(57)【要約】  本発明は、核分裂連鎖反応による安定なウラン同位体からの電気エネルギーの生成中に、電気生成に加えて、ある元素を他の元素に、特に、特定の元素のいくつかの選択された安定同位体から他の元素の安定同位体に、変換するためにもまた使用できる、余分な中性子が形成される、原子炉の機能を評価する。また、それらは個々の元素が異なる価格であり、産業界において使用されているという事実を利用するものである。これらの変動は、既知の元素変換式によって記載されているが、主に天然の中性子源がないということに起因して、実際にはまだ使用されていない。また、本発明の助けによって、中性子源は、原子炉における電気エネルギーの生成に使用される。これは、現在は核廃棄物と見なされている（原子炉の制御棒に吸収され、制御されない核分裂反応を開始する可能性のある望ましくない部分だと見なされている）、または軍事的に敏感な核分裂性プルトニウムの製造に使用され、軍事的乱用の可能性のため、現在は許可されていない。【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉用核燃料の燃料混合物への添加としての同位体の使用であって、安定カドミウム同位体、具体的には
【数１】
2021532364.tif 000069
【数２】
2021532364.tif 000070
からなる前記混合物を用いるものであり、これらのカドミウムの天然安定同位体の、原子炉で使用された元のウラン核燃料の前記核分裂連鎖反応中に生成された中性子による、安定銀同位体、具体的には
【数３】
2021532364.tif 000071
【数４】
2021532364.tif 000072
への核変換を特徴とするものであり、また、前記ウラン同位体
【数５】
2021532364.tif 000073
からなり、軍事用のプルトニウム、具体的には
【数６】
2021532364.tif 000074
同位体の前記生成を部分的に置き換えるものであり、前記安定銀同位体は商業的に使用できる、使用、
および／または
原子炉で使用される核燃料の前記燃料混合物への添加としての同位体の使用であって、前記混合物は、安定水銀同位体、具体的には、天然の安定な
【数７】
2021532364.tif 000075
からなるものであり、安定金同位体、具体的には、
【数８】
2021532364.tif 000076
への、前記ウラン同位体
【数９】
2021532364.tif 000077
からの核ウラン燃料の元の成分の核分裂連鎖反応中に生成される中性子による、核変換の発生を特徴とするものであり、また、軍事用に割り当てられたプルトニウム、具体的に
【数１０】
2021532364.tif 000078
の生成を部分的に置き換えるものであり、安定金同位体は商業的に使用することができる、使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カドミウムの安定同位体と水銀の安定同位体を使用した、原子炉に割り当てられた核燃料の混合物のための添加物、続いて、原子炉で使用される核ウラン燃料の燃料混合物の元の成分の核分裂連鎖反応中に生成された中性子による、これらの安定な天然同位体の核変換に関する。
【背景技術】
【０００２】
核ウラン型原子炉の場合、これまで使用されてきた核燃料の燃料混合物は、ウラン鉱床を含む現場で採掘されるウランの２種類の天然に存在する安定同位体からのウラン単体からなる。
【数１】
2021532364.tif 000002
【０００３】
同位体は、同じ陽子数＝元素の原子核内の同じ陽子数（ウランの場合、この数は原子核内の９２個の陽子）と原子核内の異なる中性子数を持つ元素である（
【数２】
2021532364.tif 000003
同位体の場合、原子核内の中性子数は、１４３であり、
【数３】
2021532364.tif 000004
同位体の場合、原子核内の中性子数は、１４６である）。原子核内の陽子と中性子の合計は、原子核内における核子数を示す（
【数４】
2021532364.tif 000005
同位体の場合は２３５、
【数５】
2021532364.tif 000006
同位体の場合は２３８である）。自然条件下では、ウラン同位体は次のように存在する：
【数６】
2021532364.tif 000007
天然ウラン全体の０，７２％および
【数７】
2021532364.tif 000008
天然ウラン全体の９９，２７４％。中性子照射後、これらの２種類の同位体は、原子炉内で２つのまったく異なるタイプの反応を起こす。
【０００４】
１）いわゆる核分裂性ウラン同位体、具体的には、
【数８】
2021532364.tif 000009
によって引き起こされる核分裂連鎖反応は、式［１］に従って、中性子照射後に核分裂連鎖反応を引き起こす。
式［１］：
【数９】
2021532364.tif 000010
【０００５】
これは、２．５〜３％、場合によっては最大５％まで濃縮されたこの同位体混合物が、プロセスの開始時に中性子の影響にさらされ、これにより、核分裂連鎖反応が開始され、この同位体の原子核が２種類のほぼ同じサイズの核に分裂するとともに、２種類の元素が発生する（この場合、不安定なクリプトンとバリウムの２種類の同位体であり、これらは既知の式に従って、さらに崩壊し、放射性廃棄物と呼ばれる）ことを意味する。
【０００６】
この崩壊では、平均して３つの中性子が生成され、１６０．５ＭｅＶの熱が放出される。この熱は、原子炉の一次回路の水を加熱するために使用され、熱交換器を介して、原子炉の二次回路の水をさらに加熱し、蒸気に変換して、蒸気発生器のタービンを回転させて発電する。生成された３つの中性子のうち、１つは核分裂連鎖反応を繰り返すために使用される。この１つの中性子が核分裂性同位体
【数１０】
2021532364.tif 000011
と反応してさらに分裂するため、反応を制御したままにするには、他の２つの中性子を封じ込める必要がある。これらの２つの中性子は、別のウラン同位体、（具体的には、核分裂性ではない
【数１１】
2021532364.tif 000012
同位体）によって捕捉され、減速反応を引き起こす（これは、さらなる同位体が増倍および増殖され、新しい核分裂性同位体が形成されるため、増倍または増殖反応とも呼ばれる）。
【０００７】
２）減速（増倍または増殖）核反応は、核分裂反応から発生する残りの２つの中性子が、式［２］で説明されている反応に従って、これらの中性子を原子核に吸収するウラン同位体、具体的には
【数１２】
2021532364.tif 000013
によって捕捉される。そうすると、もはや核分裂連鎖反応は起こらなくなる。しかしながら、不安定で電子を放出（ベータマイナス放射線）する新しいウラン同位体
【数１３】
2021532364.tif 000014
に変化し、ネプツニウム同位体、具体的には
【数１４】
2021532364.tif 000015
に変換されるだろう。これもまた不安定であり、追加の電子を放出（ベータマイナス放射線）し、かなり安定なプルトニウム同位体、具体的には
【数１５】
2021532364.tif 000016
に変換されるだろう。これもまた、核分裂性であり、発電（中性子源でもあるため）や軍事用途、特に核プルトニウム爆弾の製造にも使用される。プルトニウムはまた、非常に有毒であり、販売されていない。
式［２］：
【数１６】
2021532364.tif 000017
【０００８】
以前の技術の欠陥：
１）軍事目的でのプルトニウムの誤用の可能性
２）作り出されたプルトニウムの高い毒性
３）プルトニウムの商業利用の不可能性
４）ほとんどが廃棄物と考えられる生成した中性子の不十分な評価
５）発電の経済効率の低下
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の欠点および不利な点は、本発明による核燃料の燃料混合物の原子炉への提案された添加によって本質的に排除される。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
その本質とは、添加物が、核燃料または核燃料に添加されること、および安定カドミウム同位体、具体的には、
【数１７】
2021532364.tif 000018
【数１８】
2021532364.tif 000019
同位体からなることである。これらのカドミウムの天然安定同位体、元のウラン同位体
【数１９】
2021532364.tif 000020
からなる核ウラン燃料成分の核分裂連鎖反応から生じる中性子によって、安定な銀同位体、具体的には、
【数２０】
2021532364.tif 000021
【数２１】
2021532364.tif 000022
に変換される。また、これらは軍事用プルトニウム、具体的には、
【数２２】
2021532364.tif 000023
同位体の生成を部分的に置き換えるものであり、生成された安定銀同位体は商業的に使用できる。
【００１１】
および／または
原子炉用核燃料の燃料混合物への上記添加物は、水銀の安定同位体、具体的には、安定な天然の
【数２３】
2021532364.tif 000024
同位体からなる。ウラン同位体
【数２４】
2021532364.tif 000025
からの核ウラン燃料の元の成分の核分裂連鎖反応中に発生する中性子によって、安定金同位体、具体的には
【数２５】
2021532364.tif 000026
へ核変換される。また、それらは軍事用のプルトニウム、具体的には、
【数２６】
2021532364.tif 000027
同位体の形成を部分的に置き換え、それによって生成された安定な金同位体は、商業的に使用できる。
【００１２】
現在、ほとんどの中性子は、原子炉制御棒に捕獲され、そこで吸収される。あるいは、中性子の一部を使用してプルトニウム同位体、
【数２７】
2021532364.tif 000028
同位体を生成する。これは、発電するため再度使用され得る。ウラン同位体
【数２８】
2021532364.tif 000029
も同様である。そして、原子爆弾の製造にも使用され、これは原子力の平和利用には望ましくないプロセスである。プルトニウム同位体の生成に加えて、ほとんどの中性子は使用されておらず、経済的効果はなく、軍事的使用の可能性があるため、プルトニウムの販売は不可能であると言える。
【００１３】
本発明の利点は、核分裂核反応中にウラン同位体
【数２９】
2021532364.tif 000030
から生成された中性子が、技術的および経済的観点の両方から（式［１］によれば）、より効率的に利用されるという事実にある。
【００１４】
核分裂炉で使用するための燃料混合物の提案：
本発明の技術的特徴によれば、現在使用されているウラン核燃料の燃料混合物に添加された添加物は、天然に収穫されたウラン鉱石に見られるウラン同位体、特に
【数３０】
2021532364.tif 000031
からなり、天然ウラン全体から、
【数３１】
2021532364.tif 000032
は０，７２％および
【数３２】
2021532364.tif 000033
は９９，２７４％同位体が自然に発生する。この鉱石は、ウラン
【数３３】
2021532364.tif 000034
の核分裂性同位体をより高い濃度へ、ウラン混合物全体の２．５％〜３％、場合によっては５％ものパーセンテージ値へ濃縮される。
【００１５】
本発明の利点は、核分裂核反応中にウラン同位体
【数３４】
2021532364.tif 000035
から（式［１］に従って）生成された中性子が、技術的および経済的によりよく利用されることである。
【００１６】
私たちは、すでに使用されている核燃料の混合物に他の元素の同位体を添加することを提案する。これにより、中性子を吸収するだけでなく、発電による技術的および経済的収量の増加も可能になる。私たちは、元素のさまざまな同位体の核の変換の既知のプロセスを想定して取り組んでいる。
【００１７】
それは主にこの効果の使用を目的とするものであり、さまざまな元素が異なる濃度で地球の表面に見られ、したがって、異なる単価を有するという事実からなる。この価格はまた、業界の各元素の用途が異なるため、異なる。したがって、一定の量で利用できるようにするために、私たちは、より安価で価値の低い元素を他のより高価で希少な元素への変換を用いることができる。これらの変換プロセスは既知である。ここで、利用の可能性は、原子炉での発電中に生成された中性子源が十分に使用されていない（軍事用の核分裂性
【数３５】
2021532364.tif 000036
の製造を除く）という事実によって引き起こされる。
【００１８】
本発明は、核燃料の混合物の新しい組成を提供する：
【００１９】
核燃料の現在の混合物＋以下からなる添加物：
−  ２種類の天然カドミウム同位体、具体的には、
【数３６】
2021532364.tif 000037
と
【数３７】
2021532364.tif 000038
であり、中性子１つを添加後、不安定なカドミウム同位体：
【数３８】
2021532364.tif 000039
と
【数３９】
2021532364.tif 000040
に変換される。これらの２種類の不安定な同位体は、電子が放出された（ベータマイナス放射）後、核変換で次の式［３］に従って、２種類の銀の安定同位体、
【数４０】
2021532364.tif 000041
と
【数４１】
2021532364.tif 000042
に変化する。
式［３］：
【数４２】
2021532364.tif 000043
【数４３】
2021532364.tif 000044
【数４４】
2021532364.tif 000045
【数４５】
2021532364.tif 000046
−安定な天然水銀同位体、具体的には、
【数４６】
2021532364.tif 000047
は、中性子１つを添加後、不安定な水銀同位体
【数４７】
2021532364.tif 000048
に変換され、電子（ベータマイナス放射線）の照射後に核変換において、安定な金同位体
【数４８】
2021532364.tif 000049
に変換される。これらの反応は、式［４］に従って生じる。
式［４］：
【数４９】
2021532364.tif 000050
【数５０】
2021532364.tif 000051
【発明を実施するための形態】
【００２０】
例１：
カドミウム同位体、具体的には
【数５１】
2021532364.tif 000052
と
【数５２】
2021532364.tif 000053
は、原子炉で使用されているウラン核燃料の現在使用されている混合物に、添加される。これらは、式［１］に従って、核分裂反応中に余剰として生成される中性子２つを添加後、２種類の不安定なカドミウム同位体
【数５３】
2021532364.tif 000054
と
【数５４】
2021532364.tif 000055
に変換される。これらの２種類の不安定なカドミウム同位体は、式［３］で説明されているように、電子照射（ベータマイナス放射）後、核変換中に２種類の安定な銀同位体
【数５５】
2021532364.tif 000056
と
【数５６】
2021532364.tif 000057
に変換される。
式［３］：
【数５７】
2021532364.tif 000058
【数５８】
2021532364.tif 000059
【数５９】
2021532364.tif 000060
【数６０】
2021532364.tif 000061
このように、元のカドミウム同位体よりも、経済的に価値のある銀の安定同位体が原子炉で生成される。
【００２１】
例２：
現在使用されている原子炉用核ウラン燃料の混合物と同様に、水銀同位体が添加される。具体的には、
【数６１】
2021532364.tif 000062
が、中性子１つを添加後、不安定な水銀同位体
【数６２】
2021532364.tif 000063
に変換される。そして、その核変換中に、この不安定な水銀同位体は、電子が放出された（ベータマイナス放射）後、安定な金同位体
【数６３】
2021532364.tif 000064
に変換される。これらの反応は、式［４］に従って生じる。
式［４］：
【数６４】
2021532364.tif 000065
【数６５】
2021532364.tif 000066
【００２２】
このようにして、原子炉内で安定な金同位体が生成される。また、これは、元の水銀同位体よりも経済的にもっと価値がある。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
実際に、本発明はすべてのアクティブな原子炉で使用することができ、その設置性能は３７０基の１ＧＷ原子炉に相当する。本発明により、毎年さらなる１４８０トンの金を生産することが可能である。これは、３６００トンの天然水銀の年間採掘によってのみ可能であり、そこから５トンの
【数６６】
2021532364.tif 000067
同位体を得ることができる。この同位体から、中性子の作用により、ほぼ同量の安定な金同位体
【数６７】
2021532364.tif 000068
を生成することができる。生成された中性子はまた、それぞれの式に従って、他の貴重な同位体を生成するために使用できる。そのような生成の例には、カドミウムからの銀の生成もある。
【手続補正書】
【提出日】令和2年7月10日(2020.7.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉のウラン核燃料の混合物であって、
カドミウム同位体である、
【数１】
2021532364.tif 000079
と
【数２】
2021532364.tif 000080
及び／又は、
安定な水銀同位体、具体的には、水銀同位体の
【数３】
2021532364.tif 000081
からなることを特徴とする、混合物。
【請求項２】
カドミウム同位体である、
【数４】
2021532364.tif 000082
と
【数５】
2021532364.tif 000083
及び、
水銀同位体である、
【数６】
2021532364.tif 000084
からなることを特徴とする、請求項１記載の混合物。
【請求項３】
カドミウム同位体である、
【数７】
2021532364.tif 000085
と
【数８】
2021532364.tif 000086
からなる、請求項１記載の混合物。
【請求項４】
安定な水銀同位体からなることを特徴とする、請求項１記載の混合物。
【請求項５】
水銀同位体である、
【数９】
2021532364.tif 000087
からなることを特徴とする、請求項１記載の混合物。
【請求項６】
請求項３、４、又は５に記載の混合物を含むことを特徴とする、ウラン核燃料混合物。
【請求項７】
原子炉におけるウラン核燃料混合物としてのカドミウム同位体である、
【数１０】
2021532364.tif 000088
と
【数１１】
2021532364.tif 000089
の使用であって、銀同位体である、
【数１２】
2021532364.tif 000090
と
【数１３】
2021532364.tif 000091
を得るための使用。
【請求項８】
原子炉におけるウラン核燃料混合物としての
安定水銀同位体、具体的には、水銀同位体である
【数１４】
2021532364.tif 000092
の使用であって、金同位体である、
【数１５】
2021532364.tif 000093
を得るための使用。
【請求項９】
１ＧＷの出力を有する原子炉における、請求項７又は８記載の使用。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カドミウムの安定同位体と水銀の安定同位体を使用した、原子炉に割り当てられた核燃料の混合物のための添加物、続いて、原子炉で使用される核ウラン燃料の燃料混合物の元の成分の核分裂連鎖反応中に生成された中性子による、これらの安定な天然同位体の核変換に関する。
【背景技術】
【０００２】
核ウラン型原子炉の場合、これまで使用されてきた核燃料の燃料混合物は、ウラン鉱床を含む現場で採掘されるウランの２種類の天然に存在する安定同位体からのウラン単体からなる。
【数１】
2021532364.tif 000094
【０００３】
同位体は、同じ陽子数＝元素の原子核内の同じ陽子数（ウランの場合、この数は原子核内の９２個の陽子）と原子核内の異なる中性子数を持つ元素である（
【数２】
2021532364.tif 000095
同位体の場合、原子核内の中性子数は、１４３であり、
【数３】
2021532364.tif 000096
同位体の場合、原子核内の中性子数は、１４６である）。原子核内の陽子と中性子の合計は、原子核内における核子数を示す（
【数４】
2021532364.tif 000097
同位体の場合は２３５、
【数５】
2021532364.tif 000098
同位体の場合は２３８である）。自然条件下では、ウラン同位体は次のように存在する：
【数６】
2021532364.tif 000099
天然ウラン全体の０，７２％および
【数７】
2021532364.tif 000100
天然ウラン全体の９９，２７４％。中性子照射後、これらの２種類の同位体は、原子炉内で２つのまったく異なるタイプの反応を起こす。
【０００４】
１）いわゆる核分裂性ウラン同位体、具体的には、
【数８】
2021532364.tif 000101
によって引き起こされる核分裂連鎖反応は、式［１］に従って、中性子照射後に核分裂連鎖反応を引き起こす。
式［１］：
【数９】
2021532364.tif 000102
【０００５】
これは、２．５〜３％、場合によっては最大５％まで濃縮されたこの同位体混合物が、プロセスの開始時に中性子の影響にさらされ、これにより、核分裂連鎖反応が開始され、この同位体の原子核が２種類のほぼ同じサイズの核に分裂するとともに、２種類の元素が発生する（この場合、不安定なクリプトンとバリウムの２種類の同位体であり、これらは既知の式に従って、さらに崩壊し、放射性廃棄物と呼ばれる）ことを意味する。
【０００６】
この崩壊では、平均して３つの中性子が生成され、１６０．５ＭｅＶの熱が放出される。この熱は、原子炉の一次回路の水を加熱するために使用され、熱交換器を介して、原子炉の二次回路の水をさらに加熱し、蒸気に変換して、蒸気発生器のタービンを回転させて発電する。生成された３つの中性子のうち、１つは核分裂連鎖反応を繰り返すために使用される。この１つの中性子が核分裂性同位体
【数１０】
2021532364.tif 000103
と反応してさらに分裂するため、反応を制御したままにするには、他の２つの中性子を封じ込める必要がある。これらの２つの中性子は、別のウラン同位体、（具体的には、核分裂性ではない
【数１１】
2021532364.tif 000104
同位体）によって捕捉され、減速反応を引き起こす（これは、さらなる同位体が増倍および増殖され、新しい核分裂性同位体が形成されるため、増倍または増殖反応とも呼ばれる）。
【０００７】
２）減速（増倍または増殖）核反応は、核分裂反応から発生する残りの２つの中性子が、式［２］で説明されている反応に従って、これらの中性子を原子核に吸収するウラン同位体、具体的には
【数１２】
2021532364.tif 000105
によって捕捉される。そうすると、もはや核分裂連鎖反応は起こらなくなる。しかしながら、不安定で電子を放出（ベータマイナス放射線）する新しいウラン同位体
【数１３】
2021532364.tif 000106
に変化し、ネプツニウム同位体、具体的には
【数１４】
2021532364.tif 000107
に変換されるだろう。これもまた不安定であり、追加の電子を放出（ベータマイナス放射線）し、かなり安定なプルトニウム同位体、具体的には
【数１５】
2021532364.tif 000108
に変換されるだろう。これもまた、核分裂性であり、発電（中性子源でもあるため）や軍事用途、特に核プルトニウム爆弾の製造にも使用される。プルトニウムはまた、非常に有毒であり、販売されていない。
式［２］：
【数１６】
2021532364.tif 000109
【０００８】
以前の技術の欠陥：
１）軍事目的でのプルトニウムの誤用の可能性
２）作り出されたプルトニウムの高い毒性
３）プルトニウムの商業利用の不可能性
４）ほとんどが廃棄物と考えられる生成した中性子の不十分な評価
５）発電の経済効率の低下
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の欠点および不利な点は、本発明による核燃料の燃料混合物の原子炉への提案された添加によって本質的に排除される。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
その本質とは、添加物が、核燃料または核燃料に添加されること、および安定カドミウム同位体、具体的には、
【数１７】
2021532364.tif 000110
【数１８】
2021532364.tif 000111
同位体からなることである。これらのカドミウムの天然安定同位体、元のウラン同位体
【数１９】
2021532364.tif 000112
からなる核ウラン燃料成分の核分裂連鎖反応から生じる中性子によって、安定な銀同位体、具体的には、
【数２０】
2021532364.tif 000113
【数２１】
2021532364.tif 000114
に変換される。また、これらは軍事用プルトニウム、具体的には、
【数２２】
2021532364.tif 000115
同位体の生成を部分的に置き換えるものであり、生成された安定銀同位体は商業的に使用できる。
【００１１】
および／または
原子炉用核燃料の燃料混合物への上記添加物は、水銀の安定同位体、具体的には、安定な天然の
【数２３】
2021532364.tif 000116
同位体からなる。ウラン同位体
【数２４】
2021532364.tif 000117
からの核ウラン燃料の元の成分の核分裂連鎖反応中に発生する中性子によって、安定金同位体、具体的には
【数２５】
2021532364.tif 000118
へ核変換される。また、それらは軍事用のプルトニウム、具体的には、
【数２６】
2021532364.tif 000119
同位体の形成を部分的に置き換え、それによって生成された安定な金同位体は、商業的に使用できる。
【００１２】
現在、ほとんどの中性子は、原子炉制御棒に捕獲され、そこで吸収される。あるいは、中性子の一部を使用してプルトニウム同位体、
【数２７】
2021532364.tif 000120
同位体を生成する。これは、発電するため再度使用され得る。ウラン同位体
【数２８】
2021532364.tif 000121
も同様である。そして、原子爆弾の製造にも使用され、これは原子力の平和利用には望ましくないプロセスである。プルトニウム同位体の生成に加えて、ほとんどの中性子は使用されておらず、経済的効果はなく、軍事的使用の可能性があるため、プルトニウムの販売は不可能であると言える。
【００１３】
本発明の利点は、核分裂核反応中にウラン同位体
【数２９】
2021532364.tif 000122
から生成された中性子が、技術的および経済的観点の両方から（式［１］によれば）、より効率的に利用されるという事実にある。
【００１４】
核分裂炉で使用するための燃料混合物の提案：
本発明の技術的特徴によれば、現在使用されているウラン核燃料の燃料混合物に添加された添加物は、天然に収穫されたウラン鉱石に見られるウラン同位体、特に
【数３０】
2021532364.tif 000123
からなり、天然ウラン全体から、
【数３１】
2021532364.tif 000124
は０，７２％および
【数３２】
2021532364.tif 000125
は９９，２７４％同位体が自然に発生する。この鉱石は、ウラン
【数３３】
2021532364.tif 000126
の核分裂性同位体をより高い濃度へ、ウラン混合物全体の２．５％〜３％、場合によっては５％ものパーセンテージ値へ濃縮される。
【００１５】
本発明の利点は、核分裂核反応中にウラン同位体
【数３４】
2021532364.tif 000127
から（式［１］に従って）生成された中性子が、技術的および経済的によりよく利用されることである。
【００１６】
ここで、利用の可能性は、原子炉での発電中に生成された中性子源が十分に使用されていない（軍事用の核分裂性
【数３５】
2021532364.tif 000128
の製造を除く）という事実によって引き起こされる。
【００１７】
本発明は、核燃料の混合物の新しい組成を提供する：
【００１８】
核燃料の現在の混合物＋以下からなる添加物：
−  ２種類の天然カドミウム同位体、具体的には、
【数３６】
2021532364.tif 000129
と
【数３７】
2021532364.tif 000130
であり、中性子１つを添加後、不安定なカドミウム同位体：
【数３８】
2021532364.tif 000131
と
【数３９】
2021532364.tif 000132
に変換される。これらの２種類の不安定な同位体は、電子が放出された（ベータマイナス放射）後、核変換で次の式［３］に従って、２種類の銀の安定同位体、
【数４０】
2021532364.tif 000133
と
【数４１】
2021532364.tif 000134
に変化する。
式［３］：
【数４２】
2021532364.tif 000135
【数４３】
2021532364.tif 000136
【数４４】
2021532364.tif 000137
【数４５】
2021532364.tif 000138
−安定な天然水銀同位体、具体的には、
【数４６】
2021532364.tif 000139
は、中性子１つを添加後、不安定な水銀同位体
【数４７】
2021532364.tif 000140
に変換され、電子（ベータマイナス放射線）の照射後に核変換において、安定な金同位体
【数４８】
2021532364.tif 000141
に変換される。これらの反応は、式［４］に従って生じる。
式［４］：
【数４９】
2021532364.tif 000142
【数５０】
2021532364.tif 000143
【発明を実施するための形態】
【００１９】
例１：
カドミウム同位体、具体的には
【数５１】
2021532364.tif 000144
と
【数５２】
2021532364.tif 000145
は、原子炉で使用されているウラン核燃料の現在使用されている混合物に、添加される。これらは、式［１］に従って、核分裂反応中に余剰として生成される中性子２つを添加後、２種類の不安定なカドミウム同位体
【数５３】
2021532364.tif 000146
と
【数５４】
2021532364.tif 000147
に変換される。これらの２種類の不安定なカドミウム同位体は、式［３］で説明されているように、電子線照射（ベータマイナス放射線）後、核変換中に２種類の安定な銀同位体
【数５５】
2021532364.tif 000148
と
【数５６】
2021532364.tif 000149
に変換される。
式［３］：
【数５７】
2021532364.tif 000150
【数５８】
2021532364.tif 000151
【数５９】
2021532364.tif 000152
【数６０】
2021532364.tif 000153
このように、元のカドミウム同位体よりも、経済的に価値のある銀の安定同位体が原子炉で生成される。
【００２０】
例２：
現在使用されている原子炉用核ウラン燃料の混合物と同様に、水銀同位体が添加される。具体的には、
【数６１】
2021532364.tif 000154
が、中性子１つを添加後、不安定な水銀同位体
【数６２】
2021532364.tif 000155
に変換される。そして、その核変換中に、この不安定な水銀同位体は、電子が放出された（ベータマイナス放射）後、安定な金同位体
【数６３】
2021532364.tif 000156
に変換される。これらの反応は、式［４］に従って生じる。
式［４］：
【数６４】
2021532364.tif 000157
【数６５】
2021532364.tif 000158
【００２１】
このようにして、原子炉内で安定な金同位体が生成される。また、これは、元の水銀同位体よりも経済的にもっと価値がある。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
実際に、本発明はすべてのアクティブな原子炉で使用することができ、その設置性能は３７０基の１ＧＷ原子炉に相当する。本発明により、毎年さらなる１４８０トンの金を生産することが可能である。これは、３６００トンの天然水銀の年間採掘によってのみ可能であり、そこから５トンの
【数６６】
2021532364.tif 000159
同位体を得ることができる。この同位体から、中性子の作用により、ほぼ同量の安定な金同位体
【数６７】
2021532364.tif 000160
を生成することができる。
【手続補正書】
【提出日】令和3年1月26日(2021.1.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉のウラン核燃料混合物であって、
カドミウム同位体である、
【数１】
2021532364.tif 000161
と
【数２】
2021532364.tif 000162
及び／又は、
安定な水銀同位体、具体的には、水銀同位体の
【数３】
2021532364.tif 000163
からなることを特徴とする、混合物。
【請求項２】
原子炉におけるウラン核燃料混合物としてのカドミウム同位体である、
【数４】
2021532364.tif 000164
と
【数５】
2021532364.tif 000165
の使用であって、銀同位体である、
【数６】
2021532364.tif 000166
と
【数７】
2021532364.tif 000167
を得るための使用。
【請求項３】
原子炉におけるウラン核燃料混合物としての安定水銀同位体、具体的には、水銀同位体である
【数８】
2021532364.tif 000168
の使用であって、金同位体である、
【数９】
2021532364.tif 000169
を得るための使用。
【請求項４】
１ＧＷの出力を有する原子炉における、請求項２又は３記載の使用。
【国際調査報告】
2021532364.tif 000170
2021532364.tif 000171