有する、請求項５０に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項５２】
原子炉容器と、
上記原子炉容器の中に設置され、核分裂用燃料物質を内部に格納する炉心アッセンブリーと、
上記核分裂用燃料物質と熱的伝導状態に設置される、少なくとも１つの一次熱パイプと、
上記少なくとも１つの一次熱パイプと熱的伝導状態にある少なくとも１つの二次熱パイプと、
上記少なくとも１つの二次熱パイプと熱的伝導状態に設置される、少なくとも１つのヒートシンクとを備えた、核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項５３】
上記少なくとも１つの一次熱パイプが、上記核分裂用燃料物質の外部に設置される、請求項５２に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項５４】
上記少なくとも１つの一次熱パイプの少なくとも一部が、上記核分裂用燃料物質の一部に設置される、請求項５２に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項５５】
上記少なくとも１つの一次熱パイプの少なくとも上記一部が、上記核分裂用燃料物質の上記一部において規定される空洞によって規定される、請求項５４に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項５６】
上記核分裂用燃料物質が、上記少なくとも１つの一次熱パイプの少なくとも一部に設置される、請求項５２に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項５７】
上記少なくとも１つの一次熱パイプおよび上記少なくとも１つの二次熱パイプが、それぞれ、
蒸発部と、
凝縮部とを備えた、請求項５２に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項５８】
上記少なくとも１つの一次熱パイプが、一次断熱部をさらに備えた、請求項５７に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項５９】
上記少なくとも１つの二次熱パイプが、二次断熱部をさらに備えた、請求項５７に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項６０】
上記少なくとも１つの一次熱パイプの蒸発部が、上記核分裂用燃料物質と熱的伝導状態に設置される、請求項５７に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項６１】
上記少なくとも１つの二次熱パイプの蒸発部が、上記少なくとも１つの一次熱パイプの凝縮部と熱的伝導状態に設置される、請求項５７に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項６２】
上記一次凝縮部および上記二次蒸発部が、結合デバイスの中に設置される、請求項６１に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項６３】
上記結合デバイスが、熱的結合媒体を備えた、請求項６２に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項６４】
上記一次凝縮部および上記二次蒸発部が、互いに隣接して設置される、請求項６２に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項６５】
上記一次凝縮部および上記二次蒸発部が、互いに横方向に隣接して設置される、請求項６４に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項６６】
上記一次凝縮部および上記二次蒸発部が、互いに半径方向に隣接して設置される、請求項６４に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項６７】
上記一次凝縮部が、上記二次蒸発部の中に半径方向に設置される、請求項６６に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項６８】
上記二次蒸発部が、上記一次凝縮部の中に半径方向に設置される、請求項６６に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項６９】
上記少なくとも１つのヒートシンクが、上記少なくとも１つの二次熱パイプの凝縮部と熱的伝導状態に設置される、請求項５７に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項７０】
上記少なくとも１つの一次熱パイプおよび上記少なくとも１つの二次熱パイプが、毛細管状構造を備えた、請求項５２に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項７１】
上記毛細管状構造が、複数の溝を有する、請求項７０に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項７２】
上記毛細管状構造が、芯を有する、請求項７０に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項７３】
上記芯が、トリウム、モリブデン、タングステン、鋼、タンタル、ジルコニウム、炭素、および耐熱性を有する金属から選択される物質で形成される、請求項７２に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項７４】
上記少なくとも１つの一次熱パイプおよび上記少なくとも１つの二次熱パイプが、作動流体を備えた、請求項５２に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項７５】
上記作動流体が、蒸発可能および凝縮可能である、請求項７４に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項７６】
上記作動流体が、７Ｌｉ、ナトリウム、およびカリウムから選択される流体を含有する、請求項７５に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項７７】
上記原子炉容器の内部に、少なくとも１つの一次熱パイプと熱的伝導状態に設置される、少なくとも１つの内部ヒートシンクをさらに備えた、請求項５２に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項７８】
原子炉容器と、
上記原子炉容器の中に設置され、核分裂用燃料物質を内部に格納する炉心アッセンブリーと、
上記核分裂用燃料物質と熱的伝導状態に設置される、少なくとも１つの内部熱パイプと、
上記原子炉容器の内部に、上記少なくとも１つの内部熱パイプと熱的伝導状態に設置される、少なくとも１つの内部ヒートシンクとを備えた、核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項７９】
上記少なくとも１つの内部ヒートシンクにアクセスポートを介してアクセスできるように、上記原子炉容器がこのアクセスポートを規定する、請求項７８に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項８０】
上記少なくとも１つの内部ヒートシンクが、処理ステーションを備えた、請求項７９に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項８１】
上記処理ステーションが、熱処理ステーションを備えた、請求項８０に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項８２】
上記処理ステーションが、アニーリングステーションを備えた、請求項８０に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項８３】
上記核分裂用燃料物質と熱的伝導状態に設置される、少なくとも１つの一次熱パイプをさらに備えた、請求項７８に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項８４】
上記原子炉容器の外部に、上記少なくとも１つの一次熱パイプと熱的伝導状態に設置される、少なくとも１つの外部ヒートシンクをさらに備えた、請求項８３に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項８５】
上記少なくとも１つの一次熱パイプと熱的伝導状態に設置される、少なくとも１つの二次熱パイプをさらに備えた、請求項８３に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【請求項８６】
上記原子炉容器の外部に、上記少なくとも１つの二次熱パイプと熱的伝導状態に設置される、少なくとも１つの外部ヒートシンクをさらに備えた、請求項８５に記載の核分裂爆燃波型の原子炉。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
〔技術分野〕
本願は、核分裂爆燃波型の原子炉の冷却、およびこれに関連する各種システム、応用機器、装置、および方法に関する。
【０００２】
〔発明の概要〕
例示としての実施形態では、核分裂爆燃波型の原子炉の冷却に関連する各種システム、応用機器、装置、および方法が提供される。例示としての実施形態および態様には、核分裂爆燃波型の原子炉、核分裂爆燃波型の原子炉の熱を伝達する方法、核分裂爆燃波型の原子炉から熱を伝達する方法、核分裂爆燃波型の原子炉内において熱を伝達する方法などを含むが、これらに限定されるわけではない。
【０００３】
上述の概要は、例示にすぎず、いかなる限定を加えるものではない。例として上述した態様、実施形態、および特徴点に加えて、別の態様、実施形態、および特徴点についても、図面および以下の詳細な説明を参照することによって、自ずから理解できるはずである。
【０００４】
〔図面の簡単な説明〕
図１Ａは、例示としての核分裂爆燃波型の原子炉の概略図である。
【０００５】
図１Ｂは、もう１つの、例示としての核分裂爆燃波型の原子炉の概略図である。
【０００６】
図１Ｃは、もう１つの、例示としての核分裂爆燃波型の原子炉の概略図である。
【０００７】
図１Ｄは、もう１つの、例示としての核分裂爆燃波型の原子炉の概略図である。
【０００８】
図２Ａおよび図２Ｂは、断面積を中性子エネルギーに対してプロットした図である。
【０００９】
図２Ｃ〜図２Ｇは、運転中の核分裂炉の動作時の相対的濃度を示す。
【００１０】
図３Ａは、もう１つの、例示としての核分裂爆燃波型の原子炉の概略図である。
【００１１】
図３Ｂは、もう１つの、例示としての核分裂爆燃波型の原子炉の概略図である。
【００１２】
図３Ｃは、もう１つの、例示としての核分裂爆燃波型の原子炉の概略図である。
【００１３】
図３Ｄは、もう１つの、例示としての核分裂爆燃波型の原子炉の概略図である。
【００１４】
図３Ｅは、図３Ａ〜図３Ｄの核分裂爆燃波型の原子炉の例示としての細部を示す概略図である。
【００１５】
図３Ｆは、図３Ａ〜図３Ｄの核分裂爆燃波型の原子炉の、もう１つの、例示としての細部を示す概略図である。
【００１６】
図３Ｇは、図３Ａ〜図３Ｄの核分裂爆燃波型の原子炉の、もう１つの、例示としての細部を示す概略図である。
【００１７】
図３Ｈは、図３Ｇの細部の断面積を、部分的に概略的な形態で示す端面図である。
【００１８】
図３Ｉは、図３Ａ〜図３Ｄの核分裂爆燃波型の原子炉のもう１つの、例示としての細部を示す概略図である。
【００１９】
図３Ｊは、図３Ｉの細部の断面積を、部分的に概略的な形態で示す端面図である。
【００２０】
図４は、もう１つの、例示としての核分裂爆燃波型の原子炉の一部を示す概略図である。
【００２１】
図５Ａは、例示としての核分裂爆燃波型の炉心アッセンブリーの一部を、部分的に概略的な形態で示す、側部から見た平面図である。
【００２２】
図５Ｂは、例示としての核分裂爆燃波型の炉心アッセンブリーの一部を、部分的に概略的な形態で示す、側部から見た平面図である。
【００２３】
図５Ｃは、図５Ａおよび図５Ｂに示された部分を、部分的に概略的な形態で示す、端部から見た平面図である。
【００２４】
図６Ａは、もう１つの、例示としての核分裂爆燃波型の炉心アッセンブリーの一部を、部分的に概略的な形態で示す、上部から見た平面図である。
【００２５】
図６Ｂは、もう１つの、例示としての核分裂爆燃波型の炉心アッセンブリーの一部を、部分的に概略的な形態で示す、上部から見た平面図である。
【００２６】
図６Ｃは、図６Ａおよび図６Ｂの線Ａ−Ａに沿って、部分的に概略的な形態で示す、端部から見た平面図である。
【００２７】
図６Ｄは、図６Ａおよび図６Ｂの核分裂爆燃波型の炉心アッセンブリーをより大きく、部分的に概略的な形態で示す、端部から見た平面図である。
【００２８】
図７Ａおよび図７Ｂは、例示としての熱パイプを、概略的な形態で示す、側部から見た破断平面図である。
【００２９】
図８Ａおよび図８Ｂは、もう１つの、例示としての熱パイプを、概略的な形態で示す、側部から見た破断平面図である。
【００３０】
図９Ａは、例示としての核分裂用燃料物質を、概略的な形態で示す斜視図である。
【００３１】
図９Ｂは、図９Ａの核分裂用燃料物質の細部を、概略的な形態で示す斜視図である。
【００３２】
図１０Ａおよび図１０Ｂは、図９Ａおよび図９Ｂの核分裂用燃料物質とともに使用する例示としての熱パイプを、概略的な形態で示す、側部から見た破断平面図である。
【００３３】
図１１Ａは、核分裂爆燃波型の原子炉の熱を伝達する、例示としての方法を示すフローチャートである。
【００３４】
図１１Ｂ〜図１１Ｄは、図１１Ａの方法の詳細を示すフローチャートである。
【００３５】
図１２Ａは、核分裂爆燃波型の原子炉から熱を伝達する、例示としての方法を示すフローチャートである。
【００３６】
図１２Ｂおよび図１２Ｃは、図１２Ａの方法の詳細を示すフローチャートである。
【００３７】
図１３Ａは、核分裂爆燃波型の原子炉から熱を伝達する、もう１つの、例示としての方法を示すフローチャートである。
【００３８】
図１３Ｂは、図１３Ａの方法の詳細を示すフローチャートである。
【００３９】
図１４は、核分裂爆燃波型の原子炉内において熱を伝達する、例示としての方法を示すフローチャートである。
【００４０】
〔詳細な説明〕
以下の詳細な説明では、本記載の一部をなす添付の図面を参照する。図面中では、文脈と矛盾しない限り、同様の記号は、通常同様の要素を特定する。詳細な説明、図面、および請求項に記載された例示としての実施形態は、なんらの限定を加えるものではない。他の実施形態を用いてもよく、他の変更を行ってもよく、これらの実施形態や変更は、ここに提示される主題の意図および範囲から逸脱するものではない。
【００４１】
〔概略〕
概略として述べると、例示としての実施形態では、核分裂爆燃波型の原子炉の冷却に関連する各種システム、応用機器、装置、および方法が提供される。例示としての実施形態および態様には、核分裂爆燃波型の原子炉、核分裂爆燃波型の原子炉の熱を伝達する方法、核分裂爆燃波型の原子炉から熱を伝達する方法、核分裂爆燃波型の原子炉内において熱を伝達する方法などを含むが、これらに限定されるわけではない。
【００４２】
続いて概略として、図１Ａを参照しながら述べると、例示としての核分裂爆燃波型の原子炉１０を、具体的な例として議論するが、これはなんらの限定を加えるものではない。例示としての核分裂爆燃波型の原子炉１０は、好適には、原子炉容器１２を備えている。炉心アッセンブリー１４が、原子炉容器１２の中に設置され、その中には核分裂用燃料物質が設置されている。少なくとも１つの一次熱パイプ１６が設置されており、核分裂用燃料物質と熱的伝導状態にある。一例としての非限定な実施形態を、次に説明する。
【００４３】
その準備として、具体的に説明をするための本例の場合、少なくとも１つの一次熱パイプ１６が設置され、核分裂用燃料物質と熱的伝導状態にあることに注意を喚起しておく。したがって、いくつかの実施形態では、１つの一次熱パイプ１６が、核分裂用燃料物質と熱的伝導状態に設置されてもかまわない。同様に、他の実施形態では、複数の一次熱パイプ１６が、核分裂用燃料物質と熱的伝導状態に設置されてもかまわない。核分裂爆燃波型の原子炉１０の個々の実施形態に含まれる図面は、複数の一次熱パイプ１６を示しているが、これらの図面は例示にすぎず、いかなる限定を加えるものではない。この目的のために、核分裂用燃料物質と熱的伝導状態に設置される一次熱パイプ１６の個数は、いかなる様態の限定も受けない。他の構成として、任意の個数の一次熱パイプ１６が、発電に対する要件、空間的な制約、法的規制による制限など（条件や制約は限定されない）に応じて、特定の応用を実現するための必要に応じて、核分裂用燃料物質と熱的伝導状態に設置されてもよい。
【００４４】
明確を期すために、以下の記載において（例えば、核分裂爆燃波型の原子炉１０の各種の実施形態を議論する文脈において）、「少なくとも１つの一次熱パイプ１６」という参照は、「（複数の）一次熱パイプ１６」を指すものとする。ただし、「（複数の）一次熱パイプ１６」をこのように参照することは、明確を期すことを目的としたものであって、一次熱パイプ１６の個数を複数の一次熱パイプ１６に限定するものではないことは理解されよう。
【００４５】
いくつかの実施形態では、少なくとも１つのヒートシンク１８が、一次熱パイプ１６と熱的伝導状態に設置されてもよい。ヒートシンク１８は、蒸気発生器、バイオマス原子炉、または、所望に応じて一次熱パイプ１６から熱を伝達する、その他の任意の処理デバイスであってもよい。限定を加えるのではなく一例として示された例においては、ヒートシンク１８が蒸気発生器の場合、供給水取り入れ口２０から、供給水２２がヒートシンク１８に供給される。熱は、一次熱パイプ１６から供給水２２に伝達され、供給水２２は、液体から蒸気２４に相変化する。蒸気２４は、蒸気排出口２６を通ってヒートシンク１８から外へ出る。
【００４６】
いくつかの実施形態では、ヒートシンク１８が外部ヒートシンクであってもよい。つまり、ヒートシンク１８が、原子炉容器１２の外部に設置されてもよい。以下に記載の他のいくつかの実施形態では、内部ヒートシンク（図１Ａには図示しない）が、原子炉容器１２の内部に設置されてもよい。
【００４７】
任意の個数のヒートシンク１８が、特定の応用を実現するための必要に応じて提供されていてもかまわないことは理解されよう。例えば、図１Ａに示すように、いくつかの実施形態は、１つのヒートシンク１８を備えている。次に図１Ｂも参照すると、いくつかの実施形態は、２つのヒートシンク１８を備えていてもよい。記載を簡潔にするために、２つを超えるヒートシンク１８を備える実施形態は図示しない。ただし、ヒートシンク１８の個数に対していかなる限定を加える意図もないこと、さらに、いかなる限定があるとも推論すべきではないことは理解されよう。ヒートシンク１８の個数は限定されるものではなく、任意の個数のヒートシンク１８が、発電に対する要件、空間的な制約、法的規制による制限など（条件や制約は限定されない）に応じて、特定の応用を実現するための必要に応じて使用されてかまわない。したがって、一次熱パイプ１６について上述した理由と同じ明確を期すという理由で、（複数の）ヒートシンク１８に言及していても、ヒートシンク１８の個数を複数のヒートシンク１８に限定する意図はない。
【００４８】
以上で、核分裂爆燃型の原子炉１０のいくつかの実施形態の概略について説明した。次に、核分裂爆燃波およびその原子核の振る舞いに関連する例として（つまり限定ではない）、検討事項および概略について記載する。それに続いて、核分裂爆燃波型の原子炉の別の実施形態および態様に関連して、さらなる例示としての詳細について記載する。
【００４９】
〔核分裂爆燃波型の原子炉の実施形態の背後にある検討事項〕
核分裂爆燃波型の原子炉１０の詳細について議論する前に、核分裂爆燃波型の原子炉１０の実施形態の背後にあるいくつかの検討事項について、その概略を記載するが、これは限定と解釈されるべきものではない。核分裂爆燃波型の原子炉１０のいくつかの実施形態では、以下で議論する検討事項の多数について扱う。また、核分裂爆燃波型の原子炉１０のその他のいくつかの実施形態では、これらの検討事項のうちの１つまたは選択した数個程度を扱うこともあり、必ずしも、以下で議論する検討事項をすべて扱っているわけではない。以下の議論には、Energy, The International Journal, 30 November 2003に提出するために準備された論文（"Completely Automated Nuclear Power Reactors For Long-Term Operation: III. Enabling Technology For Large-Scale, Low-Risk, Affordable Nuclear Electricity" by Edward Teller, Muriel Ishikawa, Lowell Wood, Roderick Hyde, and John Nuckolls, presented at the July 2003 Workshop of the Aspen Global Change Institute, University of California Lawrence Livermore National Laboratory publication UCRL-JRNL-122708 (2003)）から引用した情報が部分的に含まれている。この論文の内容は参照によってここに引用されるものとする。
【００５０】
核分裂爆燃波型の原子炉１０の実施形態において使用することが予想される、いくつかの種類の核分裂用燃料は、通常広く入手可能であり、例としては、ウラン（天然ウラン、劣化ウラン、または濃縮ウラン）、トリウムやプルトニウムなどがあげられ、さらに、すでに燃焼済みの核分裂用燃料集合体であってもよいが、これらの例に限定されるものではない。これらの燃料ほどではないが、やはり入手可能な、その他の核分裂用燃料の例としてはその他のアクチニド系列の元素またはその同位体などがあげられるが（これらの例に限定されるものではない）、これらの元素または同位体が、核分裂爆燃波型の原子炉１０の実施形態において使用されてもかまわない。核分裂爆燃波型の原子炉１０のいくつかの実施形態では、約１／３世紀から約１／２世紀のオーダの長期間またはさらに長い期間、フルパワーで運転することが考慮されている。一方で、核分裂爆燃波型の原子炉１０のいくつかの実施形態の一態様では、核燃料を再供給することが考慮されていない（ただし、その代わりに、寿命が尽きたときには、その場に埋めてしまうことか考慮されている）。また、核分裂爆燃波型の原子炉１０の実施形態のいくつかの態様では、核燃料を再供給することが考慮されており、一部の核燃料の再供給は運転停止中に発生し、別の一部の核燃料の再供給は運転中に発生する。さらに、核分裂用燃料の再処理を場合によっては回避し、こうすることによって、軍事目使用へ転用などの問題が発生する可能性を抑制することも考慮されている。
【００５１】
核分裂爆燃波型の原子炉１０のいくつかの実施形態の場合に選択肢に対して影響を及ぼす可能性を有する、他の検討事項としては、運転の過程において発生し長期間にわたって続く放射能を、安全に廃棄することがあげられる。核分裂爆燃波型の原子炉１０が、オペレータのミスによる破損や、冷却剤損失事故（ＬＯＣＡ））などの大事故を緩和する能力を有することも考えられる。いくつかの態様では、廃棄が低いリスクで安価に実現されてもよい。
【００５２】
例えば、核分裂爆燃波型の原子炉１０のいくつかの実施形態は、地下に設置することを包含し、こうすることによって、放射能の、生物圏への大規模で突発的な放出および小規模で定常的な放出の問題を扱うことができてもよい。核分裂爆燃波型の原子炉１０のいくつかの実施形態は、オペレータによる制御を最小化することを包含し、こうすることによって、これらの実施形態を実際的に可能な限り自動化してもよい。いくつかの実施形態では、寿命に合わせて設計することが考慮され、核分裂爆燃波型の原子炉１０のこれらの実施形態は、運転開始から寿命が尽きる際の運転停止まで運転する。寿命に合わせたいくつかの設計では、実施形態がほぼ完全に自動的に動作してもよい。核分裂爆燃波型の原子炉１０の実施形態は、簡単にモジュール型構造物化されるものであってもよい。最後に、核分裂爆燃波型の原子炉１０のいくつかの実施形態は、出力密度に合わせて設計されてもよい。
【００５３】
核分裂爆燃波型の原子炉１０の各種実施形態の特徴の一部は、上述のいくつかの検討事項に由来する。例えば、核燃料を再供給せずにフルパワーで１／３世紀から１／２世紀（またはさらに長い）の間運転すること、および核分裂用燃料の再処理を回避することを同時にかなえようというのであれば、高速中性子スペクトルを使用すればよい。もう１つの例として、いくつかの実施形態では、反応の負の温度係数（αＴ）が、例えば高速中性子を強力に吸収する成分を用いて局所的な反応に対して負のフィードバックをかけることによって、核分裂爆燃波型の原子炉１０に作り込まれる。さらに別の例としては、核分裂爆燃波型の原子炉１０のいくつかの実施形態では、分布型のサーモスタットを使用すれば、核分裂爆燃波モードによる、核分裂用燃料の燃焼の伝播が可能になる。このモードは、未濃縮のアクチニド系燃料（例えば天然ウランまたはトリウム）の高い平均燃焼度と、炉心に装荷された燃料中における核分裂性物質の同位体濃縮率が中程度の、比較的小さな「核分裂点火装置」領域の使用とを、同時に可能にする。さらに別の例としては、核分裂爆燃波型の原子炉１０のいくつかの実施形態では、多重の冗長性が、一次炉心冷却および二次炉心冷却において提供されている。
【００５４】
〔例示としての炉心の原子核の振る舞いの概略〕
（ｉ）炉心アッセンブリー１４およびその原子核の振る舞いならびに（ｉｉ）核分裂爆燃波の伝播の概略について、次に説明する。
【００５５】
概略について一般的に記載すれば、炉心アッセンブリー１４の構成成分は、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、レニウム（Ｒｅ）、または炭素複合材料、セラミックスなどである。これらの素材または同様の素材が、通常、炉心アッセンブリー１４が運転する高温に対処できるように、選択されればよい。上記の構成の替わりに、あるいは、上記の構成に加えて、この素材の選択は、フルパワーで運転したときに予想される寿命全体を通じた素材の持つ耐クレープ性、機械的な加工性、および／または耐腐食性によって影響されてもよい。構成成分は、単一の素材であってもよく、または複数の素材の組み合わせ（例えば、複数のコーティング、合金、多層構造、複合材料など）であってもよい。いくつかの実施形態では、炉心アッセンブリー１４は十分に低い温度で運転するので、別の素材（例えば、アルミニウム（Ａｌ）、鋼、チタン（Ｔｉ）など）を、単独でまたは組み合わせて構成成分として使用することができる。
【００５６】
炉心アッセンブリー１４は、好適には、核分裂点火装置およびより大きな核分裂の爆燃によって燃焼波が伝播する領域を備えていてもよい。この核分裂の爆燃によって燃焼波が伝播する領域は、好適には、トリウム燃料またはウラン燃料を備え、高速中性子スペクトルの核分裂増殖の一般的な原理に基づいて機能する。いくつかの実施形態では、局所的な中性子束を調整し、こうすることによって局所的な発電量を制御するサーモスタットモジュールによって、一様な温度が、炉心アッセンブリー１４全体において維持される。
【００５７】
炉心アッセンブリー１４は、好適には、効率的な核分裂用燃料の使用および同位体濃縮率のための要件を最小化するという理由で、増殖炉である。次に図２Ａおよび図２Ｂを参照すると、炉心アッセンブリー１４は、好適には、高速中性子スペクトルを使用する。なぜならば、核分裂生成物の持つ、熱中性子に対する大きな吸収断面積のために、通常、約１％を超えるトリウムまたはさらに豊富に含まれるウラン同位体２３８Ｕが、ウランを燃料とする実施形態では、核分裂生成物を除去しないと使用できないからである。
【００５８】
図２Ａでは、２３２Ｔｈを燃料とする実施形態の場合に注目すべき、中性子によって駆動される支配的な核反応の場合の断面積が、１０−３ｅＶ〜１０７ｅＶの中性子エネルギーの範囲にわたってプロットされている。核分裂生成物の核によって放射性捕獲されることによって生じる損失は、近熱エネルギー（約０．１ｅＶ）では中性子の増減を支配するが、共振捕獲領域（約３ｅＶ〜３００ｅＶ）を超えると比較的小さく無視できることがわかる。したがって、利得の高い親物質を核分裂性物質に変化させる増殖炉を実現しようとするときに、高速中性子スペクトルを用いて運転すれば、燃料の再利用（つまり、周期的または連続的な核分裂生成物の除去）を省略するのに役立つ。図示された核分裂生成物の放射性捕獲断面積は、高速中性子によって誘起された核分裂が原因となって発生し、続いて無視できる程度にまでβ崩壊を経た中重核（ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ−Ｚ  ｎｕｃｌｅｉ）の場合の放射性捕獲断面積である。炉心アッセンブリー１４の実施形態の燃焼波の中央部分の中重核は、通常、いくらかの崩壊をすでに経ており、それゆえ、幾分高い中性子の親和性（ｎｅｕｔｒｏｎ  ａｖｉｄｉｔｙ）を有する。ただし、パラメータの研究では、炉心燃料を燃焼させた結果は、いくつかの構成の場合、このような崩壊の精密な程度に対して感度が低い可能性があることが示唆されている。
【００５９】
図２Ｂでは、２３２Ｔｈを燃料とする実施形態の場合にもっとも注目すべき、中性子によって駆動される支配的な核反応の場合の断面積が、中性子エネルギー範囲のもっとも注目している部分、つまり、１０４ｅＶを超えて＜１０６．５ｅＶ未満の範囲にわたって、図２Ｂの上側の部分にプロットされている。炉心アッセンブリー１４の実施形態の中性子スペクトルは、≧１０５ｅＶの中性子エネルギーの領域でピークに達する。図２Ｂの下側の部分には、これらの中性子エネルギーに対する断面積の、２３２Ｔｈによる中性子放射性捕獲の場合の断面積に対する比を示してある。なお、この２３２Ｔｈによる中性子放射性捕獲は、親物質を核分裂性物質に変化させる増殖ステップである（この結果生じる２３３Ｔｈはすばやくβ崩壊して２３３Ｐａになり、次にこれが比較的ゆっくりとβ崩壊して２３３Ｕになる。これは、２３８Ｕによって中性子を捕獲された場合に発生する、２３９Ｕ−２３９Ｎｐ−２３９Ｐｕのβ崩壊の連鎖と同様の連鎖である）。
【００６０】
核分裂生成物によって放射性捕獲されることによって生じる損失は、注目している中性子エネルギーの範囲にわたって、比較的小さく無視できる程度であること、および、高性能な構成物質（例えばＴａ）を原子の割合で数数十％使用しても、炉心アッセンブリー１４中の中性子の増減に対して強いる負荷は許容できる程度であることがわかる。さらに、これらのデータは、炉心について平均化した燃料の燃焼度が５０％を超えることも、実現可能であること、および、反応率が核分裂生成物の蓄積によって最終的に負の値にまで低下したときの、核分裂爆燃波の背後にある核分裂生成物の核分裂性物質原子に対する比が、約１０：１であることを示唆している。
【００６１】
〔核分裂爆燃波の燃焼前線の発生および伝播〕
炉心アッセンブリー１４内における例示としての核分裂爆燃波を、次に説明する。燃焼物質を介する爆燃燃焼波の伝播によって、パワーが予測可能なレベルで放出される。また、物質の構成が、必要とされる時間に対して不変な特徴を備えていれば、その結果実現される発電量は安定したレベルにある可能性がある。最後に、爆燃波の伝播速度が、実用的な様態で外部から調節可能であれば、エネルギーの放出レート、それゆえ、さらに発電量が所望に応じて制御され得る。
【００６２】
持続する核分裂爆燃波は、制御が存在しない下では、波の伝播の最初の段階におけるエネルギー放出の流体力学的な結果、初期の核分裂用燃料の構成が崩れることによって、自然界ではまれにしか存在しない。
【００６３】
ただし、炉心アッセンブリー１４の実施形態において、圧力が温度からほぼ独立していて、その結果、流体力学的な振る舞いがほぼ「固定」されている核分裂可能な燃料中では、核分裂爆燃波は、サブソニックの様態で開始および伝播可能である。炉心アッセンブリー１４内における核分裂爆燃波の伝播速度は、例えば、核分裂爆燃波型の原子炉１０の実施形態のような発電用原子炉システムでは、大規模な発電に結果がつながるような様態で制御可能である。
【００６４】
核分裂爆燃波の原子核の振る舞いを、以下に説明する。アクチニド系列の元素（つまり、核分裂性を有する元素）から選択された同位体の核分裂を、任意のエネルギーを有する中性子の捕獲によって誘起すれば、任意に選択した低い温度を含めた任意の物質温度において、核の結合エネルギーが放出できる。核分裂性を有するアクチニド系列の元素によって捕獲された中性子は、核分裂点火装置によって提供されてもよい。
【００６５】
平均して、捕獲される中性子１つに対して、実質上任意のアクチニド同位体の核分裂によって２つ以上の中性子を放出すると、このような物質内では、中性子に媒介された核分裂の発散性の連鎖反応が起きる機会が提供され得る。捕獲される各中性子について（ある中性子のエネルギーの範囲にわたって、また平均的に）２つを超える中性子が、いくつかのアクチニド同位体の核分裂によって放出されると、まず、初期の中性子の捕獲によって、非核分裂性の同位体の原子を核分裂性の原子に（中性子の捕獲およびこれに続くβ崩壊を介して）変換し、次に、新たに生成された核分裂性同位体の核を、２回目の中性子の捕獲の過程において、中性子で核分裂させることが可能になる。
【００６６】
Ｚがもっとも高い（Ｚ≧９０）核種は、次の条件がそろえば、燃焼可能である。この条件とは、すなわち、平均して、ある任意の核分裂イベントによって生じる１つの中性子が、非核分裂性を有するが「親物質」でもある核によって放射性捕獲され、そして（例えばβ崩壊を介して）核分裂性核に変換され得ること。および、同じ核分裂イベントによって生じるもう１つの中性子が核分裂性核によって捕獲され、こうすることによって、核分裂が誘起され得ることである。特に、これらの構成のいずれかが安定した状態であれば、任意の物質中で核分裂爆燃波を伝播させるための十分な条件が満たされ得る。
【００６７】
波の進行の特徴的な速さは、親核を核分裂性核に変換するプロセスにおけるβ崩壊が原因となり、中性子が核分裂生成から親核による放射性捕獲に到るまでに進む距離（つまり平均自由経路）の、親核から核分裂性核に到るβ崩壊（の連鎖において寿命がもっとも長い核）の半減期に対する比のオーダである。通常の密度のアクチニド中における、注目しているほとんどの場合において、このような特徴的な核分裂中性子の移動距離は、約１０ｃｍであり、β崩壊の半減期は１０５〜１０６秒である。したがって、いくつかの設計の場合、特徴的な波の速さは１０−４〜１０−７ｃｍ／ｓ、つまり、典型的な核爆轟波の約１０−１３〜１０−１４倍である。このような比較的遅い進行速度は、この波が爆轟波ではなく、爆燃波としての特性を有していると判断してもよいことを示唆している。
【００６８】
爆燃波が加速しようとすると、爆燃波の中心から十分に離れた前方にある核分裂性核の濃度は指数的に低下するので、爆燃波の先端のエッジはどんどん純度が高くなる親物質に抗することになる（これは、中性子に関しては、損失が比較的大きいということである）。したがって、波の先端のエッジ（ここでは「燃焼前線」と称する）は停止するかまたは速度を落とす。逆に波の速度が低下すると、継続しているβ崩壊によって発生する核分裂性核の局所的な濃度が増加し、核分裂および中性子の生成の局所的なレートが上昇し、波の先端のエッジ（つまり燃焼前線）が加速する。
【００６９】
最後に、核分裂に関連する熱が、最初には親物質であった、波が伝播する物質の構成のすべての部分から十分に迅速に除去されれば、中性子および核分裂する核のどちらの温度も約１ＭｅＶではあるものの、任意の低い物質温度で、伝播が発生する可能性がある。
【００７０】
核分裂爆燃波を開始および伝播するためのこのような条件は、容易に入手可能な物質を用いて実現可能である。アクチニド系列の元素の核分裂性同位体は、絶対的にも、これらの元素の親物質となる同位体に比べて相対的にも地球上では希少であるが、核分裂性同位体は、濃度を増加（ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ）させることも、濃縮や合成も可能である。天然産の同位体および人工の同位体（例えば、それぞれ、２３５Ｕおよび２３９Ｐｕ）は、どちらも核分裂爆轟波の開始および伝播において使用されることは、周知のとおりである。
【００７１】
関連する中性子断面積（図２Ａおよび図２Ｂに図示）を考えれば、波の中の中性子スペクトルが「硬い」または「速い」スペクトルであれば、核分裂爆燃波が、天然産アクチニド（例えば２３２Ｔｈまたは２３８Ｕ）の炉心の大きな割合を燃焼させることができることを示唆していることがわかる。つまり、波の中で連鎖反応を伝える中性子が、発生期の核分裂断片から中性子が蒸発してしまう約１ＭｅＶに比べて、大して小さくはないエネルギーを有するのであれば、核分裂生成物の局所的な質量の割合が親物質の質量の割合に匹敵するようになった場合、時空に局所的な中性子の増減に対する比較的大きな損失は、回避され得る（念のため、１モルの核分裂性物質は、核分裂によって、２モルの核分裂生成物核に変わることを指摘しておく）。望ましい高温性質を有する、典型的な中性子型原子炉の構成物質（例えばＴａ）に対する中性子の損失でさえも、中性子エネルギーが≦０．１ＭｅＶである範囲ではかなり大きくなる。
【００７２】
もう１つの検討事項は、入射中性子エネルギーにともなう、核分裂の中性子多重度νの（比較的小さな）ばらつきと、すべての中性子捕獲イベントのうちで核分裂（単なるγ線の放射ではなく）が起こる割合のばらつきとである。関数α（ν−２）の算術符号が、炉心アッセンブリー１４の核分裂性同位体のそれぞれについて、炉心からの中性子の漏洩または炉心本体内での（例えば核分裂生成物による）寄生吸収が無い場合の、全体的な核分裂性同位体の使用可能な質量（ｂｕｄｇｅｔ）に比較した、親物質中における核分裂爆燃波の伝播の実現可能性に対する条件を構成している。この算術符号は、すべての注目している核分裂性同位体について、約１ＭｅＶの核分裂中性子のエネルギーから、共振捕獲領域まで、一般にプラスである。
【００７３】
α（ν−２）／νという量が、核分裂によって生じる中性子全体に対する、爆燃波が伝播する間に漏洩、寄生吸収、または幾何的発散（ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ  ｄｉｖｅｒｇｅｎｃｅ）に対して失われる可能性のある割合の上限値となる。なお、この割合は、実用的な面で注目すべき主要な核分裂性同位体の場合、すべてのほぼ未調整のアクチニド同位体構成において主流である中性子エネルギーの範囲（約０．１ＭｅＶ〜１．５ＭｅＶ）にわたって、０．１５〜０．３０である。核分裂生成物に起因する寄生損失は、親物質から核分裂性物質への変換に起因する損失に比較して、十進法表記のオーダで１桁〜１．５桁の違いがあって、支配的である、熱（外）中性子エネルギーを有する中性子の場合に主流である状況（図２Ｂ）とは対照的に、親物である同位体による捕獲による核分裂性元素の生成は、０．１ＭｅＶ〜１．５ＭｅＶの中性子エネルギーの範囲では、核分裂生成物の捕獲に比較すると十進法表記のオーダで０．７桁〜１．５桁の違いがあって、有利である。前者は、親物質から核分裂性物質への変換が、中性子エネルギーまたはその近傍では、１．５％〜５％の程度しか実現できないことを示唆している。一方、後者は、近核分裂エネルギー（ｎｅａｒ−ｆｉｓｓｉｏｎ  ｅｎｅｒｇｙ）中性子スペクトルの場合、５０％を超える変換が期待されることを示唆している。
【００７４】
核分裂爆燃波の伝播のための条件を検討する際に、いくつかの手法では、中性子の漏洩は、非常に大きな「自己反射の」アクチニド構成の場合、実質的に無視される。図２Ｂ、およびアクチニドの原子核上で全体的に散乱することによる中性子の減速の程度の分析的推定値を参照すると、爆燃波の伝播は、地球上では比較的豊富な２種類のアクチニドの十分に大きな構成において確立可能であることが理解されよう。この２種類のアクチニドとは、２３２Ｔｈおよび２３８Ｕであって、それぞれ、天然産のトリウムおよびウランの、唯一のおよび主要な（つまり、寿命がもっとも長い）同位体元素である。
【００７５】
具体的には、これらのアクチニド同位体において核分裂中性子が移動すると、中性子エネルギーが大幅に減少して０．１ＭｅＶ未満になる（さらに、このとき、核分裂生成物核によって捕獲される可能性が無視できなくなる）前に、親物質となる同位体の原子核によって捕獲されるか、あるいは核分裂性を有する同位体の原子核が核分裂するかの、いずれかが起こる可能性が高い。図２Ａを参照すると、核分裂生成物核の濃度は親物質の濃度を大幅に超え、また、核分裂性核の濃度は、定量的にはかなり信頼性の高いままではあるが、核分裂生成物または親物質濃度のどちらか低いほうの濃度よりさらに低くなる可能性があることが理解されよう。関連する中性子の散乱断面積を検討すると、半径方向の寸法において、核分裂中性子に対して実質的に無限に蜜（すなわち自己反射）になるように十分に広く広がったアクチニドの直円柱構成は、密度と半径の積＞＞２００ｇｍ／ｃｍ２を有することが示唆されていることがわかる。すなわち、これらのアクチニドの半径は、固相密度を有する２３８Ｕ−２３２Ｔｈの半径１０ｃｍ〜２０ｃｍよりはるかに大きいことが示唆されていることがわかる。
【００７６】
増殖・燃焼波は、新しい核分裂性物質の１〜２つの平均自由経路を生成して、未燃焼燃料に供給し、こうすることによって波の中で燃焼した核分裂性燃料を実質的に置き換えるために十分に過剰な中性子を提供する。燃焼波のピークの後方に残される「灰」は、ほぼ「中性子的に中性」であるが、これは、その核分裂性片の中性子の反応が、漏洩に加えて、構造上の寄生吸収および核分裂生成物の残量とちょうどバランスが取れているからである。波が伝播する際に、波の中心およびそのすぐ前における核分裂性原子の残量が、時間について定常状態にあれば、波は安定して伝播している。少なければ、波は「消滅しつつあり」、一方で、多ければ、波は「加速中」であると言える。
【００７７】
したがって、核分裂爆燃波は、天然産アクチニドの同位体の構成では、長期間にわたってほぼ定常的な状態で、伝播および維持され得る。
【００７８】
上記の議論では、非限定的な例として、直径が１ｍ未満またはその程度の、天然ウランまたはトリウム金属製の円柱について考察した。さらに、この円柱は、効率的な中性子反射体が使用されるのであれば、直径がずっと小さくてもよい。また、該円柱は、任意の大きな軸方向の距離を、安定して核分裂爆燃波に伝播させればよい。ただし、核分裂爆燃波の伝播は、円柱、対称性を有する形状、または単連結形状（ｓｉｎｇｌｙ−ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ  ｇｅｏｍｅｔｒｉｅｓ）に限定されると解釈すべきものではない。この目的のために、米国特許出願第１１／６０５，９４３号明細書（"AUTOMATED NUCLEAR POWER REACTOR FOR LONG-TERM OPERATION"、発明者：RODERICK A. HYDE, MURIEL Y. ISHIKAWA, NATHAN P. MYHRVOLD, AND LOWELL L. WOOD, JR.、出願日：２００６年１１月２８日）には、核分裂爆燃波型の原子炉の炉心の他の形状についての追加的な実施形態について、説明されている。なお、この特許文献の内容は参照によってここに引用されるものとする。
【００７９】
核分裂爆燃波の伝播は、核分裂爆燃波型の原子炉１０の実施形態に対して影響する。第１の例として、局所的な物質温度のフィードバックを、爆燃波の中性子の増減において容認できる範囲内で、局所的な核反応レートに対してかけることができる。中性子の反応の、このような大きな負の温度係数は、爆燃波の進行速度を制御する能力を付与する。燃焼中の燃料から極わずかな熱出力が抽出されれば、燃料の温度は上昇し、温度に依存する反応が減少する。さらに、波の中心における核分裂のレートが、これに対応して小さくなり、波の時差率は、極わずかな軸方向の進行速度だけを反映する。同様に、熱出力の除去レートが大きければ、物質温度は減少し、中性子の反応は増加し、波の中の中性子の増加はあまり抑えられず、また、波は軸方向に比較的高速で進行する。米国特許出願第１１／６０５，９３３号明細書（"CONTROLLABLE LONG TERM OPERATION OF A NUCLEAR REACTOR"、発明者：RODERICK A. HYDE, MURIEL Y. ISHIKAWA, NATHAN P. MYHRVOLD, AND LOWELL L. WOOD, JR.、出願日：２００６年１１月２８日）には、炉心アッセンブリー１４の実施形態に組み込んでもよい、温度フィードバックの例示としての実施態様についての詳細について記載されている。なお、この特許文献の内容は参照によってここに引用されるものとする。
【００８０】
核分裂爆燃波型の原子炉１０の実施形態に対する、核分裂爆燃波の伝播の影響の第２の例として、核分裂爆燃波型の原子炉１０中における核分裂中性子の生成量の合計より少ない量を使用してもよい。例えば、局所的な物質温度をサーモスタット制御するモジュールが、核分裂爆燃波型の原子炉１０中における核分裂中性子の生成量の合計の約５％〜１０％を使用してもよい。核分裂爆燃波型の原子炉１０中における核分裂中性子の生成量の合計のさらに≦１０％が、核分裂爆燃波型の原子炉１０の構成成分において採用される、比較的大きな量の高性能かつ高温の構造物質（例えばＴａ、Ｗ、またはＲｅ）によって寄生吸収されて失われてもかまわない。この損失は、電気への変換において≧６０％の熱力学的効率を実現するために、および、システムの安全性に関する高い性能指数を得るために、発生するものである。図２Ａおよび図２ＢにおいてＴａについて示唆されているように、これらの物質（例えばＴａ、Ｗ、およびＲｅ）の原子番号（Ｚ）は、アクチニド類の原子番号の約８０％であり、それゆえ、高エネルギーを有する中性子に対する、これらの物質の放射性捕獲断面積は、アクチニド類に比較すると特に小さい。核分裂爆燃波型の原子炉１０中における核分裂中性子の生成量の合計の、最終的には５％〜１０％が、核分裂生成物に寄生吸収されて失われてもよい。上述のように、中性子の増加は特徴的に十分に豊富であり、漏洩も高速な幾何的発散も存在しない場合に爆燃波伝播を維持するには、核分裂中性子の生成量の合計の約０．７で十分である。このことは、低濃縮燃料を使用し、設計において、および運転中の中性子の増減に対する制約が厳格なものでなければならない発電用熱（外）中性子型原子炉とは、非常に対照的である。
【００８１】
核分裂爆燃波型の原子炉１０の実施形態に対する、核分裂爆燃波の伝播の影響の第３の例として、初期のアクチニド系燃料の残量の高い燃焼度（約５０％〜約８０％のオーダ）は核分裂爆燃波に特徴的であるが、この燃焼度によって、採掘されたままの燃料を高い効率で、しかも再処理する必要も無く、使用することが可能になる。次に図２Ｃ〜図２Ｇを参照すると、炉心アッセンブリー１４の実施形態の装荷燃料の特徴は、原子炉のフル出力が１／３世紀の期間にわたって連続的に要求されるという場面において、核分裂爆燃波が発生（ここでは「核分裂の点火」と称する）した後の、原子炉の運転寿命中の４つの等間隔の時刻において表現される。図示された実施形態では、２つの核分裂爆燃波前線が、発生点２８（炉心アッセンブリー１４の中心の近くであって、核分裂点火装置が配置されている点）から、炉心アッセンブリー１４の端部に向かって伝播する。炉心アッセンブリー１４の装荷燃料が完全に点火された後のさまざまな時点における、核分裂爆燃波の対の、先端のエッジの対応する位置が、図２Ｃに示されている。図２Ｄ、図２Ｅ、図２Ｆ、および図２Ｇは、１組の代表的な軸近傍ゾーンにおける、各種同位体元素の質量（軸方向の炉心の長さ１ｃｍ当たりの合計質量、単位はｋｇ）と、特定の位置および特定の時点における、燃料に固有の出力（単位Ｗ／ｇ）とを示している。なお、この特定の位置とは、例示としての非限定的な１０ｍの長さの装荷燃料に沿った軸の位置（横軸の値）に対する、示唆された軸方向の位置（縦軸の値）を指す。また、特定の時点とは、それぞれ核分裂の点火からほぼ約７．５年、１５年、２２．５年、および３０年の時点を指す。中央の摂動は、発生点２８（図２Ｃ）として示された核分裂点火装置の存在に起因している。
【００８２】
なお、燃焼前線の後方にあるもっとも激しく燃焼している領域からの中性子束は、燃焼前線の先端のエッジにおいて、核分裂性同位体が豊富な領域を増殖し、こうすることによって、核分裂爆燃波を進行させるように作用する。核分裂爆燃波の燃焼前線がある任意の質量の燃料を走査し尽くした後に、核分裂性原子の濃度は、利用可能な親核による中性子の放射性捕獲が、核分裂生成物核による中性子の放射性捕獲に比べて大幅に発生する可能性が高い限り、続けて上昇し、一方で、進行中の核分裂によって、核分裂生成物がどんどん生成され、その質量も増加する。核の電力生成密度は、任意の時点において、装荷燃料のこの領域においてピークに達する。なお、図示された実施形態において、核分裂点火装置の左側および右側に配置された、わずかに異なる２種類のサーモスタットユニットの互いに異なる動作が、対応するわずかに異なる発電レベルの違いの原因である。
【００８３】
図２Ｄ〜図２Ｇをさらに参照すると、核分裂爆燃波の前進中の燃焼前線のかなり後方では、核分裂生成物核（核分裂生成物核の質量は平均すると、核分裂性核の半分にほぼ等しい）の核分裂性核に対する濃度比が増加して、核分裂性核分裂（ｆｉｓｓｉｌｅ  ｆｉｓｓｉｏｎ）の核分裂生成物の放射性捕獲断面積（図２Ａ）に対する比に匹敵する値になり、この際に「局所的な中性子の反応率」はわずかに負の値になり、燃焼および増殖は両方ともに実質的に停止することがわかる。このことは、図２Ｄ、図２Ｅ、図２Ｆ、および図２Ｇを、核分裂爆燃波の燃焼前線のはるか後方において、相互に比較すれば理解できるであろう。
【００８４】
核分裂爆燃波型の原子炉１０のいくつかの実施形態では、原子炉の中で使用されるすべての核分裂用燃料が、炉心アッセンブリー１４の製造中にインストールされる。また、いくつかの構成では、使用済み燃料は、一切、炉心アッセンブリー１４から除去されない。１つの方法では、このような実施形態によって、核分裂の点火のから燃焼前線の伝播の完了まで、およびおそらく燃焼前線の伝播の完了後も、波型原子炉の炉心１４に一度もアクセスしなくても、運転ができるようになる。ただし、核分裂爆燃波型の原子炉１０の他のいくつかの実施形態では、核分裂の点火後に、追加の核分裂用燃料が、炉心アッセンブリー１４に添加されてもよい。核分裂爆燃波型の原子炉１０の他のいくつかの実施形態では、使用済み燃料が、炉心アッセンブリーから除去されてもよい（さらに、いくつかの実施形態では、核分裂爆燃波型の原子炉１０が運転中に、炉心アッセンブリー１４からの使用済み燃料の除去が実施されてもよい）。このような、例示としての再燃料供給および燃料除去が、米国特許出願第１１／６０５，８４８号明細書（"METHOD AND SYSTEM FOR PROVIDING FUEL IN A NUCLEAR REACTOR"、発明者：RODERICK A. HYDE, MURIEL Y. ISHIKAWA, NATHAN P. MYHRVOLD, AND LOWELL L. WOOD, JR.、出願日：２００６年１１月２８日）に説明されている。なお、この特許文献の内容は参照によってここに引用されるものとする。使用済み燃料が除去されるのかどうかに関わらず、仕込んだままの状態の燃料を予備膨張させることによって、核分裂爆燃波が、アクチニド系「燃料」の任意の軸方向の元素を走査し、この元素を核分裂生成物の「灰」に変換するので、燃料元素の全体的な体積をまったく変化させずに、高い密度のアクチニドを、低い密度の核分裂生成物に置き換えることができるようになる。
【００８５】
概略として記載するが、２３２Ｔｈまたは２３８Ｕの装荷燃料への核分裂爆燃波の投入は、核分裂性同位体について濃縮された「核分裂点火装置モジュール」を用いて開始可能である。核分裂爆燃波を投入するための、例示としての核分裂点火装置モジュールおよび方法の詳細については、同時係属中の米国特許出願第１２／０６９，９０８号明細書（"NUCLEAR FISSION IGNITER"、発明者：CHARLES E. AHLFELD, JOHN ROGERS GILLELAND, RODERICK A. HYDE, MURIEL Y. ISHIKAWA, DAVID G. MCALEES, NATHAN P. MYHRVOLD, CHARLES WITMER, AND LOWELL L. WOOD, JR.、出願日：２００８年２月１２日）において議論されている。なお、この特許文献の内容は参照によってここに引用されるものとする。濃縮の程度が高いと、小型のモジュールが得られ、最小質量のモジュールは、減速材濃度勾配を採用してもよい。さらに、核分裂点火装置モジュールの設計は、部分的には、例えばさまざまな場面での物質の軍事目的への転用阻止など、非技術的な事項を配慮して決定されてもよい。
【００８６】
その他の手法では、例示としての核分裂点火装置は、他の種類の反応源を有していてもよい。例えば、他の核分裂点火装置は、「燃焼中の残り火」（例えば、伝播する核分裂爆燃波型の原子炉内で中性子に曝露されることによって核分裂性同位体について濃縮された核分裂用燃料）を備えていてもよい。このような「燃焼中の残り火」は、さまざまな量の核分裂生成物の「灰」が存在していても、核分裂点火装置として機能してもよい。核分裂爆燃波を投入する他の手法では、核分裂性同位体について濃縮された核分裂点火装置モジュールを使用して、電気的に駆動される高エネルギーイオン（例えば陽子、重水素核、α粒子など）、または次に中性子を生成する可能性のある電子の供給源を使用する、他の中性子供給源を補充してもよい。１つの例示としての手法では、粒子加速器（例えば線形加速器）が設置されて、次にこのような中性子を（例えば破砕によって）提供する可能性のある中間物質に対して、高エネルギーの陽子を提供してもよい。もう１つの、例示としての手法では、粒子加速器（例えば線形加速器）が設置されて、次にこのような中性子を（例えば、高重核（ｈｉｇｈ−Ｚ  ｅｌｅｍｅｎｔｓ）の電気核分裂および／または光核分裂によって）提供する可能性のある中間物質に対して、高エネルギーの電子を提供してもよい。あるいは、その他の公知の中性子放射性プロセスおよび構造（例えば電気的に誘起される融合を利用する方法）によって、中性子を提供（例えば、Ｄ−Ｔ融合によって１４Ｍｅｖの中性子を提供）し、伝播する核分裂波を開始するために、この中性子が、核分裂性同位体について濃縮された核分裂点火装置モジュールとともに使用されてもよい。
【００８７】
装荷された燃料および核分裂爆燃波の原子核の振る舞いについて議論をしたので、さらに、核分裂爆燃波の「核分裂の点火」およびメンテナンスの詳細について議論する。核分裂可能な物質（例えば２３５Ｕまたは２３９Ｐｕ）について中程度に濃縮された、中央に配置された、例示としての核分裂点火装置からは、中性子を吸収する物質（例えばホウ化水素）が、（例えばオペレータが制御する電気的な加熱によって）除去され、核分裂点火装置は中性子について臨界に達する。局所的な燃料の温度は、設計上の設定温度まで上昇し、その後、局所的なサーモスタットモジュールによって調整される（このことについては、米国特許出願第１１／６０５，９４３号明細書（"AUTOMATED NUCLEAR POWER REACTOR FOR LONG-TERM OPERATION"、発明者：RODERICK A. HYDE, MURIEL Y. ISHIKAWA, NATHAN P. MYHRVOLD, AND LOWELL L. WOOD, JR.、出願日：２００６年１１月２８日）において、詳細に議論されており、この特許文献の内容は参照によってここに引用されるものとする）。２３５Ｕまたは２３９Ｐｕの高速核分裂によって発生する中性子は、まず、局所的な２３８Ｕまたは２３２Ｔｈによって、ほとんどが捕獲される。
【００８８】
核分裂点火装置のウラン濃度を、核分裂点火装置、およびそのすぐ周辺の、耐熱性減速材（例えばグラファイト）の半径方向の密度勾配を有する燃料の領域に導入することによって、軽水型原子炉（ＬＷＲ）の燃料の濃度に比べてわずかに高いレベルにまで低下させてもよいことは理解されよう。減速材の密度が高いと、低濃縮燃料でも満足に燃焼できるようになる。一方で、減速材の密度を低下させると、効率的な核分裂性物質の増殖が起こるようになる。したがって、最適な核分裂点火装置の設計では、確実な増殖と、初期の臨界から完全な定格電力が炉心の完全に点火した装荷燃料から得られるまでの待ち時間の最小化との間で、うまく均衡をとらなければならないことがある。核分裂点火装置が低濃縮であれば、それだけ増殖を余分に行う必要が生じ、それゆえ、長い待ち時間がかかることになる。
【００８９】
炉心アッセンブリー１４のピーク（調整されていない）反応は、核分裂の点火プロセスの最初の段階においてゆっくりと低下する。なぜならば、核分裂性同位体の合計残量は単調に増加するものの、この合計残った核分裂性同位体は、空間的にはさらに分散するからである。初期の燃料形状、位置に応じた燃料の濃縮度、および燃料の密度を選択する結果、最小値に達した時点でも、最大反応率が依然わずかに正の値を取るように構成されてもよい。その直後、最大反応が、その最大値に向かって急速に増加し始める。なお、この最大値は、増殖領域内の核分裂性同位体の残量に対応し、核分裂点火装置内の残量を大きく超える。多くの場合、次に、準球状の環状の殻（ｓｈｅｌｌ）が、最大の比出力を提供する。この時点で、炉心アッセンブリー１４の装荷燃料は、「点火した」と言ってもよい。
【００９０】
次に、核分裂爆燃波の伝播（ここでは「核分裂燃焼」とも称する）について、議論する。上述の構成では、最大の比原子力出力を有する球状に発散する殻は、続けて、核分裂点火装置から装荷された燃料の外側の表面に向かって半径方向に進行する。該殻は、外側の表面に到達すると、通常、２つの球状のゾーン状の表面に分割される。このとき、各表面は、円柱の軸に沿って、２つの反対方向のうちの対応する１つの方向に伝播する。この時点で、炉心の全熱発電のポテンシャルが出来上がる。この間隔は、軸方向に伝播する核分裂爆燃波の２つの燃焼前線が投入される期間の間隔であるという特徴を有する。いくつかの実施形態では、炉心の装荷燃料の中心に点火され、それゆえ、２つの反対向きに伝播する波が生成される。この構成であれば、任意の時刻に発電が起こる炉心の質量および体積が２倍になり、それゆえ、炉心のピーク比出力が半分に減少し、これにより、熱を搬送するという問題を定量的に最小化できる。ただし、他の実施形態では、特定の応用を実現するための必要に応じて、炉心の装荷された燃料が、１つの端部において、またはその近くで点火される。このような手法によって、いくつかの構成では、単一の伝播波が発生する可能性がある。
【００９１】
他の実施形態では、炉心の装荷された燃料は複数の部位で点火されてもよい。さらに他の実施形態では、炉心の装荷された燃料が、特定の応用を実現するための必要に応じて、炉心内の三次元内の任意の地点において点火される。いくつかの実施形態では、２つの伝播する核分裂爆燃波が開始され、核分裂が点火される部位から伝播する。ただし、形状、核分裂用燃料の組成、中性子を調整する制御構造の動作、またはその他の事項に応じて、異なる個数（例えば、１つ、３つ、またはさらに多く）の核分裂爆燃波が開始されて伝播する。ただし、理解のために、ここでの議論は、２つの核分裂爆燃波の燃焼前線の伝播を取り上げるが、これらに限定されるわけではない。
【００９２】
この時点から先、２つの波が２つの反対側の端部に到達または接近して分割するまで、原子力発電の物理的メカニズムは、通常、図２Ｄ〜図２Ｇに示すように、いずれの波の枠内においても、実質的には時刻に対して定常的である。燃料中を通る波の進行の速さは、局所的な中性子束に比例する。この局所的な中性子束は、次に、中性子制御システムの有する核分裂爆燃波の使用可能な中性子の量（ｂｕｄｇｅｔ）に対する集団的な動作によって、炉心アッセンブリー１４から引き出される熱出力に対して線形従属である。１つの手法では、中性子制御システムは、サーモスタットモジュール（図示せず）を用いて実現されてもよく、このことは、米国特許出願第１１／６０５，９３３号明細書（"CONTROLLABLE LONG TERM OPERATION OF A NUCLEAR REACTOR"、発明者：RODERICK A. HYDE, MURIEL Y. ISHIKAWA, NATHAN P. MYHRVOLD, AND LOWELL L. WOOD, JR.、出願日：２００６年１１月２８日）に記載されている。なお、この特許文献の内容は参照によってここに引用されるものとする。
【００９３】
より低温の冷却剤を炉心に流し込むことによって、原子炉からより多くの電力を引き出すことが要求される場合、炉心の２つの端部（この両端部は、いくつかの実施形態では、冷却剤の取り入れ口に最も近い）の温度はわずかに低下して、サーモスタットモジュールの設計上の設定温度未満になり、こうすることによって、中性子吸収剤が、炉心のサーモスタットモジュールの対応するサブ個体数から引き抜かれる。さらに、こうすることによって、局所的な中性子束が増加できるようになり、その結果、局所的な熱発電量は、の局所的な物質温度を、局所的なサーモスタットモジュールの設定点まで上昇させることができるレベルに達する。
【００９４】
ただし、燃焼前線の２つの実施形態では、このプロセスは、２つの分割された流れが２つの核の燃焼前線に移動するまでは、冷却剤の加熱においてほとんど効果がない。炉心の装荷燃料のこれらの２つの部分は、サーモスタットモジュールの中性子吸収剤によって抑制されない場合にはかなり大量の原子力出力が生成でき、前記の移動が起きると、核分裂用燃料の温度が過度に高温にならない限り（および、冷却剤が炉心内で達する温度に関わらず）、モジュールの設計上の設定温度によって指定された温度まで、冷却剤を加熱するように作用する。そして、２つの冷却剤の流れは、すでに燃焼済みの燃料の２つのセクションを通って、２つの燃焼前線の中心に向かって移動し、残留している核分裂性物質および余熱による熱出力をそこから除去し、どちらも装荷燃料の中心で装荷燃料の外へ出る。図２Ｄ〜図２Ｇに示すように、この構成によれば、主に各前線の後端のエッジから過剰な中性子を「取り除く」ことによって、２つの燃焼前線の、装荷燃料の２つの端部に向かう伝播が促進される。
【００９５】
これにより、この構成における炉心の中性子の振る舞いは、ほぼ自己調整できると考えられる。例えば、円柱状の炉心の実施形態について述べれば、炉心の原子核の振る舞いは、円柱状の炉心の燃料の密度と半径との積が≧２００ｇｍ／ｃｍ２（つまり、適度に高速な中性子スペクトルの場合、典型的な組成の炉心中の、中性子によって誘起された核分裂の１〜２つの平均自由経路）である場合、ほぼ自己調整できると考えてよい。このような炉心設計における中性子反射体の１つの機能が、原子炉の外側部分（例えば、放射遮蔽部、構造的支持部、サーモスタットモジュール、および最外殻など）から見た、高速中性子のフルエンスを大きく低減することであってもよい。中性子反射体は、さらに、燃料のもっとも外側の部分の増殖効率および比出力を増加させることによって、炉心の性能に対して影響してもよい。このような影響は、原子炉の経済的効率を強化する可能性がある。装荷燃料の中心から離れた部分は、全体的なエネルギー効率が低いと使用されないが、装荷燃料の中心部に匹敵する同位体の燃焼度のレベルを有する。
【００９６】
炉心の中性子の反応の最終的かつ不可逆な無効化は、所望に応じて、中性子毒を冷却剤のストリームに注入することによって任意の時刻に実施されればよい。例えば、冷却剤ストリームに物質（例えばＢＦ３）を、選択的に所望であれば揮発性の還元剤（例えばＨ２）とともに少量充填することによって、そこで見られる高温によって通常は遅い化学反応２ＢＦ３＋３Ｈ２→２Ｂ＋６ＨＦを指数関数的に加速して、原子炉の炉心を通り抜けている冷却剤用チューブの内側の壁全体にわたって、金属ボロンをほぼ一様に堆積させてもよい。次に、ボロンは非常に耐熱性が高いメタロイドであって、通常はその堆積部位から遊離しない。ボロンが炉心内において＜１００ｋｇの量でほぼ一様に存在することによって、原子炉の近傍において動力を備えたメカニズムを利用せずに、無制限に長い期間、炉心の中性子の反応を無効化してもよい。
【００９７】
先に説明した構成における炉心の中性子の振る舞いは、ほぼ自己調整できると考えられる一方で、図１Ｃおよび図１Ｄを参照すると、その他の構成が、適切な電気回路構成を有する適切な電子コントローラ３２を備え、さらに、適切な電気機械的システムを備えていてもよい、原子炉制御システム３０の制御の下で作動してもよい。
【００９８】
一般的な意味で、当業者であれば、ここに記載する各種態様は、さまざまなハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、および／またはこれらの任意の組み合わせによって個別におよび／または集合的に実行可能であって、各種の「電気回路構成」からなっていると認識してかまわないことが理解できるであろう。その結果、ここで使用しているように、「電気回路構成」の例としては、少なくとも１つの離散型電気回路を有する電気回路構成、少なくとも１つの集積型回路を有する電気回路構成、少なくとも１つの特定用途向け集積回路を有する電気回路構成、コンピュータプログラムによって構成される汎用演算デバイスを形成する電気回路構成（例えば、ここに記載されるプロセスおよび／またはデバイスを少なくとも部分的に実装する、コンピュータプログラムによって構成される汎用コンピュータ、またはここに記載されるプロセスおよび／またはデバイスを少なくとも部分的に実装する、コンピュータプログラムによって構成されるマイクロプロセッサ）、メモリデバイスを形成する電気回路構成（例えば、各種形態のメモリ（例えば、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＲＯＭなど））、および／または通信デバイスを形成する電気回路構成（例えば、モデム、通信スイッチ、光電気的設備など）などがあげられるが、これらの例に限定されるものではない。当業者であれば、ここに記載する主題が、アナログ式またはデジタル式またはこれらの組み合わせで実装されてもかまわないことは理解できるであろう。
【００９９】
一般的な意味で、当業者であれば、ここに記載する各種実施形態が、広い範囲の電気部品（例えば、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、および／または実質的にこれらの任意の組み合わせ）、ならびに、機械的な力または動きを付与する広い範囲の部品（例えば、剛体、バネ（つまり、ねじれを有する物体）、水力装置、電気磁気によって駆動されるデバイス、および／または実質的にこれらの任意の組み合わせ）を有する各種の電気機械的システムによって個別におよび／または集合的に実行可能であることは理解できるであろう。その結果、ここで使用しているように、「電気機械的システム」の例としては、変換装置（例えば、アクチュエータ、モータ、圧電性結晶、マイクロ電気機械的システム（ＭＥＭＳ）など）に作動可能に結合された電気回路構成、少なくとも１つの離散型電気回路を有する電気回路構成、少なくとも１つの集積型回路を有する電気回路構成、少なくとも１つの特定用途向け集積回路を有する電気回路構成、コンピュータプログラムによって構成される汎用演算デバイスを形成する電気回路構成（例えば、ここに記載されるプロセスおよび／またはデバイスを少なくとも部分的に実装する、コンピュータプログラムによって構成される汎用コンピュータ、またはここに記載されるプロセスおよび／またはデバイスを少なくとも部分的に実装する、コンピュータプログラムによって構成されるマイクロプロセッサ）、メモリデバイスを形成する電気回路構成（例えば、各種形態のメモリ（例えば、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＲＯＭなど）、通信デバイスを形成する電気回路構成（例えば、モデム、通信スイッチ、光電気的設備など）、および／またはこれらの任意の非電気的な等価物（例えば光学的な等価物またはその他の等価物）などがあげられるが、これらの例に限定されるものではない。当業者であれば、さらに、電気機械的システムの例としては、さまざまな家庭用電化システム、医学的デバイス、さらに、その他のシステム（例えばモータ搭載型搬送システム、工場の製造工程自動化システム、セキュリティシステム、および／または通信／演算システム）などがあげられるが、これらの例に限定されるものではないことが理解できるであろう。当業者であれば、文脈と矛盾する場合を除けば、ここで使用しているように、電気機械的デバイスは、電気的駆動および機械的駆動の両方を有するシステムに限定されるものではないことが理解できるであろう。
【０１００】
〔核分裂爆燃波型の原子炉の例示としての実施形態〕
核分裂爆燃波型の原子炉１０のいくつか実施形態の背後のいくつかの検討事項について説明したので、核分裂爆燃波型の原子炉１０の例示としての実施形態について、さらに詳細を説明する。核分裂爆燃波型の原子炉１０の例示としての実施形態についての以下の記載は、非限定的な例示としてのみ提供されるものであって、いかなる限定として提供されるものではないことを、強調しておく。上述のように、核分裂爆燃波型の原子炉１０のいくつかの実施形態について、ならびに、核分裂爆燃波型の原子炉１０のさらに別の態様についても考察する。核分裂爆燃波型の原子炉１０の例示としての実施形態の詳細について議論した後に、その他の実施形態および態様についても議論する。
【０１０１】
次に図１Ａ〜図１Ｄを参照すると、複数の一次熱パイプ１６が、複数のヒートシンク１８と熱的伝導状態に設置される。これらの構成において、一次熱パイプ１６の蒸発部３４は、核分裂用燃料物質と熱的伝導状態に設置される（図１Ａ〜図１Ｄには、見やすくするために図示しない）。ヒートシンク１８は、一次熱パイプ１６の凝縮部３６と熱的伝導状態に設置される。所望であれば、一次熱パイプ１６は、断熱部３８をさらに備えていてもよい。一次熱パイプ１６の非限定的な態様の例示としての詳細（例えば、炉心アッセンブリー１４内における向き、核分裂用燃料物質との関係、および例示としての構造物の詳細）については、以下においてさらに説明する。
【０１０２】
次に図３Ａ〜図３Ｄを参照すると、他のいくつかの実施形態では、核分裂爆燃波型の原子炉１０は、一次熱パイプ１６と熱的伝導状態に設置される、少なくとも１つの二次熱パイプ４０をさらに備えていてもよい。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのヒートシンク１８は、二次熱パイプ４０と熱的伝導状態に設置されてもよい。限定ではなく例示として図示された例では、ヒートシンク１８が蒸気発生器である場合、熱が、二次熱パイプ４０から供給水２２へ伝達され、供給水２２は、液体から蒸気２４に相変化する。
【０１０３】
なお、少なくとも１つの二次熱パイプ４０が、一次熱パイプ１６と熱的伝導状態に設置される。こうすることによって、いくつかの実施形態では、一次熱パイプ１６と同様に、１つの二次熱パイプ４０が、少なくとも１つの一次熱パイプ１６と熱的伝導状態に設置されてもよい。同様に、他のいくつかの実施形態では、複数の二次熱パイプ４０が、一次熱パイプ１６と熱的伝導状態に設置されてもよい。図面は、複数の二次熱パイプ４０が、核分裂爆燃波型の原子炉１０の各種の実施形態に含まれていることを示しているが、このような図面は、例示を目的とするものにすぎず、いかなる限定を加えるものではない。この目的のために、一次熱パイプ１６と熱的伝導状態に設置される二次熱パイプ４０の個数は、いかなる任意の様態においても、限定されない。この構成の替わりに、任意の個数の二次熱パイプ４０が、発電に対する要件、空間的な制約、法的規制による制限など（条件や制約は限定されない）に応じて、特定の応用を実現するための必要に応じて、一次熱パイプ１６と熱的伝導状態に設置されてもよい。
【０１０４】
明確を期すことを目的とし、また、一次熱パイプ１６と同様に、以下の記載において（例えば、核分裂爆燃波型の原子炉１０の各種実施形態の議論の文脈において）「少なくとも１つの二次熱パイプ４０」という参照は、「（複数の）二次熱パイプ４０」を指すものとする。ただし、「（複数の）二次熱パイプ４０」をこのように参照することは、明確を期すことを目的としたものであって、二次熱パイプ４０の個数を複数の二次熱パイプ４０に限定するものではないことは理解されよう。
【０１０５】
上述の例のように、任意の個数のヒートシンク１８が、特定の応用を実現するための必要に応じて提供されてもよい。例えば、図３Ａおよび図３Ｃに示すように、いくつかの実施形態は、１つのヒートシンク１８を備える。図３Ｂおよび図３Ｄに図示されたように、いくつかの実施形態は、ヒートシンク１８を２つ備えてもよい。記載を簡潔にするために、２つを超えるヒートシンク１８を備える別の実施形態は図示しない。ただし、ヒートシンク１８の個数に対していかなる限定を加える意図もないこと、さらに、いかなる限定があるとも推論すべきではないことは理解されよう。したがって、一次熱パイプ１６および二次熱パイプ４０について上述した理由と同じ明確を期すという理由で、（複数の）ヒートシンク１８に言及していても、ヒートシンクの個数を複数のヒートシンク１８に限定する意図はない。
【０１０６】
図３Ａおよび図３Ｂに図示された構成における炉心の中性子の振る舞いは、ほぼ自己調整されていると考えられるが、図３Ｃおよび図３Ｄに図示された構成における炉心の中性子の振る舞いは、適切な電気回路構成を有する電子コントローラ３２を備え、さらに適切な電気機械的システムを備えていてもよい原子炉制御システム３０の制御下にあってもよい。これらの特徴は上述したので、その理解のために詳細について繰り返す必要はなかろう。
【０１０７】
二次熱パイプ４０の蒸発部４２は、一次熱パイプ１６の凝縮部３６と熱的伝導状態に設置される。ヒートシンク１８は、二次熱パイプ４０の凝縮部４４と熱的伝導状態に設置される。所望であれば、二次熱パイプ４０は、断熱部４６をさらに備えていてもよい。二次熱パイプ４０の非限定的な態様の例示としての詳細、例えば例示としての構造物の詳細について、以下において、さらに説明する。
【０１０８】
二次熱パイプ４０の蒸発部４２は、一次熱パイプ１６の凝縮部３６と熱的伝導状態に設置される。つまり、一次熱パイプ１６の凝縮部３６からの熱は、二次熱パイプ４０の蒸発部４２へ伝達されることができる。例えば、一次熱パイプ１６の凝縮部３６に対して相対的な、二次熱パイプ４０の蒸発部４２の物理的な位置の維持を補助するために、いくつかの実施形態では、一次熱パイプ１６の凝縮部３６および二次熱パイプ４０の蒸発部４２が、結合デバイス４８の中に設置される。
【０１０９】
一次熱パイプ１６の凝縮部３６に対して相対的な、二次熱パイプ４０の蒸発部４２の物理的な位置の維持を補助することに加えて、結合デバイス４８は、一次漏洩ないし二次漏洩が発生した際に、封じ込めの提供をも補助することができる。
【０１１０】
さらに、結合デバイス４８は、一次熱パイプ１６の凝縮部３６から二次熱パイプ４０の蒸発部４２への熱の伝達の促進をも補助することができる。この目的のために、結合デバイス４８は、周囲への熱の損失の低減を補助する。さらに、所望であれば、一次熱パイプ１６の凝縮部３６から二次熱パイプ４０の蒸発部４２への熱の伝達のさらなる促進を補助するために、熱伝達媒体５０（図３Ａ〜図３Ｄには図示しない。図３Ｅ〜図３Ｇおよび図３Ｉを参照）が、結合デバイス４８内に提供されてもよい。限定を加えるのではなく、例として説明すると、熱伝達媒体５０は、高温での運転に適した任意の熱伝達媒体を含有していてもよい。この熱伝達媒体の例としては、７Ｌｉ、ナトリウム、カリウムなどがあげられるが、これらの例に限定されるものではない。
【０１１１】
一次熱パイプ１６の凝縮部３６および二次熱パイプ４０の蒸発部４２は、結合デバイス４８内に互いに隣接して設置されてもよい。例えば、図３Ｅおよび図３Ｆをさらに参照すると、いくつかの実施形態では、一次熱パイプ１６の凝縮部３６および二次熱パイプ４０の蒸発部４２は、結合デバイス４８内に互いに横方向に隣接して設置されてもよい。図３Ｅに示すように、一次熱パイプ１６の凝縮部３６および二次熱パイプ４０の蒸発部４２は、互いに端部と端部とを合わせる様態で横方向に隣接して設置されてもよい。図３Ｆに示すように、一次熱パイプ１６の凝縮部３６および二次熱パイプ４０の蒸発部４２は、互いに重畳する「側部と側部とを合わせる」様態で横方向に隣接して設置されてもよい。
【０１１２】
他のいくつかの実施形態では、一次熱パイプ１６の凝縮部３６および二次熱パイプ４０の蒸発部４２は、結合デバイス４８の中に互いに半径方向に隣接して設置されてもよい。このような構成は、一次漏洩ないし二次漏洩が発生した際に、さらなる封じ込めの提供を補助することができる。例えば、図３Ｇおよび図３Ｈをさらに参照すると、いくつかの実施形態では、一次熱パイプ１６の凝縮部３６は、二次熱パイプ４０の蒸発部４２の中に半径方向に設置されてもよい。他のいくつかの実施形態では、図３Ｉおよび図３Ｊをさらに参照すると、二次熱パイプ４０の蒸発部４２は、一次熱パイプ１６の凝縮部３６の中に半径方向に設置されてもよい。
【０１１３】
次に図４を参照すると、いくつかの実施形態では、複数のヒートシンクの１つが、原子炉容器１２の内部に設置される内部ヒートシンク５２であってもよい。こうすることによって、図４に図示された特徴は、図１Ａ〜図１Ｄおよび図３Ａ〜図３Ｄに図示された構成のうちのいずれかの一部を表す。
【０１１４】
上記内部ヒートシンクは、内部熱パイプ５４と熱的伝導状態にある。内部熱パイプ５４は、核分裂用燃料物質と熱的伝導状態に設置される。このため、内部熱パイプ５４は、設置されている場合、一次熱パイプ１６のうちの１つであると考えてよい。内部熱パイプ５４の蒸発部５６は、核分裂用燃料物質と熱的伝導状態に設置される。内部ヒートシンク５２は、内部熱パイプ５４の凝縮部５８と熱的伝導状態に設置される。内部熱パイプ５４は、断熱部をさらに備える必要がない。いくつかの実施形態では、内部熱パイプ５４は、断熱部（見やすくするために図示しない）を備えている。他のいくつかの実施形態では、内部熱パイプ５４は、断熱部を備えていない。
【０１１５】
内部ヒートシンク５２は、好適には、特定の応用を実現するための必要に応じて、任意のタイプのヒートシンクであってよい。いくつかの実施形態では、内部ヒートシンク５２は、適切な熱伝達デバイスであってもよい。他のいくつかの実施形態では、内部ヒートシンク５２は、加工対象物が熱処理、アニーリングなどを行う目的で内部に配置されてもよい原子炉容器１２の中の、ある体積の空間であってもよく、この空間は少なくとも部分的に閉じた空間であってもよい。いくつかの実施形態では、内部ヒートシンク５２には、原子炉容器１２の中に規定されるアクセスポート６０を介してアクセスできる。
【０１１６】
一次熱パイプ１６は、核分裂用燃料物質と熱的伝導状態にある、任意の適した様態で構成されてもよい。一般に、熱は、核分裂用燃料物質から、一次熱パイプ１６の蒸発部３４へ伝達される。例示としての核分裂用燃料物質および核分裂爆燃波に関する原子核の振る舞いについては、すでに上述したので、ここでは繰り返さない。核分裂用燃料物質から一次熱パイプ１６へ熱が伝達される例示としての構成について、いかなる限定があるとも推論すべきではない。この目的のために、例示としてのいくつかの構成を、以下において説明する。なお、これらの構成は、非限定な例として提供するものであって、いかなる限定を加えるものでもない。
【０１１７】
１つの構成では、一次熱パイプ１６は、核分裂用燃料物質の外部に設置されてもよい。次に図５Ａ〜図５Ｃを参照すると、非限定な例として、核分裂用燃料物質は、核分裂用燃料集合体６２の中に設置されてもよい。核分裂用燃料集合体６２は、所望に応じて、核分裂用燃料物質から一次熱パイプ１６に向かう熱伝達を促進するために、核分裂用燃料物質（これについてはすでに上述）、クラディング、構造的部材、および任意の熱伝達部材を備えていてもよい。核分裂用燃料集合体６２は、図１Ａ〜図１Ｄおよび図３Ａ〜図３Ｄには見やすくするために図示されていないが、いくつかの実施形態では、核分裂用燃料集合体６２は、行および列を備えたマトリクス状に構成されてもよい。このような構成では、図５Ａおよび図５Ｂに図示された核分裂用燃料集合体６２は、炉心アッセンブリー１４内における１つの「切片」（つまり、１つの行または１つの列のいずれか）を表す。
【０１１８】
このような構成では、一次熱パイプ１６の蒸発部３４は、核分裂用燃料集合体６２に対してほぼ垂直に構成され得る。したがって、このような構成では、一次熱パイプ１６も、行および列を備えたマトリクス状に構成されてもよい。これによって、図５Ａおよび図５Ｂに図示された一次熱パイプ１６は、炉心アッセンブリー１４内における１つの「切片」（つまり、１つの行または１つの列）を表す。
【０１１９】
核爆燃波は、炉心アッセンブリー１４内において、上述のような様態で伝播可能である。核分裂用燃料集合体６２の成分の遅い伝播速度および／または高速中性子スペクトル（一例としてクラディングがあげられるが、この例に限定されるものではない）に起因するフルエンス効果（一例として膨張があげられるが、この例に限定されるものではない）の低減を補助するために、核分裂爆燃波が、（核分裂用燃料集合体６２に沿う方向や平行な方向ではなく）核分裂用燃料集合体６２に対して垂直に伝播することが望ましい。同様に、一次熱パイプ１６の素材または部品に対する、任意のフルエンス効果も低減を補助するためには、核分裂爆燃波が、（一次熱パイプ３４に沿う方向や平行な方向ではなく）一次熱パイプ３４に対して垂直に伝播することが望ましい。こうすることによって、いくつかの実施形態では、核分裂爆燃波は、核分裂用燃料集合体６２および一次熱パイプ１６に対して互いに直交する方向に伝播できる。非限定な例として、図５Ａに示すように、核分裂爆燃波は、矢印の後端６４によって示唆してあるように、図面の紙面の手前から奥に向かう方向に伝播することができる。ただし、図５Ｂに示すように、核分裂爆燃波は、矢印の先端６６によって示唆してあるように、図面の紙面の奥から手前に向かう方向に伝播することによって、核分裂用燃料集合体６２および一次熱パイプ１６に対して互いに直交する方向に伝播することもできる。図５Ｃには、核分裂爆燃波のどちらの方向も図示されている。
【０１２０】
もう１つの、例示としての構成では、一次熱パイプ１６は、上記の場合と同様に、核分裂用燃料物質の外部に設置される。次に図６Ａ〜図６Ｃを参照すると、非限定な例として、核分裂用燃料物質は、上述のように、核分裂用燃料集合体６２の中に設置されてもよい。図５Ａ〜図５Ｃに関連して上述したように、核分裂用燃料集合体６２は、行および列を備えたマトリクス状に構成されてもよい。このような構成では、図６Ａおよび図６Ｂに図示された核分裂用燃料集合体６２は、炉心アッセンブリー１４内における１つの「切片」（つまり、図６Ｃに図示された１つの行または１つの列のいずれか）を表す。
【０１２１】
ただし、この構成では、一次熱パイプ１６の蒸発部３４は、核分裂用燃料集合体６２に対してほぼ平行に構成される。こうすることによって、この構成では、一次熱パイプ１６も、行および列を備えたマトリクス状に構成されてもよい。これによって、図６Ａ〜図６Ｃに図示された一次熱パイプ１６は、炉心アッセンブリー１４内における１つの「切片」（つまり、１つの行または１つの列）を表す。
【０１２２】
核爆燃波は、炉心アッセンブリー１４内において、上述のような様態で伝播可能である。上述のように、核分裂爆燃波が、（核分裂用燃料集合体６２および一次熱パイプ３４に沿う方向や平行な方向ではなく）核分裂用燃料集合体６２および一次熱パイプ３４に対して垂直に伝播することが望ましい。こうすることによって、いくつかの実施形態では、核分裂爆燃波は、核分裂用燃料集合体６２および一次熱パイプ１６に対して垂直に伝播する。非限定な例として、図６Ａおよび図６Ｂに示すように、核分裂爆燃波は、矢印の後端６４から矢印の先端６６に向かって、いずれかの方向で伝播可能である。
【０１２３】
いくつかの構成では、図６Ｄに示すように、一次熱パイプ１６および核分裂用燃料集合体６２は、各核分裂用燃料集合体６２が一次熱パイプ１６によって囲まれるように、互いに対して相対的に配置されてもよい。このような構成は、核分裂用燃料集合体６２から一次熱パイプ１６への熱の伝達の促進を補助する。ただし、核分裂用燃料集合体６２および一次熱パイプ１６が、特定の応用を実現するための必要に応じて、全く任意の様態で、互いに対して相対的に構成されてもよいことは理解されよう。
【０１２４】
一次熱パイプ１６、二次熱パイプ４０、および内部熱パイプ５４のいくつかの非限定な例の説明として、詳細について次に記載する。ここではいくつかの説明的な例について記載するが、一次熱パイプ１６、二次熱パイプ４０、および内部熱パイプ５４は、以下に記載する説明としての非限定な例に限定されるものではない。反対に、特定の応用を実現するための必要に応じて、任意の適した熱パイプが使用されてもかまわないことは理解されよう。
【０１２５】
一次熱パイプ１６、二次熱パイプ４０、および内部熱パイプ５４の、説明としての非限定な例について以下に説明する議論は、米国特許出願第１２／１５２，９０４号明細書（"HEAT PIPE FISSION FUEL ELEMENT"、発明者：CHARLES E. AHLFELD, JOHN ROGERS GILLELAND, RODERICK A. HYDE, MURIEL Y. ISHIKAWA, DAVID G. MCALEES, NATHAN P. MYHRVOLD, THOMAS ALLAN WEAVER, CHARLES WHITMER, LOWELL L. WOOD, JR., AND GEORGE B. ZIMMERMAN、出願日：２００８年５月１５日）の記載に基づいて構成されている。なお、この特許文献の内容は参照によってここに引用されるものとする。
【０１２６】
〔例示としての熱パイプの詳細〕
次に図７Ａを参照すると、例示としての熱パイプが、核分裂用燃料物質の外部に設置可能である。これによって、図７Ａに図示された例示としての熱パイプは、任意の１つ以上の一次熱パイプ１６、二次熱パイプ４０、および／または内部熱パイプ５４として使用されてもよい。以下の議論では、非限定的な熱パイプの、例示としての詳細について説明し、一次熱パイプ１６、二次熱パイプ４０、内部熱パイプ５４、およびその部品について言及する。
【０１２７】
引き続き図７Ａを参照すると、熱パイプ１６、４０、５４は、蒸発部３４、４２、５６および凝縮部３６、４４、５８を備えている。熱パイプ１６、４０、５４は、断熱部３８、４６をさらに備えていてもよく、（例示としての熱パイプが内部熱パイプ５４である適用事例の場合には）断熱部６８をさらに備えていてもよい。核分裂用燃料物質からの熱は、矢印１４４によって示唆されているように、蒸発部３４、５６に伝達される。同様に、一次熱パイプ１６の凝縮部からの熱は、矢印１４４によって示唆されているように、蒸発部４２へ伝達される。
【０１２８】
熱パイプ１６、４０、５４はその中に空洞１６６を規定し、壁部１６３の表面１６５が、空洞１６６の表面を規定する。壁部１６３は、高温での運転および／または所望であれば中性子束の環境を実現するための必要に応じて、任意の適した素材で形成されればよい。非限定な例として、いくつかの実施形態では、壁部１６３は、例えば鋼、ニオブ、バナジウム、チタン、耐熱性を有する金属、および／または耐熱性を有する合金などの、任意の１つ以上の素材で形成されてもよい。非限定な例として、いくつかの実施形態では、この耐熱性を有する金属は、ニオブ、タンタル、タングステン、ハフニウム、レニウム、またはモリブデンであってもよい。耐熱性を有する合金の非限定な例としては、レニウムとタンタルとの合金（この合金は米国特許第６９０２８０９号明細書に開示されている）、タンタルの合金Ｔ−１１１、モリブデンの合金ＴＺＭ、タングステンの合金ＭＴ−１８５、またはニオブの合金Ｎｂ−１Ｚｒなどがあげられるが、これらの例に限定されるものではない。
【０１２９】
作動流体が、熱パイプ１６、４０、５４の中に提供される。作動流体は、好適には、蒸発可能および凝縮可能である。非限定な例として、作動流体は、所望に応じて、任意の適した作動流体を含有していてもよい。この適した作動流体の例としては、７Ｌｉ、ナトリウム、カリウムなどがあげられるが、これらの例に限定されるものではない。
【０１３０】
熱パイプ１６、４０、５４の毛細管状構造１２６が、空洞１６６の少なくとも一部の中に規定される。いくつかの実施形態では、毛細管状構造１２６は芯（ｗｉｃｋ）であってもよい。この芯は、所望に応じて、例えばトリウム、モリブデン、タングステン、鋼、タンタル、ジルコニウム、炭素、および耐熱性を有する金属などの、任意の適した素材で形成されればよい。他のいくつかの実施形態では、毛細管状構造１２６は、軸方向の複数の溝として提供されてもよい。
【０１３１】
蒸発部３４、４２、５６の中の作動流体は、矢印１４６によって示唆されているように蒸発し、これによって液体から気体へ相変化する。ガス状の作動流体は、矢印１４８によって示唆されているように、熱パイプ１６、４０、５４を通って、蒸発部３４、４２、５６から断熱部３８、４６、６８を経由して凝縮部３６、４４、５８へ移動する。凝縮部３６、４４、５８では、作動流体からの熱が、矢印１５０によって示唆されているように、熱パイプ１６、４０、５４から外へ伝達される。凝縮部３６、４４、５８の中の作動流体は、矢印１５２によって示唆されているように凝縮し、これによって気体から液体へ相変化する。液状の作動流体は、毛細管状構造１２６の毛管現象によって、矢印１５４によって示唆されているように、凝縮部３６、４４、５８から断熱部３８、４６、６８を経由して蒸発部３４、４２、５６へ戻る。
【０１３２】
次に図７Ｂを参照すると、他のいくつかの実施形態では、例示としての熱パイプは、図７Ａに図示された上述の熱パイプと同様である。ただし、図７Ｂに図示された熱パイプは、断熱部を備えていない。その他のすべての特徴は、図７Ａに図示された特徴と同様である。この目的のために、蒸発部３４、４２、５６の中の作動流体は、矢印１４６によって示唆されているように蒸発し、これによって液体から気体へ相変化する。ガス状の作動流体は、矢印１４８によって示唆されているように、熱パイプ１６、４０、５４を通って、蒸発部３４、４２、５６から凝縮部３６、４４、５８へ移動する。凝縮部３６、４４、５８では、作動流体からの熱が、矢印１５０によって示唆されているように、熱パイプ１６、４０、５４から外へ伝達される。凝縮部３６、４４、５８の中の作動流体は、矢印１５２によって示唆されているように凝縮し、これによって気体から液体へ相変化する。液状の作動流体は、毛細管状構造１２６の毛管現象によって、矢印１５４によって示唆されているように、凝縮部３６、４４、５８から蒸発部３４、４２、５６へ戻る。
【０１３３】
図７Ｂに図示された例示としての熱パイプは、特定の応用を実現するための必要に応じて、一次熱パイプ１６または二次熱パイプ４０として使用可能であることは理解されよう。ただし、サイズに関する制約を考慮すべきであれば、図７Ｂに図示された例示としての熱パイプを、内部熱パイプ５４として使用することが望ましい。
【０１３４】
次に図８Ａを参照すると、他のいくつかの実施形態では、核分裂用燃料物質１６４が、熱パイプの少なくとも一部の中に設置されてもよい。核分裂用燃料物質１６４が、熱パイプの少なくとも一部の中に設置されるので、図８Ａに図示された例示としての熱パイプは、一次熱パイプ１６または内部熱パイプ５４として使用されてもよい。
【０１３５】
熱パイプ１６、５４はその中に空洞１６６を規定し、壁部１６３の表面１６５が、空洞１６６の表面を規定する。いくつかの実施形態では、核分裂用燃料物質１６４は、空洞１６６の少なくとも一部の内側に設置される。例えば、いくつかの実施形態では、核分裂用燃料物質１６４は、毛細管状構造１２６の内側に設置されてもよい。ただし、核分裂用燃料物質１６４は、毛細管状構造１２６の内側に設置される必要がなく、所望に応じて空洞１６６の内側であれば、どこに設置されてもよいことは理解されよう。
【０１３６】
いくつかの実施形態では、非限定な例として、核分裂用燃料物質１６４が毛細管状構造を有していてもよい。所望であれば、他のいくつかの実施形態では、核分裂用燃料物質１６４が、焼結粉末状燃料マイクロ構造、または発泡マイクロ構造、または高密度マイクロ構造などを有していてもよい。
【０１３７】
他のいくつかの実施形態では、壁部１６３の一部が、核分裂用燃料物質１６４を備えていてもよい。このような構成では、核分裂用燃料物質１６４は、空洞１６６の外側に設置可能である。
【０１３８】
核分裂用燃料物質１６４を追加する点を除けば、図８Ａに図示されたその他の特徴は、図７Ａに図示された特徴と同様である。この目的のために、蒸発部３４、５６の中の作動流体は、矢印１４６によって示唆されているように蒸発し、これによって液体から気体へ相変化する。ガス状の作動流体は、矢印１４８によって示唆されているように、熱パイプ１６、５４を通って、蒸発部３４、５６から断熱部３８、６８を経由して凝縮部３６、５８へ移動する。凝縮部３６、５８では、作動流体からの熱は、矢印１５０によって示唆されているように、熱パイプ１６、５４から外へ伝達される。凝縮部３６、５８の中の作動流体は、矢印１５２によって示唆されているように凝縮し、これによって気体から液体へ相変化する。液状の作動流体は、毛細管状構造１２６の毛管現象によって、矢印１５４によって示唆されているように、凝縮部３６、５８から断熱部３８、６８を経由して蒸発部３４、５６へ戻る。
【０１３９】
次に図８Ｂを参照すると、他のいくつかの実施形態では、例示としての熱パイプは、図８Ａに図示された上述の熱パイプと同様である。ただし、図８Ｂに図示された熱パイプは、断熱部を備えていない。その他のすべての特徴は、図８Ａに図示された特徴と同様である。この目的のために、蒸発部３４、５６の中の作動流体は、矢印１４６によって示唆されているように蒸発し、これによって液体から気体へ相変化する。ガス状の作動流体は、矢印１４８によって示唆されているように、熱パイプ１６、５４を通って、蒸発部３４、５６から凝縮部３６、５８へ移動する。凝縮部３６、５８では、作動流体からの熱が、矢印１５０によって示唆されているように、熱パイプ１６、５４から外へ伝達される。凝縮部３６、５８の中の作動流体は、矢印１５２によって示唆されているように凝縮し、これによって気体から液体へ相変化する。液状の作動流体は、毛細管状構造１２６の毛管現象によって、矢印１５４によって示唆されているように、凝縮部３６、５８から蒸発部３４、５６へ戻る。
【０１４０】
図８Ｂに図示された例示としての熱パイプが、特定の応用を実現するための必要に応じて、一次熱パイプ１６として使用可能であることは理解されよう。ただし、サイズに関する制約を考慮すべきであれば、図８Ｂに図示された例示としての熱パイプを、内部熱パイプ５４として使用することが望ましい。
【０１４１】
次に図９Ａおよび図９Ｂを参照すると、他のいくつかの実施形態では、例示としての熱パイプの少なくとも一部２１４（点線で図示）が、核分裂用燃料物質２１２の一部に設置されてもよい。熱パイプの少なくとも一部２１４が、核分裂用燃料物質２１２の一部に設置されるので、図９Ａに図示された例示としての熱パイプは、一次熱パイプ１６または内部熱パイプ５４として使用されてもよい。
【０１４２】
熱パイプ１６、５４の少なくとも一部２１４は、核分裂用燃料物質２１２の中に規定される可能性がある空洞２１８によって規定されてもよい。いくつかの実施形態では、空洞２１８は、核分裂用燃料物質２１２の少なくとも一部２１４の全体を通り抜けるように規定される通路であってもよい。こうすることによって、いくつかの実施形態では、空洞２１８の表面２２０が、熱パイプ１６、５４の一部２１４の壁であってもよい。空洞２１８は、任意の適切な様態で規定されてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、空洞２１８は、空洞を核分裂用燃料物質２１２から、所望に応じて任意の様態の機械加工で作り出すことによって（例えば、穿孔、フライス削り、打ち出しなどによって）、規定されてもよい。他のいくつかの実施形態では、空洞２１８は、核分裂用燃料物質２１２の少なくとも一部２２２を、ある形状の周囲に形成することによって、規定されてもよい。この形状の例としては、マンドレル（図示せず）などがあげられるが、これらの例に限定されるものではない。この形成は、所望に応じた任意の様態で、例えば溶接、鋳造、電気メッキ、プレス、成型などをすることによって実施されればよいが、これらの例に限定されるものではない。
【０１４３】
図１０Ａをさらに参照すると、熱パイプ１６、５４の壁部１６３の表面１６５は、核分裂用燃料物質２１２の中の空洞２１８から延び、こうすることによって実質的に表面２２０の延長部として作用している。これによって、空洞２１８は、実質的に封止されると考えてよい。
【０１４４】
熱パイプ１６、５４の毛細管状構造１２６は、空洞２１８の少なくとも一部の内部に規定される。つまり、表面２２０は、毛細管状構造１２６の一部を囲む壁である。いくつかの実施形態では、毛細管状構造１２６は、核分裂用燃料物質２１２の外側であり、壁部１６３によって内包される、熱パイプ１６、５４の内部にも規定されてもよい。いくつかの実施形態では、毛細管状構造１２６は、芯であってもよい。この芯は、所望に応じて、例えばトリウム、モリブデン、タングステン、鋼、タンタル、ジルコニウム、炭素、および耐熱性を有する金属などの、任意の適した素材で形成されればよい。他のいくつかの実施形態では、毛細管状構造１２６は、軸方向の複数の溝として提供される。
【０１４５】
作動流体は、熱パイプ１６、５４の中に提供される。作動流体は、好適には、蒸発可能および凝縮可能である。非限定な例として、作動流体は、所望に応じて、任意の適した作動流体を含有していてもよい。この適した作動流体の例では、７Ｌｉ、ナトリウム、カリウムなどがあげられるが、これらの例に限定されるものではない。
【０１４６】
核分裂用燃料物質２１２からの熱は、矢印１４４によって示唆されているように、蒸発部３４、５６へ伝達される。蒸発部３４、５６の中の作動流体は、矢印１４６によって示唆されているように蒸発し、これによって液体から気体へ相変化する。ガス状の作動流体は、矢印１４８によって示唆されているように、熱パイプ１６、５４を通って、蒸発部３４、５６から断熱部３８、６８を経由して凝縮部３６、５８へ移動する。凝縮部３６、５８では、作動流体からの熱が、矢印１５０によって示唆されているように、熱パイプ１６、５４から外へ伝達される。凝縮部３６、５８の中の作動流体は、矢印１５２によって示唆されているように凝縮し、これによって気体から液体へ相変化する。液状の作動流体は、毛細管状構造１２６の毛管現象によって、矢印１５４によって示唆されているように、凝縮部３６、５８から断熱部３８、６８を経由して蒸発部３４、５６へ戻る。
【０１４７】
次に図１０Ｂを参照すると、他のいくつかの実施形態では、例示としての熱パイプは、図１０Ａに図示された上述の熱パイプと同様である。ただし、図１０Ｂに図示された熱パイプは、断熱部を備えていない。その他のすべての特徴は、図１０Ａに図示された特徴と同様である。この目的のために、核分裂用燃料物質２１２からの熱は、矢印１４４によって示唆されているように、蒸発部３４、５６へ伝達される。蒸発部３４、５６の中の作動流体は、矢印１４６によって示唆されているように蒸発し、これによって液体から気体へ相変化する。ガス状の作動流体は、矢印１４８によって示唆されているように、熱パイプ１６、５４を通って、蒸発部３４、５６から凝縮部３６、５８へ移動する。凝縮部３６、５８では、作動流体からの熱が、矢印１５０によって示唆されているように、熱パイプ１６、５４から外へ伝達される。凝縮部３６、５８の中の作動流体は、矢印１５２によって示唆されているように凝縮し、これによって気体から液体へ相変化する。液状の作動流体は、毛細管状構造１２６の毛管現象によって、矢印１５４によって示唆されているように、凝縮部３６、５８から蒸発部３４、５６へ戻る。
【０１４８】
図１０Ｂに図示された例示としての熱パイプは、特定の応用を実現するための必要に応じて、一次熱パイプ１６として使用可能であることは理解されよう。ただし、サイズに関する制約を考慮すべきであれば、図１０Ｂに図示された例示としての熱パイプを、内部熱パイプ５４として使用することが望ましい。
【０１４９】
〔例示としての方法〕
核分裂爆燃波型の原子炉の例示としての実施形態およびこれとともに使用する例示としての、非限定な熱パイプについて議論したので、これらに関連する例示としての方法について、次に議論する。
【０１５０】
以下の記載は、プロセスの実施態様を示す一群のフローチャートである。理解しやすくするために、フローチャートは、前の方のフローチャートが、全体的な「概観」を捕らえられる視点から実施態様を提示し、その後、これに続くフローチャートが、代替としての実施態様を提示する、および／または先に提示された１つ以上のフローチャートに基づくサブステップまたは追加ステップのいずれかとしての、「概観」フローチャートの拡張を提示するように整理してある。当業者であれば、ここで使用した提示スタイル（例えば、全体的な概観を提示するフローチャートの提示から開始して、その後、あとのフローチャートで追加部分および／またはさらに詳細を提供するスタイル）によって、各種のプロセスの実施態様を一般にすばやくおよび簡単に理解できることが理解できるはずである。また、当業者であれば、さらに、ここで使用した提示スタイルは、モジュール設計のパラダイムにもなじみやすいスタイルであることが理解できよう。
【０１５１】
次に図１１Ａを参照すると、例示としての方法３１０が、核分裂爆燃波型の原子炉の熱を伝達するために提供される。方法３１０は、ブロック３１２において開始する。ブロック３１４において、核分裂爆燃波が、核分裂爆燃波型の原子炉の炉心アッセンブリーの中の核分裂用燃料物質の中を伝播する。ブロック３１６において、核分裂用燃料物質からの熱が、少なくとも１つの一次熱パイプへ伝達される。限定ではなく例示として記載するが、この熱は、核分裂用燃料物質の、核分裂爆燃波の燃焼前線に近接する一部から伝達され得る。方法３１０は、ブロック３１８において終了する。
【０１５２】
次に図１１Ｂを参照すると、ブロック３２０において、熱は、少なくとも１つの一次熱パイプから、原子炉容器の外部にある少なくとも１つの外部ヒートシンクへ伝達され得る。
【０１５３】
次に図１１Ｃを参照すると、ブロック３２２において、熱は、少なくとも１つの一次熱パイプから、原子炉容器の外部にある少なくとも１つの二次熱パイプへ伝達され得る。ブロック３２４において、熱は、少なくとも１つの二次熱パイプから、原子炉容器の外部にある少なくとも１つの外部ヒートシンクへ伝達され得る。
【０１５４】
次に図１１Ｄを参照すると、ブロック３２６において、熱は、核分裂用燃料物質から、原子炉容器の内部に設置される少なくとも１つの内部熱パイプへ伝達され得る。ブロック３２８において、熱は、少なくとも１つの内部熱パイプから、原子炉容器の内部に設置される少なくとも１つの内部ヒートシンクへ伝達され得る。
【０１５５】
次に図１２Ａを参照すると、例示としての方法３３０が、熱を核分裂爆燃波型の原子炉から伝達するために提供される。方法３３０は、ブロック３３２において開始する。ブロック３３４において、核分裂爆燃波が、核分裂爆燃波型の原子炉の炉心アッセンブリーの中の核分裂用燃料物質の中を伝播する。ブロック３３６において、熱は、核分裂用燃料物質から、少なくとも１つの一次熱パイプへ伝達される。限定ではなく例示として記載するが、この熱は、核分裂用燃料物質の、核分裂爆燃波の燃焼前線に近接する一部から伝達され得る。ブロック３３８において、熱は、少なくとも１つの一次熱パイプから、原子炉容器の外部にある少なくとも１つの外部ヒートシンクへ伝達される。方法３３０は、ブロック３４０において終了する。
【０１５６】
次に図１２Ｂを参照すると、ブロック３４２において、熱は、少なくとも１つの一次熱パイプから、原子炉容器の外部にある少なくとも１つの二次熱パイプへ伝達され得る。ブロック３４４において、熱は、少なくとも１つの二次熱パイプから、原子炉容器の外部にある少なくとも１つの外部ヒートシンクへ伝達される。
【０１５７】
次に図１２Ｃを参照すると、ブロック３４６において、熱は、核分裂用燃料物質から、原子炉容器の内部に設置される少なくとも１つの内部熱パイプへ伝達され得る。ブロック３４８において、熱は、少なくとも１つの内部熱パイプから、原子炉容器の内部に設置される少なくとも１つの内部ヒートシンクへ伝達される。
【０１５８】
次に図１３Ａを参照すると、例示としての方法３５０が、熱を核分裂爆燃波型の原子炉から伝達するために提供される。方法３５０は、ブロック３５２において開始する。ブロック３５４において、核分裂爆燃波が、核分裂爆燃波型の原子炉の炉心アッセンブリーの中の核分裂用燃料物質の中を伝播する。ブロック３５６において、熱は、核分裂用燃料物質から、少なくとも１つの一次熱パイプへ伝達される。限定ではなく例示として記載するが、この熱は、核分裂用燃料物質の、核分裂爆燃波の燃焼前線に近接する一部から伝達され得る。ブロック３５８において、熱は、少なくとも１つの一次熱パイプから、原子炉容器の外部にある少なくとも１つの二次熱パイプへ伝達される。ブロック３６０において、熱は、少なくとも１つの二次熱パイプから、原子炉容器の外部にある少なくとも１つの外部ヒートシンクへ伝達される。方法３５０は、ブロック３６２において終了する。
【０１５９】
次に図１３Ｂを参照すると、ブロック３６４において、熱は、核分裂用燃料物質から、原子炉容器の内部に設置される少なくとも１つの内部熱パイプへ伝達され得る。ブロック３６６において、熱は、少なくとも１つの内部熱パイプから、原子炉容器の内部に設置される少なくとも１つの内部ヒートシンクへ伝達される。
【０１６０】
次に図１４を参照すると、例示としての方法３７０が、熱を核分裂爆燃波型の原子炉内において伝達するために提供される。方法３７０は、ブロック３７２において開始する。ブロック３７４において、核分裂爆燃波が、核分裂爆燃波型の原子炉の炉心アッセンブリーの中の核分裂用燃料物質の中を伝播する。ブロック３７６において、熱は、核分裂用燃料物質から、原子炉容器の内部に設置される少なくとも１つの内部熱パイプへ伝達される。限定ではなく例示として記載するが、この熱は、核分裂用燃料物質の、核分裂爆燃波の燃焼前線に近接する一部から伝達され得る。ブロック３７８において、熱は、少なくとも１つの内部熱パイプから、原子炉容器の内部に設置される少なくとも１つの内部ヒートシンクへ伝達される。方法３７０は、ブロック３８０において終了する。
【０１６１】
当業者であれば、ここに記載された構成要素（例えば、ブロック）、デバイス、オブジェクト、およびこれらに付帯する議論は、発想をよりわかりやすくすることを目的とする例として使用されていること、ならびに、各種構成の修正が当業者の当該技術分野における技能の範囲内において可能であることが理解できるであろう。したがって、ここで使用されているように、説明された具体的な見本および付帯する議論は、より包括的なクラスを代表させようと意図の下に記載されたものである。一般に、任意の具体的な見本のここでの使用は、その見本のクラスを代表させようと意図の下に記載されたものである。このような具体的な構成要素（例えば、ブロック）、デバイス、およびオブジェクトがここに記載されていなくても、限定を加えることを望んでいるという示唆として理解すべきものではない。
【０１６２】
ほとんどどの複数形の用語および／または単数形の用語のここでの使用に関しても、当業者は、文脈および／または応用事例に合わせて適切に、複数形から単数形におよび／または単数形から複数形に変更してかまわない。明確を期すために、ここでは、単数形／複数形の並びをいろいろと取り上げて明示的に説明することはしない。
【０１６３】
ここに記載した本主題の具体的な態様を図示して説明したが、当業者であれば、変更および修正を加えても、ここに記載した主題およびより広い態様から逸脱するものではないこと、したがって、添付の請求項は、その範囲内に、およびここに記載した主題の真の精神および範囲内に、すべてのこのような変更および修正を包含することを、本明細書中の教唆に基づいて自ずから理解できるはずである。さらに、本発明は、添付の請求項によって規定されることが理解されるべきである。当業者であれば、一般に、ここで使用された用語、特に添付の請求項（例えば、添付の請求項の本文）において使用された用語が、一般に「オープン」な用語であることを意図したものであることは理解できるであろう（例えば、「．．．を含む」という用語は、「．．．を含んでいるが、これらに限定されるものではない」と解釈すべきであり、「．．．を有する」という用語は、「少なくとも．．．を有する」と解釈すべきであり、「．．．備えた」という用語は、「．．．を備えているが、は、これらに限定されるものではない」と解釈すべきである）。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存在しなければ、このような意図が一切存在しないのであることは、当該技術分野の当業者であれば、さらに理解できるであろう。理解の一助として例をあげると、下記の添付の請求項において、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」とかいった導入表現が使用されているかもしれない。しかし、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、このように請求項に導入された構成要素を含む任意の特定の請求項を、該構成要素を１つしか含まない発明に限定していることを暗示するものであると解釈すべきではない。このような解釈は、たとえ、「１つ以上の」または「少なくとも１つの」という導入表現と「ａ」または「ａｎ」などの不定冠詞とが、同一請求項に含まれている場合であっても、するべきではない（例えば、「ａ」および／または「ａｎ」は、「少なくとも１つの」または「１つ以上の」を意味していると通常は解釈されるべきである）。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の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、他の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、およびＣなどのうちの少なくとも１つ」に類似する表現形式が使用されている場合、一般に、このような表現構造は、当業者がその表現を理解するであろうと考えられる意味を意図している（例えば、「Ａ、Ｂ、およびＣのうちの少なくとも１つを有するシステム」には、Ａたけを有するシステム、Ｂたけを有するシステム、ＣＡたけを有するシステム、ＡおよびＢをともに有するシステム、ＡおよびＣをともに有するシステム、ＢおよびＣをともに有するシステム、および／またはＡ、Ｂ、および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１つ」に類似する表現形式が使用されている場合、一般に、このような表現構造は、当業者がその表現を理解するであろうと考えられる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１つを有するシステム」には、Ａたけを有するシステム、Ｂたけを有するシステム、ＣＡたけを有するシステム、ＡおよびＢをともに有するシステム、ＡおよびＣをともに有するシステム、ＢおよびＣをともに有するシステム、および／またはＡ、Ｂ、および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）。また、当該技術分野当業者であれば、選択肢となる２つ以上の用語を提示する選言的な言葉および／または表現は、ほぼいずれも、その言葉および／または表現が明細書、請求項、または図面のいずれで記載されているのであっても、複数の用語のうちの１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、複数の用語をともに含んでいる可能性をについて考慮しているものであると理解すべきである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、「Ａ」である可能性または「Ｂ」である可能性または「ＡおよびＢ」である可能性を含んだものであると理解されるであろう。
【０１６４】
添付の請求項に対して、当業者であれば、請求項中に記載の動作は、一般に任意の順序で実施してもかまわないことが理解できるであろう。また、このような代替となる順序の例には、文脈と矛盾しない限りにおいて、重畳、交互の実施、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いてもよい。さらに、文脈に関連して、「．．．に反応して」とか「．．．に関連して」とかいった用語、またはその他の過去分詞から派生した形容詞は、文脈と矛盾しない限りにおいて、一般に、このような変形を除外することを意図したものではない。
【０１６５】
さまざまな態様および実施形態をここに開示したが、その他の態様および実施形態は当業者には自ずから明らかであろう。ここに開示した各種態様および実施形態は、例示にすぎず、いかなる限定を加えるものではない。また、真の範囲および精神は、以下の請求項によって示されている。
【図面の簡単な説明】
【０１６６】
【図１Ａ】例示としての核分裂爆燃波型の原子炉の概略図である。
【図１Ｂ】もう１つの、例示としての核分裂爆燃波型の原子炉の概略図である。
【図１Ｃ】もう１つの、例示としての核分裂爆燃波型の原子炉の概略図である。
【図１Ｄ】もう１つの、例示としての核分裂爆燃波型の原子炉の概略図である。
【図２Ａ】断面積を中性子エネルギーに対してプロットした図である。
【図２Ｂ】断面積を中性子エネルギーに対してプロットした図である。
【図２Ｃ】運転中の核分裂炉の動作時の相対的濃度を示す図である。
【図２Ｄ】運転中の核分裂炉の動作時の相対的濃度を示す図である。
【図２Ｅ】運転中の核分裂炉の動作時の相対的濃度を示す図である。
【図２Ｆ】運転中の核分裂炉の動作時の相対的濃度を示す図である。
【図２Ｇ】運転中の核分裂炉の動作時の相対的濃度を示す図である。
【図３Ａ】もう１つの、例示としての核分裂爆燃波型の原子炉の概略図である。
【図３Ｂ】もう１つの、例示としての核分裂爆燃波型の原子炉の概略図である。
【図３Ｃ】もう１つの、例示としての核分裂爆燃波型の原子炉の概略図である。
【図３Ｄ】もう１つの、例示としての核分裂爆燃波型の原子炉の概略図である。
【図３Ｅ】図３Ａ〜図３Ｄの核分裂爆燃波型の原子炉の例示としての細部を示す概略図である。
【図３Ｆ】図３Ａ〜図３Ｄの核分裂爆燃波型の原子炉の、もう１つの、例示としての細部を示す概略図である。
【図３Ｇ】図３Ａ〜図３Ｄの核分裂爆燃波型の原子炉の、もう１つの、例示としての細部を示す概略図である。
【図３Ｈ】図３Ｇの細部の断面積を、部分的に概略的な形態で示す端面図である。
【図３Ｉ】図３Ａ〜図３Ｄの核分裂爆燃波型の原子炉のもう１つの、例示としての細部を示す概略図である。
【図３Ｊ】図３Ｉの細部の断面積を、部分的に概略的な形態で示す端面図である。
【図４】もう１つの、例示としての核分裂爆燃波型の原子炉の一部を示す概略図である。
【図５Ａ】例示としての核分裂爆燃波型の炉心アッセンブリーの一部を、部分的に概略的な形態で示す、側部から見た平面図である。
【図５Ｂ】例示としての核分裂爆燃波型の炉心アッセンブリーの一部を、部分的に概略的な形態で示す、側部から見た平面図である。
【図５Ｃ】図５Ａおよび図５Ｂに示された部分を、部分的に概略的な形態で示す、端部から見た平面図である。
【図６Ａ】もう１つの、例示としての核分裂爆燃波型の炉心アッセンブリーの一部を、部分的に概略的な形態で示す、上部から見た平面図である。
【図６Ｂ】もう１つの、例示としての核分裂爆燃波型の炉心アッセンブリーの一部を、部分的に概略的な形態で示す、上部から見た平面図である。
【図６Ｃ】図６Ａおよび図６Ｂの線Ａ−Ａに沿って、部分的に概略的な形態で示す、端部から見た平面図である。
【図６Ｄ】図６Ａおよび図６Ｂの核分裂爆燃波型の炉心アッセンブリーをより大きく、部分的に概略的な形態で示す、端部から見た平面図である。
【図７Ａ】例示としての熱パイプを、概略的な形態で示す、側部から見た破断平面図である。
【図７Ｂ】例示としての熱パイプを、概略的な形態で示す、側部から見た破断平面図である。
【図８Ａ】もう１つの、例示としての熱パイプを、概略的な形態で示す、側部から見た破断平面図である。
【図８Ｂ】もう１つの、例示としての熱パイプを、概略的な形態で示す、側部から見た破断平面図である。
【図９Ａ】例示としての核分裂用燃料物質を、概略的な形態で示す斜視図である。
【図９Ｂ】図９Ａの核分裂用燃料物質の細部を、概略的な形態で示す斜視図である。
【図１０Ａ】図９Ａおよび図９Ｂの核分裂用燃料物質とともに使用する例示としての熱パイプを、概略的な形態で示す、側部から見た破断平面図である。
【図１０Ｂ】図９Ａおよび図９Ｂの核分裂用燃料物質とともに使用する例示としての熱パイプを、概略的な形態で示す、側部から見た破断平面図である。
【図１１Ａ】核分裂爆燃波型の原子炉の熱を伝達する、例示としての方法を示すフローチャートである。
【図１１Ｂ】図１１Ａの方法の詳細を示すフローチャートである。
【図１１Ｃ】図１１Ａの方法の詳細を示すフローチャートである。
【図１１Ｄ】図１１Ａの方法の詳細を示すフローチャートである。
【図１２Ａ】核分裂爆燃波型の原子炉から熱を伝達する、例示としての方法を示すフローチャートである。
【図１２Ｂ】図１２Ａの方法の詳細を示すフローチャートである。
【図１２Ｃ】図１２Ａの方法の詳細を示すフローチャートである。
【図１３Ａ】核分裂爆燃波型の原子炉から熱を伝達する、もう１つの、例示としての方法を示すフローチャートである。
【図１３Ｂ】図１３Ａの方法の詳細を示すフローチャートである。
【図１４】核分裂爆燃波型の原子炉内において熱を伝達する、例示としての方法を示すフローチャートである。
【図１Ａ】
2011530713.tif 000003
【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
2011530713.tif 000006
【図２Ａ】
2011530713.tif 000007
【図２Ｂ】
2011530713.tif 000008
【図２Ｃ】
2011530713.tif 000009
【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
2011530713.tif 000011
【図２Ｆ】
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【図２Ｇ】
2011530713.tif 000013
【図３Ａ】
2011530713.tif 000014
【図３Ｂ】
2011530713.tif 000015
【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
2011530713.tif 000017
【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
2011530713.tif 000019
【図３Ｇ】
2011530713.tif 000020
【図３Ｈ】
2011530713.tif 000021
【図３Ｉ】
2011530713.tif 000022
【図３Ｊ】
2011530713.tif 000023
【図４】
2011530713.tif 000024
【図５Ａ】
2011530713.tif 000025
【図５Ｂ】
2011530713.tif 000026
【図５Ｃ】
2011530713.tif 000027
【図６Ａ】
2011530713.tif 000028
【図６Ｂ】
2011530713.tif 000029
【図６Ｃ】
2011530713.tif 000030
【図６Ｄ】
2011530713.tif 000031
【図７Ａ】
2011530713.tif 000032
【図７Ｂ】
2011530713.tif 000033
【図８Ａ】
2011530713.tif 000034
【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
2011530713.tif 000036
【図９Ｂ】
2011530713.tif 000037
【図１０Ａ】
2011530713.tif 000038
【図１０Ｂ】
2011530713.tif 000039
【図１１Ａ】
2011530713.tif 000040
【図１１Ｂ】
2011530713.tif 000041
【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
2011530713.tif 000043
【図１２Ａ】
2011530713.tif 000044
【図１２Ｂ】
2011530713.tif 000045
【図１２Ｃ】
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【図１３Ａ】
2011530713.tif 000047
【図１３Ｂ】
2011530713.tif 000048
【図１４】
2011530713.tif 000049
【国際調査報告】
2011530713.tif 000050