(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
核反応炉の炉心における燃料領域内の核分裂反応を維持する処理を含み、
前記核反応炉の炉心は、該核反応炉の炉心における燃料領域の第１側に挿入可能な複数かつ可動の第１制御アセンブリと、前記核反応炉の炉心における燃料領域の、第１側の反対側である第２側に挿入可能な複数の第２制御アセンブリとを有し、
前記維持する処理は、
前記核反応炉の炉心の燃料領域内における、前記第１制御アセンブリおよび前記第２制御アセンブリの第１挿入配置に、複数の前記第１制御アセンブリおよび複数の前記第２制御アセンブリのうちの少なくとも１つのアセンブリを移動させる処理と、
前記核反応炉の炉心の燃料領域内における、前記第１制御アセンブリおよび前記第２制御アセンブリの第２挿入配置に、複数の前記第１制御アセンブリおよび複数の前記第２制御アセンブリのうちの少なくとも１つのアセンブリを移動させる処理と、を含み、
前記第１挿入配置および前記第２挿入配置は前記核分裂反応を維持する配置であり、
前記第１制御アセンブリおよび前記第２制御アセンブリの配置に少なくとも基づく核反応炉モデルのモデルデータを用いて決定された中性子束分布に基づいて、前記第１制御アセンブリおよび前記第２制御アセンブリのうちの少なくとも１つのアセンブリを移動させ、
前記核反応炉の炉心セクションにおける第３側に挿入可能な複数かつ可動の第３制御アセンブリのうちの少なくとも１つを移動させる処理をさらに含み、該複数かつ可動の第３制御アセンブリは、複数の前記第１制御アセンブリおよび複数の前記第２制御アセンブリとは異なる角度にて、前記核反応炉の炉心セクションに挿入可能である、方法。
【請求項２】
前記核分裂反応は、前記第１制御アセンブリおよび前記第２制御アセンブリの前記第１挿入配置に依存する第１中性子束分布を生成し、
前記核分裂反応は、前記第１制御アセンブリおよび前記第２制御アセンブリの前記第２挿入配置に依存する第２中性子束分布を生成する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
非ゼロの前記第２中性子束分布は、所定期間に亘っての目標の中性子束の合計の分布である、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１中性子束分布は、非ゼロの前記第２中性子束分布とは、軸方向にて異なっている、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記第１中性子束分布は、非ゼロの前記第２中性子束分布とは、半径方向にて異なっている、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記移動させる処理は、複数の前記第１制御アセンブリのうちの少なくとも１つのアセンブリ、および、複数の前記第２制御アセンブリのうちの少なくとも１つのアセンブリを、少なくとも第１方向に移動させる処理をさらに含み、
複数の前記第１制御アセンブリのうちの移動した少なくとも１つのアセンブリと、複数の前記第２制御アセンブリのうちの移動した少なくとも１つのアセンブリとの軸方向の間隔は、前記移動させる処理の間、実質一定に維持される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記移動させる処理は、複数の前記第１制御アセンブリのうちの少なくとも１つのアセンブリ、および、複数の前記第２制御アセンブリのうちの少なくとも１つのアセンブリを移動させる処理をさらに含み、
複数の前記第１制御アセンブリのうちの移動した少なくとも１つのアセンブリと、複数の前記第２制御アセンブリのうちの移動した少なくとも１つのアセンブリとの間隔は、炉心対称である、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記移動させる処理は、複数の前記第１制御アセンブリのうちの少なくとも１つのアセンブリ、および、複数の前記第２制御アセンブリのうちの少なくとも１つのアセンブリを移動させる処理をさらに含み、
複数の前記第１制御アセンブリのうちの移動した少なくとも１つのアセンブリと、複数の前記第２制御アセンブリのうちの移動した少なくとも１つのアセンブリとの軸方向の間隔は、前記移動させる処理の間、変化する、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記核分裂反応は、定在波反応である、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
複数の前記第１制御アセンブリおよび複数の前記第２制御アセンブリは、前記定在波の実質両側にそれぞれ設けられる、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
複数の前記第１制御アセンブリおよび複数の前記第２制御アセンブリのうちの少なくとも１つは、毒物質を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
第２中性子束分布は、前記核反応炉の炉心セクション内の所定の燃料領域における、所定期間に亘っての目標の中性子束の合計の分布である、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
燃料領域を含む核反応炉の炉心と、
前記燃料領域の第１側に挿入可能であって、複数の第１挿入配置に移動可能である、複数の第１制御アセンブリと、
前記燃料領域の、第１側の反対側である第２側に挿入可能であって、複数の第２挿入配置に移動可能である、複数の第２制御アセンブリと、を備え、
複数の前記第１挿入配置のうちの少なくとも１つ、および、複数の前記第２挿入配置のうちの少なくとも１つは、核分裂反応を維持する配置であり、
前記第１制御アセンブリおよび前記第２制御アセンブリの配置に少なくとも基づく核反応炉モデルのモデルデータを用いて決定された中性子束分布に基づいて、前記第１制御アセンブリおよび前記第２制御アセンブリのうちの少なくとも１つのアセンブリを移動させ、
前記核反応炉の炉心セクションにおける第３側に挿入可能であって、複数の前記第１制御アセンブリおよび複数の前記第２制御アセンブリとは異なる角度にて、前記核反応炉の炉心セクションに挿入可能である、複数かつ可動の第３制御アセンブリをさらに備える、システム。
【請求項１４】
１または複数の駆動機構をさらに備えており、該駆動機構は、複数の前記第１制御アセンブリおよび複数の前記第２制御アセンブリと動作可能に接続されており、かつ、目標の非ゼロの中性子束分布に従って前記燃料領域における前記核分裂反応を維持するために、複数の前記第１制御アセンブリを第１挿入配置に移動させるとともに、複数の前記第２制御アセンブリを第２挿入配置に移動させるようになっている、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
アクチュエータを含む駆動機構をさらに備えており、該アクチュエータは、複数の前記第１制御アセンブリおよび複数の前記第２制御アセンブリと接続されており、複数の前記第１制御アセンブリおよび複数の前記第２制御アセンブリを、前記燃料領域を基準として選択的に再配置するようになっている、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１６】
前記目標の非ゼロの中性子束分布は、所定期間に亘っての中性子束の合計である、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１７】
前記目標の非ゼロの中性子束分布は、前記燃料領域の所定部分における、所定期間に亘っての中性子束の合計である、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１８】
前記目標の中性子束分布は、前記核反応炉の炉心の中性子束分布における、１または複数の軸方向の非対称性を補正するものである、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１９】
前記目標の中性子束分布は、前記核反応炉の炉心の中性子束とは軸方向において異なる、請求項１４に記載のシステム。
【請求項２０】
前記目標の中性子束分布は、前記核反応炉の炉心の中性子束とは半径方向において異なる、請求項１４に記載のシステム。
【請求項２１】
核反応炉の炉心における燃料領域内の核分裂反応を維持する手段を備え、
前記核反応炉の炉心は、該核反応炉の炉心の燃料領域における第１側に挿入可能な複数かつ可動の第１制御アセンブリと、前記核反応炉の炉心の燃料領域における、第１側の反対側である第２側に挿入可能な複数の第２制御アセンブリとを有し、
複数の前記第１制御アセンブリおよび複数の前記第２制御アセンブリのうちの少なくとも１つのアセンブリを、前記核反応炉の炉心の前記燃料領域内において、前記第１制御アセンブリおよび前記第２制御アセンブリの第１挿入配置に移動させるとともに、複数の前記第１制御アセンブリおよび複数の前記第２制御アセンブリのうちの少なくとも１つのアセンブリを、前記核反応炉の炉心の前記燃料領域内において、前記第１制御アセンブリおよび前記第２制御アセンブリの第２挿入配置に移動させる手段を備え、
前記第１挿入配置および前記第２挿入配置は前記核分裂反応を維持する配置であり、
前記第１制御アセンブリおよび前記第２制御アセンブリの配置に少なくとも基づく核反応炉モデルのモデルデータを用いて決定された中性子束分布に基づいて、前記第１制御アセンブリおよび前記第２制御アセンブリのうちの少なくとも１つのアセンブリを移動させ、
前記核反応炉の炉心は、該核反応炉の炉心セクションにおける第３側に挿入可能であって、複数の前記第１制御アセンブリおよび複数の前記第２制御アセンブリとは異なる角度にて、前記核反応炉の炉心セクションに挿入可能である、複数かつ可動の第３制御アセンブリをさらに有する、核分裂反応炉。
【請求項２２】
前記移動させる手段は、複数の前記第１制御アセンブリおよび複数の前記第２制御アセンブリを、前記燃料領域を基準として選択的に再配置する再配置手段をさらに備えている、請求項２１に記載の核分裂反応炉。
【請求項２３】
前記燃料領域内の現在の中性子束分布を検出する手段をさらに備えている、請求項２１に記載の核分裂反応炉。
【請求項２４】
現在の中性子束分布を検出する手段は、中性子束モニタを含んでいる、請求項２３に記載の核分裂反応炉。
【請求項２５】
現在の中性子束分布を検出する手段は、温度センサを含んでいる、請求項２３に記載の核分裂反応炉。
【請求項２６】
現在の中性子束分布を検出する前記手段は、中性子束モデルを含んでいる、請求項２３に記載の核分裂反応炉。
【請求項２７】
複数の前記第３制御アセンブリのうちの少なくとも１つのアセンブリを、前記核反応炉の炉心セクションにおける前記第１制御アセンブリ、前記第２制御アセンブリおよび前記第３制御アセンブリの第３挿入配置に移動させる手段をさらに含み、該移動させる手段により、前記第１制御アセンブリ、前記第２制御アセンブリおよび第３制御アセンブリの第３挿入配置に依存して、非ゼロの第３中性子束分布が生成される、請求項２１に記載の核分裂反応炉。
【請求項２８】
前記第１制御アセンブリおよび前記第２制御アセンブリの前記第２挿入配置に依存して、非ゼロの第２中性子束分布を生成するために、
複数の前記第１制御アセンブリおよび複数の前記第２制御アセンブリのうちの少なくとも１つのアセンブリを、前記核反応炉の炉心セクション内において、前記第１制御アセンブリおよび前記第２制御アセンブリの前記第２挿入配置に移動させる前記手段は、複数の前記第１制御アセンブリのうちの少なくとも１つのアセンブリに接続された第１アクチュエータ、および、複数の前記第２制御アセンブリのうちの少なくとも１つのアセンブリに接続された第２アクチュエータを含む、請求項２１に記載の核分裂反応炉。
【請求項２９】
前記第１制御アセンブリおよび前記第２制御アセンブリの前記第２挿入配置に依存して、非ゼロの第２中性子束分布を生成するために、前記核反応炉の炉心セクションにおける、前記第１制御アセンブリおよび前記第２制御アセンブリの前記第２挿入配置に、複数の前記第１制御アセンブリおよび複数の前記第２制御アセンブリのうちの少なくとも１つのアセンブリを移動させる前記手段を制御する制御手段をさらに備えている、請求項２１に記載の核分裂反応炉。
【請求項３０】
非ゼロの前記第２中性子束分布は、目標の中性子束分布である、請求項２９に記載の核分裂反応炉。
【請求項３１】
前記目標の中性子束分布は、所定期間に亘っての中性子束の合計である、請求項３０に記載の核分裂反応炉。
【請求項３２】
前記目標の中性子束分布は、前記燃料領域の所定部分において、所定期間に亘っての中性子束の合計である、請求項３０に記載の核分裂反応炉。
【請求項３３】
前記目標の中性子束分布は、中性子束分布における１または複数の軸方向の非対称性を補正する、請求項３０に記載の核分裂反応炉。
【請求項３４】
前記核分裂反応は、定在波反応である、請求項２１に記載の核分裂反応炉。
【請求項３５】
前記核反応炉の炉心における前記燃料領域内の複数の前記第１制御アセンブリおよび複数の前記第２制御アセンブリは、前記定在波反応の実質両側にそれぞれ設けられる、請求項３４に記載の核分裂反応炉。
【請求項３６】
前記核反応炉の炉心における前記燃料領域内の複数の前記第１制御アセンブリおよび複数の前記第２制御アセンブリは、毒物質を含む、請求項２１に記載の核分裂反応炉。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
〔関連出願の相互参照〕
本願は、アメリカ合衆国法典第３５巻第１１９条に基づいて、米国出願第６２／０９８，９６３号、名称「中性子束のシフトによる反応度制御システム」、出願日２０１４年１２月３１日の優先権およびその利益を主張する。上記米国出願は、参照によりその全体が本願明細書に組み込まれる。
【０００２】
〔技術分野〕
本発明は、概して、核反応炉に関する。
【０００３】
〔背景技術〕
軽水型核分裂反応炉には、中性子束の整形を採用することができる。上記中性子束の整形は、反応度を制御するために毒物質を生成することに集中している。一例として、中性子束を軸方向に整形して、炉心内のキセノン振動を減衰させるために、短尺長尺棒による方法を採用することができる。他の例では、出力分布を制御するために整形用の棒が用いられている。しかし、これらの手法では、増殖分布に焦点が当てられていない。
【０００４】
〔発明の概要〕
核反応炉の制御アセンブリ、核反応炉、核反応炉の炉心、核反応炉の制御方法、および、核反応炉の制御アセンブリを製造する方法を含む実施形態が開示される。
【０００５】
後述する記載は、概要であるがゆえに、詳細の簡略化・一般化・包摂・および／または省略を含み得る。よって、概要は例示されるだけであるとともに、なんらかの制限が意図されているものではないと、当業者は解するだろう。本願明細書に記載されたすべての例となる態様・実施形態・特徴に加えて、さらなる態様・実施形態・特徴が、図面と後述する詳細な説明の参照とにより明らかになるだろう。装置および／もしくは工程のその他の態様・特徴・利点・ならびに／またはその他の記載内容が、本願明細書の説明により明らかになるだろう。
【０００６】
〔図面の簡単な説明〕
特定の要素または動作の説明であることを容易に特定するために、参照番号における最上位の有効数字または有効数字群は、当該要素が最初に導入される図番を参照する。
【０００７】
図１Ａは、一実施形態に係る核分裂反応炉の一部を切り欠いた斜視図である。
【０００８】
図１Ｂは、一実施形態に係る核分裂反応炉の一部を切り欠いた斜視図である。
【０００９】
図１Ｃは、一実施形態に係る核分裂反応炉の一部を切り欠いた斜視図である。
【００１０】
図２は、一実施形態に係る核分裂反応炉の炉心の上面断面図である。
【００１１】
図３は、一実施形態に係る核分裂反応炉の炉心の側面断面図である。
【００１２】
図４は、核分裂反応炉の出力分布を示すグラフである。
【００１３】
図５は、一実施形態に係る核分裂反応炉の制御アセンブリを示す模式図である。
【００１４】
図６は、一実施形態に係る核分裂反応炉の燃焼度分布を示すグラフである。
【００１５】
図７は、一実施形態に係る核分裂反応炉内の中性子調整物質に関する量を示すグラフである。
【００１６】
図８Ａは、一実施形態に係る核反応炉を制御する方法を示すフローチャートである。
【００１７】
図８Ｂは、一実施形態に係る核反応炉を制御する方法を示すフローチャートである。
【００１８】
図８Ｃは、一実施形態に係る核反応炉を制御する方法を示すフローチャートである。
【００１９】
図８Ｄは、一実施形態に係る核反応炉を制御する方法を示すフローチャートである。
【００２０】
図８Ｅは、一実施形態に係る核反応炉を制御する方法を示すフローチャートである。
【００２１】
図８Ｆは、一実施形態に係る核反応炉を制御する方法を示すフローチャートである。
【００２２】
図８Ｇは、一実施形態に係る核反応炉を制御する方法を示すフローチャートである。
【００２３】
図８Ｈは、一実施形態に係る核反応炉を制御する方法を示すフローチャートである。
【００２４】
図９Ａは、一実施形態に係る核反応炉の制御アセンブリを製造する方法を示すフローチャートである。
【００２５】
図９Ｂは、一実施形態に係る核反応炉を制御する方法を示すフローチャートである。
【００２６】
図９Ｃは、一実施形態に係る核反応炉を制御する方法を示すフローチャートである。
【００２７】
図９Ｄは、一実施形態に係る核反応炉を制御する方法を示すフローチャートである。
【００２８】
図９Ｅは、一実施形態に係る核反応炉を制御する方法を示すフローチャートである。
【００２９】
図９Ｆは、一実施形態に係る核反応炉を制御する方法を示すフローチャートである。
【００３０】
図９Ｇは、一実施形態に係る核反応炉を制御する方法を示すフローチャートである。
【００３１】
図１０は、一実施形態に係る核分裂反応炉の炉心を、制御アセンブリおよび中性子束プロファイルを含めて示す模式図である。
【００３２】
図１１は、一実施形態に係る核分裂反応炉の炉心を、制御アセンブリおよび中性子束プロファイルを含めて示す模式図である。
【００３３】
図１２は、一実施形態に係る核分裂反応炉の炉心を、制御アセンブリおよび中性子束プロファイルを含めて示す模式図である。
【００３４】
図１３は、本開示の実施方法を示すフローチャートである。
【００３５】
〔発明の詳細な実施形態〕
進行波炉（ＴＷＲ）は、核分裂可能な燃料を燃焼させる爆燃波を生成し、該爆燃波を用いて親燃料を核分裂性燃料へと増殖させるものであり、すなわち、燃焼増殖炉である。燃焼増殖炉では、核分裂によって生成された高速スペクトル中性子は、中性子捕獲により周囲の親物質によって吸収される。これによって、親物質が核分裂性物質へと増殖される。増殖および燃焼による爆燃波は、燃料に対して進行する。該燃料の入れ替えまたは移動が生じる場合、該爆燃波は、（例えば、定在波のように）核プラントに対し、３Ｄ空間にて実質定常状態が維持されてもよいが、燃料に関連してさらに移動してもよい。定在波および移動波は、いずれも、進行波炉の規定に含まれる。
【００３６】
進行波炉の一例において、進行波は、核分裂反応炉の炉心に関連付けられた境界すなわちインターフェースであってもよい。一実施形態では、進行波に含まれる１または複数の領域に沿って、増殖および燃焼（例えば、核分裂など）が核分裂反応炉の炉心内で起こる。他の実施形態では、進行波に含まれる１または複数の領域は、核分裂反応炉の炉心内で比較的高い中性子束レベルを有している。つまり、核分裂反応炉の炉心の或る領域は、比較的多くの、或いは、比較的高い割合の中性子を有し、これらの中性子が、他の核分裂性原子を分裂させ、親燃料を核分裂性燃料へと増殖させる。進行波の位置は、上記領域で生成された中性子の中性子束レベルおよび数を、核分裂反応炉の炉心における他の領域と比較することによって規定される。核分裂反応炉の炉心内の一領域における比較的高い中性子束レベルが、該核分裂反応炉の炉心内の他の領域と比較して測定され得る。制御アセンブリは、進行波の位置を制御するために、１または複数の中性子調整物質を選択的に再配置することができる。一実施形態では、制御アセンブリの少なくとも１つの駆動機構が配置される。或いは、そうでなければ、１または複数の中性子調整物質を選択的に再配置するように（例えば、活性化させたり、捕捉したりするように）構成されている。
【００３７】
核分裂反応炉の炉心は、核分裂性核燃料アセンブリ（つまり、始動燃料アセンブリのセットなど）および親核燃料アセンブリ（つまり、供給燃料アセンブリのセットなど）を含んでもよく、かつ／または、核分裂性燃料および親燃料を含む燃料アセンブリを含んでもよい。これにより、核分裂反応炉は、高速増殖炉となり得る。例えば、核分裂反応炉は、燃焼増殖核分裂反応炉であってもよい。核分裂性核燃料アセンブリ内の核分裂性核燃料物質は、核分裂反応炉の炉心内で核分裂される。核分裂性物質は、核分裂反応炉の炉心内の親核燃料アセンブリにおいて増殖される。増殖と燃焼とが発生する進行波は、核分裂性核燃料アセンブリに沿って設けられてもよい。増殖と燃焼とが発生する進行波は、親核燃料アセンブリに沿って設けられてもよい。
【００３８】
一実施形態では、核分裂反応炉の炉心は、取扱いシステムを含んでもよい。該取扱いシステムは、容器内取扱いシステムを含んでもよい。該取扱いシステムは、核分裂性核燃料アセンブリを、燃料領域において選択的に再配置するようになっていてもよい。他の実施形態では、該取扱いシステムは、或る親核燃料アセンブリを選択的に再配置するようになっていてもよい。該取扱いシステムは、核分裂反応炉の炉心内で実質定常状態である波を確立するような方法で、或る核分裂性核燃料アセンブリおよび或る親核燃料アセンブリの少なくとも１つを設けるようになっていてもよい。一例として、実質定常状態である波は、核分裂核燃料物質を増殖して核分裂させる定在波を規定してもよい。
【００３９】
本願に含まれる開示の序論および文脈を提供するため、図１〜図９の前に、図１０〜図１２の説明が提供される。後に続く図１〜図９の説明により、本実施形態の追加の詳細が提供される。図１０は核反応炉１０００を示しており、核反応炉１０００には、核反応炉の炉心１００２および燃料領域１００４が設けられている。燃料領域１００４は、核分裂可能な核物質、および／または、親核物質を含んでもよい。核分裂連鎖反応は、複数の制御アセンブリを選択的に挿入することに従って制御されてもよい。上記制御アセンブリは、本願に記載のような中性子調整物質を含んでもよい。該中性子調整物質は、１種類または複数種類の燃料、および／または、１種類または複数種類の中性子吸収材を含んでもよい。上記制御アセンブリは、燃料領域１００４における核連鎖反応を、任意の長さの時間維持することができる。上記制御アセンブリの構成によっては、例えば、複数年以上の期間に亘って、または、無期限に、上記核連鎖反応を維持することができる。或る実施例では、第１可動制御アセンブリ１００６、１００８、１０１０は、燃料領域１００４の上方に移動可能に設けられている。また、これらの制御アセンブリは、「トップダウン」構成によって、下方に摺動して上記燃料領域にまで達することができる。本実施例では、第２可動制御アセンブリ１０１２、１０１４および１０１６は、燃料領域１００４の下方に移動可能に設けられている。また、これらの制御アセンブリは、「ボトムアップ」構成によって、上方に摺動して上記燃料領域にまで達することができる。また、その他の制御アセンブリの構成も開示されていると解されるべきであり、該その他の制御アセンブリとしては、半径方向、ラテラル方向、その他の方向に設けられ、かつ、燃料領域１００４に選択的に移動可能である１または複数の制御アセンブリが挙げられる。
【００４０】
第１可動制御アセンブリ１００６、１００８、１０１０の位置、および、第２可動制御アセンブリ１０１２、１０１４、１０１６の位置は、燃料領域１００４における中性子束を変化させる。第１可動制御アセンブリおよび第２可動制御アセンブリの位置を選択することによって、瞬間的な中性子束または期間におけるトータルの中性子束（つまり、任意の長さの期間に亘って時間積分された中性子束）が、燃料領域１００４の一部に対して選択されてもよい。或る実施例では、目標の中性子束は、検出手段に従って、現在の中性子束に対し、特定されかつ比較されてもよい。上記検出手段は、例えば中性子束センサを介して、直接的であってもよい。或いは、上記検出手段は、例えば、温度センサ、または、上記制御アセンブリの位置履歴に基づき燃料領域１００４の中性子束をモデリングするための中性子束モデルを介して、間接的であってもよい。
【００４１】
第１および第２制御アセンブリの任意の構成について、中性子束プロファイルは、燃料領域１００４に存在する対応の中性子束を説明するために示される。中性子束プロファイルのグラフ１０１８および１０２０が図１０に示される。中性子束プロファイルのグラフ１０１８および１０２０では、中性子束の大きさが、燃料領域１００４における垂直方向の位置および半径方向の位置の関数としてそれぞれ示されている。中性子束プロファイルのグラフ１０１８では、水平なｘ軸に中性子束の大きさ１０２２が示され、垂直なｙ軸に燃料領域１００４における垂直方向の位置が示されている。中性子束プロファイルのグラフ１０１８は、燃料領域１００４および核反応炉の炉心１００２の図の隣に配置されている。上記グラフ上に示される垂直方向の位置は、上記燃料領域上の同じ垂直方向の位置に対応している。例えば、上端線１０２４は、燃料領域１００４の上方における反応炉の炉心１００２の上端または上端付近における垂直方向の位置を示している。この地点における中性子束の大きさ１０２２は、ゼロまたはゼロ付近である。中性子束プロファイルのグラフ１０１８の他端について、下端線１０２６は、燃料領域１００４の下方における反応炉の炉心１００２の下端または下端付近における垂直方向の位置を示している。中性子束プロファイルのグラフ１０１８の下端線１０２６における中性子束の大きさ１０２２もまた、ゼロまたはゼロ付近である。
【００４２】
中性子束プロファイルのグラフ１０１８および１０２０は、それぞれ、固定された半径方向および垂直方向の位置の変数に従って示されているということが理解される。換言すれば、中性子束プロファイルは、燃料領域１００４における断面の中性子束を表している。中性子束のグラフ１０１８のように、該断面は、固定された半径方向の位置における垂直面であってもよい。中性子束のグラフ１０２０のように、該断面は、固定された垂直方向の位置における水平面であってもよい。或いは、該断面は、燃料領域１００４と交差するその他の任意の平面であってもよい。中性子束のグラフ１０１８上では、選択された半径方向の距離ｒは、線１０２４で表されている。従って、中性子束の大きさ１０２２は、線１０２４に沿った垂直方向の位置に応じて示されている。別の半径方向の位置ｒが選択される場合、該位置ｒは、第１制御アセンブリ１００６、１００８および１０１０、ならびに、第２制御アセンブリ１０１２、１０１４および１０１６の相対的な位置に従って、中性子束の大きさ１０２２が変化する。
【００４３】
中性子束プロファイルのグラフ１０２０には中性子束の大きさ１０２８が表され、中性子束の大きさ１０２８は、水平なｘ軸上にて示される半径方向の位置に応じて、垂直なｙ軸上に示される。中性子束プロファイルのグラフ１０２０は、図１０において核反応炉の炉心１００２の下方に配置されている。グラフに示される半径方向の位置が、燃料領域１００４における同じ半径方向の位置に対応している。従って、左側の線１０３０は、核反応炉の炉心１００２における最も左の半径方向の位置に対応しており、右側の線１０３２は、核反応炉の炉心１００２における最も右の半径方向の位置に対応している。グラフ１０２０は、中性子束プロファイルを示しており、該中性子束プロファイルは、上述したように、燃料領域１００４と交差する平面に沿った中性子束のグラフである。グラフ１０２０は、中性子束を、半径方向の位置の関数として示している。従って、グラフ１０２０は、線１０３４で示される固定された垂直方向の位置Ｚに対応している。換言すれば、グラフ１０２０は、線１０３４によって示される垂直方向の位置Ｚにおいて、燃料領域１００４と交差する水平面の中性子束１０２８を示している。
【００４４】
図１１は、核反応炉１１００を示しており、核反応炉１１００は、その内部に設けられた核反応炉の炉心１１０２および燃料領域１１０４を含んでいる。或る実施例では、第１可動制御アセンブリ１１０６、１１０８、１１１０は、燃料領域１１０４の上方に移動可能なように設けられている。また、これらの制御アセンブリは、「トップダウン」構成によって、下方に摺動して上記燃料領域にまで達することができる。本実施例では、第２可動制御アセンブリ１０１２、１０１４および１０１６は、燃料領域１００４の下方に移動可能に設けられている。また、これらの制御アセンブリは、「ボトムアップ」構成によって、上方に摺動して上記燃料領域にまで達することができる。また、その他の制御アセンブリの構成も開示されていると解されるべきであり、該その他の制御アセンブリとしては、半径方向、ラテラル方向、その他の方向に設けられ、かつ、燃料領域１００４に選択的に移動可能である１または複数の制御アセンブリが挙げられる。第１可動制御アセンブリ１１０６、１１０８、１１１０の位置、および、第２可動制御アセンブリ１１１２、１１１４、１１１６の位置は、図１０に示す構成とは異なる構成となるように設けられる。図１１では、第１可動制御アセンブリ１１０６および１１０８の２つと、第２可動制御アセンブリ１１１２および１１１４の２つとは、それぞれが軸方向に等しい距離だけ上方に平行移動している。従って、図１１に示す制御アセンブリの構成は、図１０に示す制御アセンブリの構成と、絶対量（absolute worth）が同じであるが、燃料領域１１０４において生じる中性子束は、上方に平行移動している。図１１における中性子束が図１０に比べて上方に平行移動していることは、中性子束プロファイルのグラフ１１１８に示されている。中性子束プロファイルのグラフ１１１８は、中性子束１１２０を、核反応炉の炉心１１０２内における垂直方向の位置の関数として示している。中性子束プロファイルのグラフ１１１８は、核反応炉の炉心１１０２の隣に配置され、グラフ１１１８に示されている垂直方向の位置が核反応炉の炉心１１０２の同じ垂直方向の位置に対応するようになっている。上端線１１２２は、上記グラフおよび核反応炉の炉心１１０２における垂直方向の高い位置を示しており、下端線１１２４は、上記グラフおよび核反応炉の炉心１１０２における垂直方向の低い位置を示している。図１１における第１可動制御アセンブリ１１０６および１１０８、ならびに、第２可動制御アセンブリ１１１２および１１１４が、図１０に示されている構成と比較して相対的に移動していることにより、中性子束の大きさ１１２０は、図１０におけるグラフ１０１８と比較して、グラフ１１１８上のより高い垂直方向の位置に向かって、上方へシフトしている。この上方へのシフトは、線１１２４によって示される選択された半径方向の距離ｒによって規定された垂直面において、燃料領域１１０４における中性子束が上方へ移動していることを示している。
【００４５】
図１１における中性子束プロファイルのグラフ１１２６は、中性子束１１２８を、燃料領域１１０４における半径方向の位置の関数として示している。グラフ１１２６は、核反応炉の炉心１１０２の下方に配置され、グラフ１１２６上の半径方向の位置が、左側の線１１３０および右側の線１１３２として示されている核反応炉の炉心１１０２上の同じ半径方向の位置に対応している。グラフ１１２６は、中性子束プロファイルのグラフであり、線１１３４によって示されている選択された垂直方向の位置Ｚにおいて燃料領域１１０４と交差する水平面に沿って、中性子束１１２８を示している。
【００４６】
図１２は、核反応炉の炉心１２０２および燃料領域１２０４を含む核反応炉１２００を示す図である。第１可動制御アセンブリ１２０６、１２０８および１２１０、ならびに、第２可動制御アセンブリ１２１２、１２１４および１２１６が、階段状に並ぶ構成である。この結果、右に行くにつれて、燃料領域１２０４における中性子束が変化する。図１２に示す構成についての中性子束プロファイルのグラフは、それぞれ、グラフ１２１８において垂直方向の位置に応じて、および、グラフ１２２０において半径方向の位置に応じて、示されている。中性子束プロファイル１２１８は、線１２２２によって示された、固定された半径方向の位置に基づいて表されている。中性子束プロファイル１２２０は、線１２２４によって示された、固定された垂直方向の位置に基づいて表されている。
【００４７】
後述する発明の詳細な説明において、添付の図面に言及している。これらの図面は、本願明細書の一部を構成する。図面において、文脈上そうでないことが明らかでないかぎり、同様のまたは同一の記号を異なる図面で用いることは、基本的に同様のまたは同一の事項を意味する。
【００４８】
発明の詳細な説明・図面・特許請求の範囲に例として記載される実施形態は、制限を意味しない。本願明細書に表現された主題の精神または技術的範囲から逸脱しないかぎり、他の実施形態が用いられてよいとともに、他の変更が加えられてよい。
【００４９】
本願明細書に記載された構成要素（例えば動作）・装置・対象物・これらに付随する説明が概念を明確にするために例として用いられることと、さまざまな構成変更が想到されることとに、当業者は気付くだろう。つまり、本願明細書では、説明に記載されるとともに付随する具体例は、より一般的なクラスを代表することを意図として用いられる。一般に、いかなる具体例も、そのクラスを代表することを意図として用いられる。また、特定の構成要件（例えば動作）・装置・対象物を含まないことは、制限として扱われるべきではない。
【００５０】
概括すれば、例示の実施形態は、核の制御アセンブリ、核分裂反応炉の炉心、核分裂反応炉、核分裂反応炉を制御する方法、および、核分裂反応炉の制御アセンブリを製造する方法を含む。
【００５１】
各実施形態の制御アセンブリは、第１中性子調整物質を、第１方向に選択的に再配置する。これにより、進行波に変化（例えば、変形、移動、など）が生じる。制御アセンブリは、第２中性子調整物質を、第２方向に選択的に再配置する。これにより、前記第１中性子調整物質の再配置に関連付けられた前記進行波の変化に対して反対の作用が生じ得る。一例として、第１中性子調整物質および第２中性子調整物質は、選択的に、進行波の実質両側へそれぞれ再配置されてもよい。他の実施形態では、第１中性子調整物質および第２中性子調整物質は、進行波を他のやり方で制御するために選択的に再配置される。
【００５２】
一例として、中性子調整物質は、毒物質または中性子を吸収する他の物質を含んでもよい。他の例では、中性子調整物質は、水または中性子速度を減速するための他の物質を含んでもよい。一実施形態では、第１中性子調整物質および第２中性子調整物質は、組成が同一である。別の実施形態では、第１中性子調整物質および第２中性子調整物質は、組成が異なっている。
【００５３】
各実施形態の制御アセンブリは、核分裂反応炉の核分裂反応炉の炉心を制御するために、１または複数の中性子調整物質を選択的に再配置する。制御アセンブリについて、燃焼増殖炉（進行波炉）の例を参照して、下記の説明が提供されるが、下記の制御アセンブリの例は、制限なく、軽水炉、重水炉、核分裂反応炉、増殖炉、高速炉、燃焼増殖炉、を含むいかなるタイプの核反応炉においても用いられ得る。また、制御アセンブリは、制限なく、反応度、温度、中性子束、或る時間に亘っての中性子束、燃焼度、燃焼度率、および、核反応炉の炉心の他のいかなる特性を含む、核反応炉の炉心における１または複数の態様を制御するために用いられ得る。
【００５４】
前記第１中性子調整物質の選択的な再配置は、前記核分裂反応炉の炉心の燃料領域に対する相対的な移動を含んでもよい。前記第１中性子調整物質の選択的な再配置は、前記第２中性子調整物質に対する相対的な移動を含んでもよい。前記第１中性子調整物質の選択的な再配置は、前記進行波に向かうように、または、前記進行波から離れるように移動することを含んでもよい。前記第２中性子調整物質の選択的な再配置は、前記核分裂反応炉の炉心の燃料領域に対する相対的な移動を含んでもよい。前記第２中性子調整物質の選択的な再配置は、前記第１中性子調整物質に対する相対的な移動を含んでもよい。前記第２中性子調整物質の選択的な再配置は、前記進行波に向かうように、または、前記進行波から離れるように移動することを含んでもよい。
【００５５】
ある実施形態では、制御アセンブリは、燃焼増殖型核分裂反応炉の中性子束における軸に対する非対称を修正するために、進行波を制御してもよい。中性子束における軸に対する非対称を修正することにより、１または複数の燃料アセンブリにおいて、燃焼度のピークを劇的に低減させることができる。燃焼度のピークは、パーセンテージまたは核燃料で起こる核分裂の他の尺度であってもよい。ここで、燃焼度５％は、燃料の５％が核分裂反応を経たことを示し得る。燃焼度は、出力と相関があってもよい。出力は、中性子束と物質の特性との組み合わせと相関があってもよい。従って、中性子束の分布は、物質の特性の所定のセットによる出力分布と相関があってもよい。
【００５６】
各実施形態の前記制御アセンブリは、増殖分布を制御するために協働する、複数の反応度制御アセンブリを有する。一例として、前記反応度制御アセンブリは、燃料アセンブリ内または核反応炉の炉心内、その他の代替物内における増殖分布を制御するために協働してもよい。複数の反応度制御アセンブリの協働による増殖分布の制御によって、核反応炉の炉心内の出力位置における実質望ましくないシフトを低減する（例えば、減少させる、最小化する、排除する）こと、核反応炉の炉心における線量要求における実質望ましくない変動を低減すること、および、ピーク燃焼度を低減することのうち、少なくとも１つが実現される。
【００５７】
いくつかのケースでは、第１中性子調整物質および第２中性子調整物質は、同一方向および／または異なる（或いは、複数の）方向に移動してもよいし、或いは、炉心に対する軸、または燃料に対する軸に移動してもよいし、或いは炉心の燃料アセンブリの軸方向に移動してもよい。
【００５８】
ある実施形態では、第１中性子調整物質および／または第２中性子調整物質を炉心に対して相対的に移動させることについて、中性子調整物質を、核分裂反応炉の炉心の長手方向に沿って移動させてもよい。他の実施形態では、少なくとも１つの中性子調整物質を、核分裂反応炉の炉心の長手方向を横断する方向に移動させてもよい。さらに別の実施形態では、少なくとも１つの中性子調整物質を、核分裂反応炉の炉心の半径方向に沿って移動させてもよい。さらになお別の実施形態では、少なくとも１つの中性子調整物質を、核分裂反応炉の炉心の方位角方向に沿って移動させてもよい。
【００５９】
いくつかの実施形態では、複数の反応度制御アセンブリは、「トップダウン」の中性子調整物質、および、「ボトムアップ」の中性子調整物質を含んでいる。トップダウンの中性子調整物質（第１中性子調整物質）は、中性子調整物質の一部だけが炉心内に配置されるように、核分裂反応炉の炉心の頂部から該核分裂反応炉の炉心内に移動してもよいし、該核反応炉の炉心における任意の部分を通って突出してもよい。任意の部分としては、これに限定されないが、例えば、炉心の端部が含まれる。ボトムアップの中性子調整物質（第２中性子調整物質）は、中性子調整物質の一部だけが炉心内に配置されるように、核分裂反応炉の炉心の底部から該核分裂反応炉の炉心内に移動してもよいし、該核反応炉の炉心における任意の部分を通って突出してもよい。任意の部分としては、これに限定されないが、例えば、炉心の端部が含まれる。ここで、および、以下で、「トップダウン」および／または「ボトムアップ」という用語を用いて説明がなされるが、これらの用語は、いくつかの各図において示される方向を単に指し示しているだけである。任意の適切な方向が採用されてもよいということを理解されたい。任意の方向としては、半径方向、複数の半径方向を組み合わせた方向、「トップダウン」方向、および／または、「ボトムアップ」方向が含まれる。
【００６０】
他の実施形態では、複数の反応度制御アセンブリは、第１側中性子調整物質、および、第２側中性子調整物質を含んでいる。第１側中性子調整物質は、核分裂反応炉の炉心の第１側から該核分裂反応炉の炉心内に移動してもよい。第２側中性子調整物質は、核分裂反応炉の炉心の第２側から該核分裂反応炉の炉心内に移動してもよい。例えば、このような中性子調整物質の組み合わせを有する制御アセンブリは、横方向の核分裂反応炉を制御することができる。
【００６１】
さらに別の実施形態では、複数の反応度制御アセンブリは、核分裂反応炉の炉心の長手方向を横切る横方向に該核分裂反応炉の炉心内に移動する、少なくとも１つの中性子調整物質を含んでいる。また、複数の反応度制御アセンブリは、トップダウンの中性子調整物質を含んでもよい。該トップダウンの中性子調整物質は、該トップダウンの中性子調整物質の一部だけが炉心内に配置されるように、該横方向の中性子調整物質が移動する平面に対して実質直行する軸に沿って移動してもよいし、該核反応炉の炉心における任意の部分を通って突出してもよい。任意の部分としては、これに限定されないが、例えば、炉心の端部が含まれる。他の実施形態では、複数の反応度制御アセンブリは、ボトムアップの中性子調整物質を含んでもよい。該ボトムアップの中性子調整物質は、該ボトムアップの中性子調整物質の一部だけが炉心内に配置されるように、該横方向の中性子調整物質が移動する面に対して実質直行する軸に沿って移動してもよいし、該核反応炉の炉心における任意の部分を通って突出してもよい。任意の部分としては、これに限定されないが、例えば、炉心の端部が含まれる。さらに他の実施形態では、複数の反応度制御アセンブリは、核分裂反応炉の炉心の長手方向を横切るように、該核分裂反応炉の炉心の中を移動する、第２中性子調整物質を含んでもよい。さらになお別の実施形態では、複数の反応度制御アセンブリは、該核分裂反応炉の炉心の中をさらに別の方向に移動する、第２中性子調整物質を含んでもよい。
【００６２】
さらに別の実施形態では、複数の反応度制御アセンブリは、核分裂反応炉の炉心の半径方向に沿って該核分裂反応炉の炉心内を移動する、少なくとも１つの中性子調整物質を含んでもよい。また、該複数の反応度制御アセンブリは、中性子調整物質の一部だけが炉心内に配置されるように、該核反応炉の炉心における任意の部分を通って突出するトップダウンの中性子調整物質を含んでもよい。任意の部分としては、これに限定されないが、例えば、炉心の端部が含まれる。トップダウンの中性子調整物質は、該半径方向の中性子調整物質が移動する平面に対して実質直行する軸に沿って移動してもよい。他の実施形態では、複数の反応度制御アセンブリは、ボトムアップの中性子調整物質を含んでもよい。該ボトムアップの中性子調整物質は、中性子調整物質の一部だけが炉心内に配置されるように、該半径方向の中性子調整物質が移動する平面に対して実質直行する軸に沿って移動してもよいし、該核反応炉の炉心における任意の部分を通って突出してもよい。任意の部分としては、これに限定されないが、例えば、炉心の端部が含まれる。さらに他の実施形態では、複数の反応度制御アセンブリは、核分裂反応炉の炉心の半径方向に沿って該核分裂反応炉の炉心内を移動する、第２中性子調整物質を含んでもよい。さらになお他の実施形態では、複数の反応度制御アセンブリは、該核分裂反応炉の炉心の中をさらに別の方向に移動する、第２中性子調整物質を含んでもよい。
【００６３】
さらに他の実施形態では、複数の反応度制御アセンブリは、核分裂反応炉の炉心の方位角方向に沿って、該核分裂反応炉の炉心内を移動する、少なくとも１つの中性子調整物質を含んでもよい。また、複数の反応度制御アセンブリは、中性子調整物質の一部だけが炉心内に配置されるように、該核反応炉の炉心における任意の部分を通って突出するトップダウンの中性子調整物質を含んでもよい。任意の部分としては、これに限定されないが、例えば、炉心の端部が含まれる。また、他の実施形態では、複数の反応度制御アセンブリは、中性子調整物質の一部だけが炉心内に配置されるように、該核反応炉の炉心における任意の部分を通って突出するボトムアップの中性子調整物質を含んでもよい。任意の部分としては、これに限定されないが、例えば、炉心の端部が含まれる。また、さらに他の実施形態では、複数の反応度制御アセンブリは、核分裂反応炉の炉心の方位角方向に沿って、該核分裂反応炉の炉心内を移動する、第２中性子調整物質を含んでもよい。また、さらになお他の実施形態では、複数の反応度制御アセンブリは、該核分裂反応炉の炉心の中をさらに別の方向に移動する、第２中性子調整物質を含んでもよい。
【００６４】
他の実施形態では、複数の反応度制御アセンブリは、核分裂反応炉の炉心の長手方向に対し或る角度にて、該核分裂反応炉の炉心内を移動する、少なくとも１つの中性子調整物質を含んでもよい。また、複数の反応度制御アセンブリは、中性子調整物質の一部だけが炉心内に配置されるように、該核反応炉の炉心における任意の部分を通って突出するトップダウンの中性子調整物質を含んでもよい。任意の部分としては、これに限定されないが、例えば、炉心の端部が含まれる。また、他の実施形態では、複数の反応度制御アセンブリは、中性子調整物質の一部だけが炉心内に配置されるように、該核反応炉の炉心における任意の部分を通って突出するボトムアップの中性子調整物質を含んでもよい。任意の部分としては、これに限定されないが、例えば、炉心の端部が含まれる。また、さらに他の実施形態では、複数の反応度制御アセンブリは、核分裂反応炉の炉心の長手方向に対し或る角度にて、該核分裂反応炉の炉心内を移動する、第２中性子調整物質を含んでもよい。また、さらになお他の実施形態では、複数の反応度制御アセンブリは、該核分裂反応炉の炉心の中をさらに別の方向に移動する、第２中性子調整物質を含んでもよい。
【００６５】
さらに他の実施形態では、複数の反応度制御アセンブリは、出力サイクルの少なくとも一部の期間において、定常状態を維持する、少なくとも１つの中性子調整物質を含んでもよい。また、制御アセンブリは、駆動機構を含んでもよい。ある実施形態では、駆動機構は、核反応炉の炉心の燃料を、少なくとも１つの中性子調整物質に対して、選択的に再配置するようになっている。駆動機構は、第１中性子調整物質または第２中性子調整物質の長さに沿った方向に、燃料を平行移動させるようになっている。上述の実施形態に代えて、または、加えて、駆動機構は、中性子調整物質に対して別の方向に燃料を移動させるようになっている。さらに他の実施形態では、駆動機構は、燃料および少なくとも１つの中性子調整物質の両方を選択的に再配置する（例えば、燃料および中性子調整物質の両方を移動させる、など）ようになっている。
【００６６】
制御アセンブリは、核分裂反応炉の炉心の軸方向に沿った中性子束の位置を制御するように動作してもよい。上述の実施形態に代えて、または、加えて、反応度制御アセンブリは、中性子束分布を、核分裂反応炉の炉心でシフトさせるように動作してもよい。複数の制御アセンブリは、核反応炉のサイクル間における半径方向の出力変動のリスクを低減するために配置されてもよい。他の実施形態では、複数の制御アセンブリは、核分裂反応炉の炉心内の中性子束分布を、目標の分布プロファイルに向けてシフトさせるために配置される。制御アセンブリの利用によって、望ましくない波の移動（例えば、波のシフト、波の消失など）を実質取り除くことができる。
【００６７】
図１Ａ〜図１Ｃおよび図２を参照して、また、非限定的な外観として、例示の核分裂反応炉１０は、非限定的な実例として説明される。図１Ａおよび図１Ｂに示されているとおり、核分裂反応炉１０は、核反応炉容器１４に設けられている核分裂反応炉の炉心１２を有している。ある実施形態によれば、核分裂反応炉の炉心１２は、複数の核燃料アセンブリを含んでいる。該核燃料アセンブリは、複数のダクトを有しており、該ダクトは、燃料領域１６内に核燃料を含むようになっている。複数の核燃料アセンブリは、核反応炉容器１４内に配置されていてもよい。図２に示すとおり、核分裂反応炉の炉心１２は、核分裂性核燃料アセンブリ２２（例えば、始動燃料アセンブリのセットなど）、および、親核燃料アセンブリ２４（例えば、供給燃料アセンブリのセットなど）を含んでいる。核分裂性核燃料アセンブリ２２は、核分裂反応を開始するためのＵ−２３５（または、その他の適切な核分裂性燃料）を含んでもよい。親核燃料アセンブリ２４は、Ｕ−２３８、または、その他の適切な親の核燃料を含んでもよい。ある実施形態によれば、核分裂反応炉１０は、取扱いシステムを含んでいる。該取扱いシステムは、容器内取扱いシステムを含んでもよい。該容器内取扱いシステムは、少なくとも１つの核分裂性核燃料アセンブリ２２、少なくとも１つの親核燃料アセンブリ２４、または、これらの組み合わせを提供するようになっていてもよい。核分裂反応炉１０に割り当てられた制御アセンブリは、複数の反応度制御アセンブリを含んでもよい。該反応度制御アセンブリは、核分裂反応炉の炉心１２の反応度を変更するようになっていてもよい。ある実施形態では、核分裂反応炉１０は、図１Ｂ〜図１Ｃにおいて、中性子調整物質駆動アセンブリ４０として示されている、１または複数機構を有するアセンブリを含んでいる。中性子調整物質駆動アセンブリ４０は、複数の反応度制御アセンブリを操作するために配置される。図１Ａ〜図１Ｃに示されているとおり、核分裂反応炉１０は、また、核反応炉冷却システム３０を含んでもよい。
【００６８】
引き続き、図１Ａ〜図１Ｃおよび図２を参照するが、核分裂反応炉１０の実施形態のサイズについては、所望に応じて任意の適用が可能である。例えば、核分裂反応炉１０の様々な実施形態を用いて、所望に応じて、低出力（約３００ＭＷＴ〜約５００ＭＷＴ）の適用がなされてもよいし、中出力（約５００ＭＷＴ〜約１０００ＭＷＴ）の適用がなされてもよいし、大出力（約１０００ＭＷＴ以上）の適用がなされてもよい。
【００６９】
核分裂反応炉１０の実施形態は、軽水炉（「ＬＷＲｓ」）と従来関連している水による中性子インピーダンスの無い、液体金属によって冷却される高速核反応炉技術の要素に基づいているが、説明される制御アセンブリは、核反応炉の制御におけるいずれの適切な利用に関しても、いずれの核反応炉においても利用可能であると解されるべきである。様々な実施形態において、核反応炉冷却システム３０は、核反応炉容器１４に配置された液体ナトリウムのプールを含む。このようなケースでは、図１に示す核分裂反応炉の炉心１２は、核反応炉容器１４内のナトリウム冷却材のプール内に沈められている。核反応炉容器１４は、格納容器３２に周囲を囲まれている。格納容器３２は、核反応炉容器１４から液漏れするという想定外のケースにおいて、ナトリウム冷却材の損失を防ぐのに役立つ。
【００７０】
さまざまな実施形態において、核反応炉冷却システム３０は、ポンプ３４として示されている核反応炉冷却ポンプを含んでいる。図１Ａ〜図１Ｂに示されているとおり、核反応炉冷却システム３０は、２つのポンプ３４を含んでいる。ポンプ３４は、所望する任意の適切なポンプであってよい（例えば、電気機械的ポンプ、電磁石ポンプなど）。
【００７１】
引き続き、図１Ａ〜図１Ｂを参照して、核反応炉冷却システム３０は、また、熱交換器３６を含んでいる。熱交換器３６は、液体ナトリウムのプール内に配置される。ある実施形態によれば、熱交換器３６は、非放射性の中間ナトリウム冷却材を、熱交換器３６の他方の側において有している。そのために、熱交換器３６は、中間熱交換器として考慮されてもよい。ある実施形態によると、蒸気発生器は、熱交換器３６と熱伝導状態にある。ポンプ３４、熱交換器３６および蒸気発生器に関して、所望する任意の数が採用されてもよいことが理解される。
【００７２】
ポンプ３４は、一次ナトリウム冷却材を、核分裂反応炉の炉心１２内で循環させる。汲み上げられた一次ナトリウム冷却材は、核分裂反応炉の炉心１２を出て、核分裂反応炉の炉心１２の上方まで移動し、熱交換器３６の一方を通過する。ある実施形態によれば、加熱された中間ナトリウム冷却材は、蒸気を発生させるために、中間ナトリウムループ３８を介して循環する。蒸気発生器は、タービンまたは発電機を駆動させるための蒸気を発生させてもよい。他の実施形態によれば、加熱された中間ナトリウム冷却材は、さらに他の用途で利用されるために熱交換器に向かって循環してもよい。
【００７３】
再び図１Ａ〜図３を参照して、例示の核分裂反応炉の炉心１２は、核分裂性核燃料アセンブリ２２、親核燃料アセンブリ２４、および、複数の反応度制御アセンブリを有する制御アセンブリを含んでいる。ある実施形態では、複数の反応度制御アセンブリは、第１反応度制御アセンブリ５０、および、第２反応度制御アセンブリ６０を含んでいる。第１反応度制御アセンブリ５０は、第１中性子調整物質５２を含んでいる。一方、第２反応度制御アセンブリ６０は、第２中性子調整物質６２を含んでいる。第１中性子調整物質および第２中性子調整物質は、同じ物質であっても、異なる物質であってもよい。そして、各調整物質は、いくつかのケースにおいて、各調整物質の違いによって、中性子束および／または進行波の形状の制御を改善するために、選択されても、編成されてもよい。ある実施形態では、制御システムは、緊急停止（ＳＣＲＡＭ）イベントにおいて核分裂反応炉１０のシャットダウンを統制するさまざまな基準を満足するために十分な、いくつかの第１中性子調整物質５２を含んでいる。第２中性子調整物質６２は、従って、緊急停止イベントにおいて、場合によっては、比較的小さい役割を担っていてもよい。例えば、第２中性子調整物質は、緊急停止システムに関連付けられていなくてもよい。
【００７４】
図２に示されているとおり、ある実施形態では、制御アセンブリは、１８個の第１反応度制御アセンブリ５０、および、８個の第２反応度制御アセンブリ６０を含んでいる。ある実施形態では、図２は、ＴＷＲの設計を模式的に表している。他の実施形態では、制御アセンブリは、少なくとも１つの、異なる数および／または配列の反応度制御アセンブリ５０、および、少なくとも１つの、異なる数および／または配列の反応度制御アセンブリ６０を含んでいる。図２に示す例では、第１反応度制御アセンブリ５０および第２反応度制御アセンブリ６０は、ある特定の配列で並べられているが、さまざまな他の実施形態によれば、少なくとも１つの反応度制御アセンブリ５０および反応度制御アセンブリ６０は、核分裂反応炉の炉心１２内で、別の並びで配置されてもよい。
【００７５】
図１Ａ〜図１Ｂに示されているとおり、燃料領域１６は、概して円筒状で、軸方向７０に沿って、延伸している。ある実施形態では、燃料領域１６は、上端７２として示される第１端部、および、下端７４として示される、実質対向する第２端部を含んでいる。燃料領域１６の説明のために「上端」および「下端」という用語が用いられているが、これらの用語は、図に示される方向のみを表しているだけである。実質対向している上端７２および下端７４の範囲内で、任意の適切な燃料芯が据え付けられること、および／または、方向付けられることを理解されたい。図２〜図３に示されているとおり、核分裂反応炉の炉心１２および燃料領域１６は、半径方向７６を定義する（例えば、核分裂反応炉の炉心１２または燃料領域１６の中央から外側に向かう注目位置までの距離が、半径方向７６に沿って計測される、など）。また、１２および燃料領域１６は、方位角方向７８を定義する（例えば、
軸方向７０周囲の位置、もしくは、核分裂反応炉の炉心１２または燃料領域１６の外周が、方位角方向７８に沿って計測される、など）。
【００７６】
第１中性子調整物質５２および第２中性子調整物質６２は、燃料領域１６に対して、例えば、軸方向７０、半径方向７６、方位角方向７８のうちの、いずれかの、１または複数（または組み合わせ）に沿って、選択的に配置可能であってもよい。他の実施形態では、第１中性子調整物質５２および第２中性子調整物質６２は、核反応炉容器１４に対して、選択的に再配置可能であってもよい。図５に示すとおり、制御アセンブリは、中性子調整物質駆動アセンブリ４０を含んでいる。ある実施形態によれば、中性子調整物質駆動アセンブリ４０は、少なくとも１つの駆動機構を含んでいる。駆動機構は、第１中性子調整物質５２および第２中性子調整物質６２に接続される。例えば、少なくとも１つの駆動機構は、制御アセンブリの少なくとも１つのアセンブリを移動する手段を含んでもよい。該手段としては、これには限定されないが、アクチュエータ（例えば、モータなど）が含まれる。アクチュエータは、第１中性子調整物質５２および第２中性子調整物質６２に、（例えば、第１駆動線および第２駆動線および第１鉤および第２鉤を用いて、第１駆動線および第２鉤を用いて、など）接続されている。他の例では、少なくとも１つの駆動機構は、（例えば、第１駆動線および第１鉤などを用いて）第１中性子調整物質５２に接続された、第１アクチュエータを含んでもよい。また、該少なくとも１つの駆動機構は、（例えば、第１駆動線および第２鉤などを用いて）第２中性子調整物質６２に接続された、第２アクチュエータを含んでもよい。
【００７７】
ある実施形態では、制御アセンブリの少なくとも１つのアセンブリを移動させる手段が、配置されてもよい。これにより、第１中性子調整物質５２は、（例えば、軸方向７０に沿って、燃料領域１６の中に入ったり、燃料領域１６から外に出たりなどして、）燃料領域１６に対して平行移動する。これに加えて、或いは、これに代えて、少なくとも１つのアクチュエータが、燃料領域１６に対して、第２中性子調整物質６２を平行移動させるために配置されてもよい。例えば、該アクチュエータは、燃料領域１６の上端７２に配置されてもよい（例えば、燃料領域１６の上部など）。他の実施形態では、核反応炉容器１４は、第１端部（例えば、上端など）、および、実質対向する第２端部（例えば、下端など）を含んでいる。第１アクチュエータおよび第２アクチュエータは、核反応炉容器１４の第１端部に配置されてもよい。駆動線は、アクチュエータに接続された第１端部と、中性子調整物質に接続された第２端部との間で、下方に延伸してもよい。第１中性子調整物質５２および第２中性子調整物質６２の少なくとも１つは、貯蔵容器内に配置されてもよい。例えば、該貯蔵容器は、管形状の本体（例えば、中空部材、ダクトなど）を有していてもよい。１または複数の再配置手段が、該貯蔵容器を選択的に再配置して、それによって、選択的に第１中性子調整物質５２および第２中性子調整物質６２を再配置するために、配置されてもよい。
【００７８】
図３に示されている実施形態によれば、少なくとも１つの駆動機構は、第１中性子調整物質５２および第２中性子調整物質６２を、それぞれ、燃料領域１６の上端７２、および、燃料領域１６の下端７４へ、異なる方向へ、供給する（例えば、露出させる、移動させる、挿入する、取り込む、引き出す、などをする）ようになっている。図３に示す矢印で表されているように、第１中性子調整物質５２は、下向きに供給され、第２中性子調整物質６２は、上向きに供給される。ある実施形態では、少なくとも１つの駆動機構は、軸方向７０に沿って燃料領域１６の実質対向する各端部に向かって、第１中性子調整物質５２および第２中性子調整物質６２を供給するために配置されている、或いは、そうするようになっている。燃料領域１６内における中性子束分布は、従って、燃料領域１６の上端７２に向かって、（例えば、従来の制御アセンブリを含む核分裂反応炉の炉心に対して、或いは、第２中性子調整物質から離れて）上方向にシフトされてもよい。
【００７９】
図２に示されているとおり、例示の核分裂反応炉の炉心１２は、安全中性子調整物質８２を含んでいる。安全中性子調整物質８２は、燃料領域１６に対して、選択的に再配置可能である。例えば、安全中性子調整物質８２は、（例えば、燃料領域１６から引き出された、或いは、燃料領域１６から間隔を空けて離された）稼動位置と、（例えば、少なくとも部分的に燃料領域１６に沿って配置された）シャットダウン位置との間で、選択的に再配置可能である。
【００８０】
核分裂反応炉の炉心１２は、図２において、制御棒またはシム棒８４を含むように示されている。制御棒またはシム棒８４は、安定的に、そして、受動的または能動的に制御されてもよい。制御棒またはシム棒８４は、電源がオフされて再度オンされるまでの間、固定されたままであってもよい。制御棒またはシム棒８４は、１または複数のセンサを含んでもよい。他の実施形態では、制御棒またはシム棒８４は、１または複数の第１反応度制御アセンブリ５０に置き換えられてもよい。さらに他の実施形態では、核分裂反応炉の炉心１２は、制御棒またはシム棒８４を含んでいなくてもよい。
【００８１】
図２に示されている実施形態によれば、核分裂反応炉の炉心１２は、センサ８６を含んでいる。センサ８６は、検出信号（例えば、データなど）を提供するようになっていてもよい。ある実施形態では、センサ８６は、中性子束モニタを含んでいる。センサ８６は、核分裂反応炉の炉心１２内の中性子束分布に関し、該核反応炉の炉心１２が制御棒またはシム棒８４を含んでいるか否かを示す検出信号を提供するようになっていてもよい。一例として、センサ８６は、軸方向中性子束モニタを含んでもよい。該軸方向中性子束モニタは、核分裂反応炉の炉心１２内の中性子束分布の軸方向のプロファイルに関する検出信号を提供するようになっていてもよい。
【００８２】
引き続き、図２を参照して、例示の核分裂反応炉の炉心１２は、６個の安全中性子調整物質８２を含んでいる。図２に示されているとおり、例示の核分裂反応炉の炉心１２は、４個のＰＩＲＯＤ８４を含んでいる。核分裂反応炉の炉心１２は、１つのセンサ８６を含んでもよい。ある実施形態では、核分裂反応炉の炉心１２は、異なる数の安全中性子調整物質８２を含んでいる。核分裂反応炉の炉心１２は、異なる数のＰＩＲＯＤ８４を有していてもよい。さらに他の実施形態では、核分裂反応炉の炉心１２は、より多くのまたはより少ない数のセンサ８６を含んでいる。その他のさまざまな実施形態によれば、少なくとも１つの安全中性子調整物質８２およびＰＩＲＯＤ８４は、核分裂反応炉の炉心１２内に配置されていてもよい。図２に示されているとおり、センサ８６は、核分裂反応炉の炉心１２内に配置されている。センサ８６は、核分裂反応炉の炉心１２のさまざまな構成要素に、搭載、取り付け、または、接続されてもよい。他の実施形態では、センサ８６は、核分裂反応炉の炉心１２から離れた所に配置されている。核分裂反応炉の炉心１２から離れた所に配置されたセンサ８６は、核分裂反応炉の炉心１２の１または複数の構成要素に接続、或いは、支持されてもよい。
【００８３】
図２〜図３に示されている実施形態によれば、第１中性子調整物質５２は、第２中性子調整物質６２とは間隔を空けられている。例えば、第１中性子調整物質５２は、燃料領域１６の半径方向７６に沿って、第２中性子調整物質６２から離されていてもよい。これに加えて、或いは、これに代えて、第１中性子調整物質５２は、燃料領域１６の方位角方向７８に沿って、第２中性子調整物質６２から離されていてもよい。
さらに他の実施形態では、第１中性子調整物質５２は、第２中性子調整物質６２との間にオフセット角を有してもよい。図２〜図３に示されているとおり、制御アセンブリは、互いに間隔を空けられている複数の中性子調整物質を含んでいる。ある実施形態では、少なくとも１つの第１中性子調整物質５２は、少なくとも１つの第２中性子調整物質６２とともに、核分裂反応炉の炉心１２において、軸上に（例えば、軸方向７０に沿って、半径方向７６に沿って、など）、並んで配置されている。
【００８４】
ある実施形態では、核分裂反応炉の炉心１２および燃料領域１６は、第１側面側９２、および、実質反対側の第２側面側９４を有している。第１中性子調整物質５２は、燃料領域１６の第１側面側９２に配置されてもよい。第２中性子調整物質６２は、燃料領域１６における実質反対側の第２側面側９４に配置されてもよい。第１中性子調整物質５２および／または第２中性子調整物質６２は、核分裂反応炉の炉心１２における燃料領域１６の対向する側に入るように配置されてもよい。第１中性子調整物質５２および／または第２中性子調整物質６２は、燃料領域１６において、軸側（例えば、「トップダウン」および／または「ボトムアップ」）、および／または、半径方向側に入ってもよい。また、第１中性子調整物質５２および／または第２中性子調整物質６２は、燃料領域１６において、第１側面側９２および／または第２側面側９４に配置されてもよい。第１中性子調整物質６２および第２中性子調整物質６２は、上述の各構成の組み合わせにて、燃料領域１６に入ってもよい。組み合わせとは、これには限定されないが、「トップダウン」構成における核分裂反応炉の炉心１２の上に配置された第１中性子調整物質５２、および、半径方向に配置された第２中性子調整物質６２である。そして、第１中性子調整物質５２および第２中性子調整物質６２は、燃料領域１６の下端７４に比較的近い位置における半径方向側から燃料領域１６内へと平行移動する能力があってもよい。燃料領域１５の下端７４と上端７２との相対的距離がいくらであろうと、第１中性子調整物質５２および第２中性子調整物質６２の方向のいずれの組み合わせ（軸方向、半径方向、横方向）も本開示の範疇に入るということを理解されたい。
【００８５】
第１反応度制御アセンブリ５０は、第１中性子調整物質５２を中に配置するための貯蔵容器を含んでもよい。第２反応度制御アセンブリ６０は、第２中性子調整物質６２を中に配置するための貯蔵容器を含んでもよい。これらの貯蔵容器は、燃料アセンブリと同様に筒状の筐体を含んでもよい。図３に示されている実施形態によれば、第１反応度制御アセンブリ５０は、第１貯蔵容器５４を含んでいる。第１貯蔵容器５４の中には、第１中性子調整物質５２が移動可能に配置される。図３に示されているとおり、第２反応度制御アセンブリ６０は、第２貯蔵容器６４を含んでいる。第２貯蔵容器６４の中には、第２中性子調整物質６２が移動可能に配置される。第１貯蔵容器５４および第２貯蔵容器６４は、燃料領域１６の少なくとも一部を通って延伸している。
【００８６】
他の実施形態では、第１中性子調整物質５２および第２中性子調整物質６２は、第１反応度制御アセンブリ５０および第２反応度制御アセンブリ６０の両方に対応付けられた共通の貯蔵容器に配置されてもよい。ある実施形態によれば、中性子調整物質駆動アセンブリ４０は、該共通の貯蔵容器内、かつ、第１中性子調整物質５２と第２中性子調整物質６２との間に配置された機構（例えば、ねじ機構、アクチュエータ、密封された流体槽など）を含んでいる。該機構を作動することにより、または、該機構に関与することにより、第１中性子調整物質５２および第２中性子調整物質６２の相対的位置を変更することができる。例えば、第１中性子調整物質５２に接続されたねじは、（例えば、アクチュエータなどを介して）第２中性子調整物質６２に接続されたナットにねじ込まれてもよい。これにより、（例えば、２つの中性子調整物質を一緒に引き出すなど）、第１中性子調整物質５２と第２中性子調整物質６２との相対的位置が変化する。中性子調整物質駆動アセンブリ４０のアクチュエータは、第１中性子調整物質５２と第２中性子調整物質６２とを一緒に上げたり、下げたりしてもよい。
【００８７】
高速増殖炉において、燃料は、比較的高い中性子束レベルを有する領域において、優先的に増殖される。こうして、進行波は、出力が生成されている領域（出力分布および／または進行波の出力束）によって定義される。該進行波は、親燃料が発現した中性子によって増殖する領域に向かって進行する。進行波に先んじて、まず、増殖が起こる。例えば、中性子調整物質は、進行波の第１側に近づいてもよい。親燃料を増殖し、さらなる出力波のための燃料新しい位置を決めるために、進行波の実質反対側の第２側では、まず、増殖が起こってもよい。従って、燃料の位置も、進行波に伴って移動する。出力は、中性子束および物質の特性と相関がある。増殖された燃料は、出力に変わり、核分裂反応炉内の出力分布は、進行波が動く方向において移動する。
【００８８】
ここで開示される実施形態によれば、波の動き（つまり、出力波などの、波シフト、波消しなど）は、制御可能であり、中性子調整物質と核分裂反応炉１０の燃料との相対的な動きによって生じる。炉心への中性子調整物質の導入によって、上記波における中性子が吸収されたり、または、減速されたりするので、これらの中性子が、他の原子を核分裂させたり、親原子を核分裂性燃料へと増殖させたりする虞はほとんどない。中性子調整物質を用いた中性子の制御および反応において、上記波は、中性子調整物質と燃料との間の相対的な動きにおいて、該中性子調整物質から離れるように進行していく。燃料が中性子調整物質の比較的近くにある領域において、中性子束レベルは、低減される。これにより、隣り合う親物質内において増殖率は低下する。従って、上記波は、中性子調整物質と燃料との間の相対的な動きにおいて、中性子調整物質から押し出されて離れていく。第１、第２、および／または、追加の制御アセンブリの位置を、核分裂反応炉の炉心１００２に沿って、軸方向におよび半径方向に、選択的に配置することにより、炉心に対する軸方向および／または半径方向に沿った、上記波の動き、シフト、および、整形を実現することができる。軸方向および／または半径方向に沿った上記波の変更によって、核分裂反応炉１０において、中性子束レベルの位置および規模の選択が可能になる。そして、とりわけ、軸方向および／または半径方向に上記波を形成することにより、核反応炉の炉心１００２のセクションにおける、所定期間中の中性子束の合計量（ここでは、中性子束の時間積分とも称される）を選択することが可能となる。核反応炉の炉心１００２に沿って制御アセンブリの分布が増えるので、対向する制御アセンブリを、核分裂反応炉の炉心に沿って軸方向におよび／または半径方向に配置することにより、所定の制御量絶対値（absolute control worth values）に対応する中性子束形状の範囲を増大させることができる。例えば、一定の制御量絶対値は、「トップダウン」制御アセンブリを、固定長分、燃料領域１００４に挿入することによって、達成されてもよい。或いは、これに代えて、「トップダウン」制御アセンブリを、該固定長の半分だけ、燃料領域１００４に挿入し、「ボトムアップ」制御アセンブリを、該固定長の半分だけ、燃料領域１００４に挿入することによって、達成されてもよい。上述の２つの構成は、同じ制御量絶対値を有していてもよいが、中性子束の形状は、２つの構成の間で異なっており、従って、燃料領域における中性子束の時間積分は、より正確に制御される。他の実施例においては、制御アセンブリは、核分裂性物質を含んでもよい。核分裂性物質としては、これには限定されないが、毒物質と組み合わされた核分裂性物質、または、システムの中性子束の時間積分を維持するために燃料供給された制御物質などが含まれる。これにより、波のシフトが止められる。
【００８９】
追加的な中性子調整物質と燃料領域との間の相対的移動により、上記波が、該中性子調整物質から押し出される。ここで開示される再配置手段は、上記波を１または複数の所望の位置に選択的に再配置するために、１または複数の中性子調整物質を採用する。上述の１または複数の所望の位置は、時間、電源オフ直後の電源入れなおし、または、さらに他の要因に基づいて変化してもよい。
【００９０】
核分裂反応炉を運転している間、燃料再分布プロセスの一部として、新規の供給アセンブリが導入されてもよい。その後、該新規の供給アセンブリは、増殖され、核分裂反応炉の炉心内で、波（例えば、定在波など）に沿って出力に変わる。核分裂反応炉の反応度は、従来、中性子調整物質を、燃料領域の上から、燃料領域の下端に向かって、下へと移動させることによって制御されてきた。このような中性子調整物質の移動は、波を下の方向へ押し出す。
【００９１】
核分裂反応炉の反応度は、従来、中性子調整物質をさらに燃料領域に移動させることによって制御されてきた。波の動きによって、該燃料領域における軸非対称な中性子束分布が起こる。該軸非対称の中性子束分布は、供給アセンブリの下半分において、新しい燃料を、優先的に増殖する。一例として、該軸非対称の中性子束分布により、導入される供給アセンブリの下半分において、新しい燃料が優先的に増殖されてもよい。供給アセンブリが出力するようになると、プルトニウム分布および反応度は、燃料カラムの下半分においてピークに達する。
【００９２】
中性子調整物質は、従来、核分裂反応炉の炉心の出力を制御するために、燃料領域にさらに供給されていた。従って、供給アセンブリの次世代の中性子束分布はさらに下に押し出される。供給アセンブリの次に続く世代のプルトニウム分布は、従って、下の方に歪曲される。このような波の動きは、核分裂反応炉の炉心のライフサイクルの間継続される。中性子束分布は、上記波が核分裂反応炉の炉心の下部に向かって動く場合に、平衡になる。増加した中性子の、（例えば、核分裂反応炉の炉心の下部からなどの）漏出が、さらなる波の動き止めることにより、平衡が達成される。
【００９３】
図４に示されているとおり、核分裂反応炉の炉心の出力分布は、波の動きによってシフトする。例示の出力分布グラフ１００は、位置（例えば、測定装置で測定された高さ）に対する熱中性子束（例えば、１平方メートルあたりのワット数）に関する様々なプロファイルを提供する。例示の出力分布グラフ１００は、始期プロファイル１１０として示されている第１出力分布プロファイルと、終期プロファイル１２０として示されている第２出力分布プロファイルとを含む。始期プロファイル１１０と、終期プロファイル１２０との差は、出力が核分裂反応炉の炉心の下部に向かって移動していることを立証している。シフトされた波が新たに平衡になることより、出力および燃焼ピークを、燃焼アセンブリにおける中央の平面の下方で発生させることができる。このような出力および燃焼ピークによって、必要な燃焼、および、ＴＷＲのための原子単位の転移（「ＤＰＡ」）における大幅な増加、ならびに、格子版のＤＰＡに対する意義深い増加が実現されてもよい。
【００９４】
出願人は、「制御された」数値解析のケースを実施することによる、革新的なコンピュータ演算によるアプローチを実行している間に、望ましくない波の動きがあるという課題を認識した。核反応炉の炉心の数値解析は、従来、「制御されないで」実施されてきた。ここでは、すべての中性子調整物質は、引き出し位置においてモデル化され、中性子の計算における核分裂源は、有効な中性子増殖ファクタ（「Ｋｅｆｆ」）によってスケールダウンされる。進行波の動きは、このような従来のコンピュータ演算によるアプローチでは、明らかにならない。制御された数値解析のケースを実施するにあたり、出願人は、中性子調整物質の活性化深度について反復し、中性子調整物質の位置を明示的にモデル化した。制御されないケースおよび制御されるケースにおいて核反応炉をモデル化すると、出願人は、それぞれ、燃料アセンブリの燃焼が２９％から３３％に増加したこと、および、ＤＰＡが５４０ＤＰＡから６４０ＤＰＡに増加したことを認識した。出願人は、ここで開示される制御システムは、サイクルに亘る反応度の揺れを変更でき、これによって、出力サイクルの間の放電量を低減させることができ、燃料の滞留時間を増加させることができる、と考える。
【００９５】
中性子調整物質の量（worth）は、中性子調整物質の鈍化のための有効性、または、核分裂反応炉の炉心内の反応度の制御と相関がある。中性子調整物質の量は、時間と、核分裂反応炉の炉心内の位置とに基づいて変化し得る。波の動きが、中性子調整物質の量の絶対値を減らしてもよい。量の絶対値を減らすことは、反応度を減少または制御する中性子調整物質の能力を低下させることを意味する。反応度を減少または制御する中性子調整物質の能力が低下するので、波の動きにより、中性子調整物質の量の絶対値が減少し得る。中性子調整物質の大部分からさらに離れるように波がシフトされる。
【００９６】
制御アセンブリは、核反応炉の炉心の燃料と１または複数の中性子調整物質との間の相対的な動きを供給する。このような相対的な動きは、核分裂反応炉の炉心１２内の波の動きを規制するために用いられる。ある実施形態では、制御アセンブリは、１または複数の中性子調整物質を、出力サイクルの少なくとも一部分の間安定した状態を維持している燃料に対して、選択的に再配置する。他の実施形態では、制御アセンブリは、燃料を、出力サイクルの少なくとも一部分の間安定した状態を維持している１または複数の中性子調整物質に対して、選択的に再配置する。さらに他の実施形態では、制御アセンブリは、燃料と、１または複数の中性子調整物質との両方を、出力サイクルの間に、選択的に再配置する。例えば、制御アセンブリは、燃料および１または複数の中性子調整物質を、出力サイクルの間に、同時に再配置してもよい。他の例では、制御アセンブリは、燃料および１または複数の中性子調整物質を、出力サイクルの間に、順次再配置してもよい。
【００９７】
図２〜図３および図５に示されている、例示の実施形態によれば、制御アセンブリは、制御部２００を含んでいる。中性子調整物質駆動アセンブリ４０における複数の駆動機構２１０は、第１中性子調整物質５２に接続されている。これに加えて、或いは、これに代えて、中性子調整物質駆動アセンブリ４０における複数の駆動機構２１０は、第２中性子調整物質６２に接続されていてもよい。ある実施形態によれば、複数の駆動機構２１０の作動によって、第１中性子調整物質５２の位置が変更されてもよい。複数の駆動機構２１０の作動によって、第２中性子調整物質６２の位置が変更されてもよい。
【００９８】
ある実施形態では、制御部２００は、同じ出力サイクルの間、第１中性子調整物質５２および第２中性子調整物質６２の位置を変更するための複数の駆動機構２１０の動作に関与してもよい。例えば、制御部２００は、複数の駆動機構と連動して、第１中性子調整物質５２の１または複数のアセンブリの配置を同時に変更してもよい。これに加えて、或いは、これに代えて、制御部２００は、複数の駆動機構と連動して、第２中性子調整物質６２の１または複数のアセンブリの配置を同時に（互いに関連し合って、または、第１中性子調整物質５２に関連して）変更してもよい。他の例では、制御部２００は、複数の駆動機構と連動して、第１中性子調整物質５２および／または第２中性子調整物質６２の配置を、互いに関連し合って、または、他方としての第１および／または第２中性子調整物質に関連して、順次変更してもよい。このような同時の動きまたは順次の動きは、第１中性子調整物質５２の各々と、第２中性子調整物質６２の各々とを含んでもよい。他の実施形態では、同時の動きまたは順次の動きは、第１中性子調整物質５２の部分集合を移動させることを含んでもよい。さらに他の実施形態では、同時の動きまたは順次の動きは、第２中性子調整物質６２の部分集合を移動させることを含んでもよい。
【００９９】
他の実施形態では、制御部２００は、複数の駆動機構２１０と連動して、第１出力サイクルの間に、第１中性子調整物質５２の配置を変更する。制御部２００は、複数の駆動機構２１０と連動して、その後、該第１出力サイクルの間または後に、第１中性子調整物質５２を取り除いてもよい。制御部２００は、複数の駆動機構２１０と連動して、続いて、第２出力サイクルの間、第２中性子調整物質６２の配置を変更してもよい。他の実施形態では、制御部２００は、出力サイクルの間、少なくとも１つの第１中性子調整物質５２の位置を固定するようになっている。他の実施形態では、制御部２００は、出力サイクルの間、少なくとも１つの第２中性子調整物質５２の位置を固定するようになっている。制御部２００は、複数の駆動機構２１０と連動して、出力サイクルの間に、少なくとも１つの第１中性子調整物質５２および第２中性子調整物質６２の位置を変更してもよい。
【０１００】
ある実施形態では、第１中性子調整物質５２および第２中性子調整物質６２は、ともに、出力サイクルの開始時において、燃料領域１６の上端７２に、または、上端７２の上方に初期配置される。一例として、核分裂反応炉の炉心１２は、この「完全に引き出された」状態においてターゲットのＫｅｆｆが１．００１であってもよい。ターゲットのＫｅｆｆは、偶発的な留め具外れという不測の事態において導入され得る量の絶対値を低減しつつ、起動を容易に行うための余裕を提供してもよい。
【０１０１】
制御部２００は、複数の駆動機構２１０の少なくとも１つと連動して、出力サイクルの開始フェーズにおいて、第２中性子調整物質６２を、燃料領域１６の下端７４または下端７４の下方における中間位置まで下げてもよい。第２中性子調整物質６２は、核分裂反応炉の炉心１２から取り除かれてもよい、或いは、開始時に十分な反応度がないというイベントの際には、再配置手段によって選択的に中間位置へ再配置されてもよい。従来の、トップダウンだけの制御アプローチは、第２中性子調整物質６２を選択的に再配置するために、十分に高速な反応度が存在するまで使用されてもよい。
【０１０２】
制御部２００は、複数の駆動機構２１０のうちの少なくとも１つと連動して、第１中性子調整物質５２を選択的に再配置してもよい。ある実施形態では、制御部２００は、従って、核分裂反応炉の炉心１２内の反応度を制御するために、第１中性子調整物質５２を選択的に再配置する。例えば、制御部２００は、出力サイクルの間、従来の方法および基準にしたがった反応度を制御するために、第１中性子調整物質５２を選択的に再配置してもよい。制御部２００は、複数の駆動機構２１０のうちの少なくとも１つと連動して、上記波をシフトするために、第２中性子調整物質６２を選択的に再配置してもよい。例えば、制御部２００は、複数の駆動機構２１０のうちの少なくとも１つと連動して、第２中性子調整物質６２を、中間位置から選択的に再配置してもよい。ある実施形態では、制御部２００は、複数の駆動機構２１０のうちの少なくとも１つと連動して、核分裂反応炉の炉心１２内の望ましくない波の動き低減するために、（例えば、ここに開示される特有の方法および基準などに従って）、出力サイクルの間に、第２中性子調整物質６２を選択的に再配置してもよい。ある実施形態では、第２中性子調整物質６２の移動は、比較的短時間単位（例えば、時間、日など）よりも、むしろ、比較的長期的期間に亘って（例えば、数週間単位での移動、数か月単位での移動）、起こる。例えば、第２中性子調整物質６２の移動は、１週間につき１ｃｍずつの割合で増加して起こる。他の例では、第２中性子調整物質６２の移動は、１か月につき１ｃｍずつの割合で増加して起こる。これに加えて、或いは、これに代えて、第２中性子調整物質６２の移動は、安全制御システムに従来関連付けられた、（例えば、１時間あたり数メートル、１日あたり１メートルなどの）中性子調整物質の高速作動と比較してゆっくり進行してもよい。
【０１０３】
第１中性子調整物質５２の移動、および、第２中性子調整物質６２の移動は、対称的であってもよいし、非対称的であってもよい。
対称的であるとは、例えば、第１中性子調整物質５２を１０ｃｍ下に向かって動かして、第２中性子調整物質６２を１０ｃｍ上に向かって動かすことなどを指す。非対称的であるとは、例えば、第１中性子調整物質５２を動かした距離とは異なる（例えば、該距離よりも長く、または、該距離よりも短い）距離で、第２中性子調整物質６２を動かすことなどを指す。ある実施形態では、制御部２００は、同じ量の第１中性子調整物質５２および第２中性子調整物質６２を、対称的に動かしてもよい。他の実施形態では、制御部２００は、異なる量の第１中性子調整物質５２および第２中性子調整物質６２を、非対称的に動かしてもよい。一例として、量の絶対値がより大きい第２中性子調整物質６２は、少なく移動され、或いは、放射線量の深さがより浅い方へ移動されてもよく、さらに、波の動きにおける所望のシフトを提供し、或いは、波の動きの阻止を提供してもよい。
【０１０４】
制御部２００は、少なくとも１つの駆動機構２１０と連動して、核分裂反応炉の炉心１２の燃料領域１６内の中性子束分布を変更（例えば、波の動きを補正するなど）するようになってもよい。図１に関して、上述したとおり、制御棒駆動アセンブリ４０は、１または複数の駆動機構を含んでもよい。このうちの駆動機構２１０は、一例に過ぎない。制御部２００は、複数の駆動機構２１０のうちの少なくとも１つと連動して、第１中性子調整物質５２および第２中性子調整物質６２の移動を調整してもよい。ある実施形態では、制御部２００は、複数の駆動機構２１０のうちの少なくとも１つと連動して、第１中性子調整物質５２を燃料領域１６に向かって、（例えば、燃料領域１６の上方から）下げたり、および、第２中性子調整物質６２を燃料領域１６に向かって、（例えば、燃料領域１６の下方から）持ち上げたりしてもよい。他の実施形態では、制御部２００は、複数の駆動機構２１０のうちの少なくとも１つと連動して、第１中性子調整物質５２および第２中性子調整物質６２を、互いに関連するように、かつ、実質反対方向に進行するように、選択的に再配置する（例えば、核分裂反応炉の炉心１２の通常運転の間、燃料領域１６を通って実質反対方向に動かす、など）。さらに他の実施形態では、制御部２００は、複数の駆動機構２１０のうちの少なくとも１つと連動して、第１中性子調整物質５２および第２中性子調整物質６２が、互いに、核分裂反応炉の炉心１２の燃料領域１６を「はさむ」ように、第１中性子調整物質５２および第２中性子調整物質６２を調整する。
【０１０５】
図５において、図５に示される実施形態によれば、複数の駆動機構２１０は、入出力インターフェース２２０にて、制御部２００と接続されている。センサ８６は、入出力インターフェース２３０にて、制御部２００と接続されている。制御部２００は、さらに他の構成要素の運転を制御するためのコマンド信号を送信すること、および、該他の構成要素からのデータ信号を受信することの少なくとも１つを実行するために、該他の構成要素と接続されていてもよい。
【０１０６】
図５において、制御アセンブリは、３個の駆動機構２１０を含んでいる。他の実施形態では、１つの駆動機構２１０には、第１中性子調整物質５２および第２中性子調整物質６２が接続されている。１つの駆動機構２１０の作動により、第１中性子調整物質５２および第２中性子調整物質６２の位置を変更することができる。さらに他の実施形態では、制御アセンブリは、３個より多くの、または、少ない数の駆動機構２１０を含んでいる。このとき、第１中性子調整物質５２および／または第２中性子調整物質６２は、互いに関連して、または他方としての第１中性子調整物質５２および／または第２中性子調整物質６２に関連して、対称的にかつ／または非対称的に移動させることが理解されるであろう。
【０１０７】
制御部２００は、汎用プロセッサとして実現されてもよいし、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ；an application specific integrated circuit）として実現されてもよいし、１または複数の書き換え可能ゲートアレイ（ＡＰＧＡｓ；field programmable gate arrays）として実現されてもよいし、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ；digital-signal-processor）として実現されてもよいし、１または複数の演算構成要素、マイクロプロセッサの補助のための回路構成、演算構成要素群、もしくは、他の適切な電子処理構成要素を含んでいる、複数の回路として実現されてもよい。図５に示されている実施形態によれば、制御部２００は、処理回路２０２およびメモリ２０４を含んでいる。処理回路は、ＡＳＩＣを含んでもよいし、１または複数のＦＰＧＡｓを含んでもよいし、ＤＳＰを含んでもよいし、１または複数の演算構成要素、マイクロプロセッサの補助のための回路構成、演算構成要素群、もしくは、他の適切な電子処理構成要素を含んでいる、複数の回路を含んでもよい。
【０１０８】
いくつかの実施形態では、処理回路２０２は、ここで開示される一連の動作を行うために、メモリ２０４に記憶されているコンピュータコードを実行するようになっている。メモリ２０４は、ここで開示される一連の動作に関連するデータまたはコンピュータコードを格納することができれば、揮発性または不揮発性のコンピュータ読み取り可能な任意の記録媒体であってよい。ある実施形態では、メモリ２０４は、処理回路２０２によって実行されるように構成されたコンピュータコードモジュール（例えば、実行可能コード、オブジェクトコード、ソースコード、スクリプトコード、機械コードなど）を有している。いくつかの実施形態では、制御部２００は、処理装置の集合（例えば、サーバ、データセンタなど）を表していてもよい。このようなケースでは、処理回路２０２は、各装置のプロセッサの集合体を表している。そして、メモリ２０４は、各装置の記憶装置の集合体を表している。
【０１０９】
ある実施形態によれば、制御部２００は、燃料領域１６に関連付けられた、ターゲットの中性子束分布に基づいて、複数の駆動機構２１０のうちの少なくとも１つを動作させるようになっている。ある実施形態では、ターゲットの中性子束分布は、燃料領域１６の軸方向の中間点において集中している。ターゲットの中性子束分布は、燃料領域１６における所望の中性子束分布を含んでもよい。一例として、ターゲットの中性子束分布は、軸方向、半径方向、および、方位角方向の少なくとも１つにおける所望の中性子束分布を有していてもよい。他の例では、ターゲットの中性子束分布は、燃料領域１６に沿った軸方向の複数の位置に関連付けられた、複数の中性子束値を有していてもよい。定義された時間フレームに亘っての所望の中性子束分布は、所望の形状（例えば、出力の極大部分、波状のプロファイルなど）を有していてもよい。他の実施形態では、定義されたタイムフレームに亘っての所望の中性子束分布は、（例えば、ヘリカルな波の動きを生むためなどの）１または複数の所望の角度の中性子束勾配を含んでいる。他の実施形態によれば、制御部２００は、ターゲットの出力生成量に基づいて、複数の駆動機構２１０のうちの少なくとも１つを動作させるようになっている。ターゲットの出力生成量は、燃料領域１６において、モデル化されたまたは検出された中性子束量に従って、ターゲットの中性子束分布に関連付けられていてもよい。
【０１１０】
他の実施形態では、ターゲットの中性子束分布は、燃料領域１６の所望の出力分布を含んでいる。一例としては、ターゲットの中性子束分布は、軸方向、半径方向、および、方位角方向の変数における少なくとも１つにおける所望の中性子束分布を有していてもよい。さらに他の実施形態では、ターゲットの中性子束分布は、燃料領域１６における所望の温度分布を含んでいる。さらになお他の実施形態では、ターゲットの中性子束分布は、燃料領域１６の中間平面に沿って配置された、最大燃焼位置を含んでいる。他の実施形態では、ターゲットの中性子束分布は、核分裂反応炉の炉心１２内の位置ごとかつサイクルごとのターゲットの燃焼を達成するための、中性子束値の組み合わせ（例えば、位置、軸方向および半径方向、など）を含んでいる。
【０１１１】
ターゲットの中性子束分布は、核分裂反応炉の炉心１２に関連付けられている出力サイクルの間、固定されたままであってもよい。他の実施形態では、ターゲットの中性子束分布は、出力サイクルの間、変化してもよい。例えば、ターゲットの中性子束分布は、時間の関数に応じて変化してもよい。他の例では、ターゲットの中性子束分布は、燃焼性能特性の関数に応じて変化してもよい。さらに他の例では、ターゲットの中性子束分布は、燃料領域１６における１または複数の条件の関数に応じて変化してもよい。ターゲットの中性子束分布は、制御部２００のメモリ２０４に格納されていてもよい。
【０１１２】
制御部２００は、中性子束分布（例えば、燃料領域１６内の現在の中性子束分布、など）と、ターゲットの中性子束分布との間の偏差を評価するようになっていてもよい。ある実施形態では、センサ８６は、出力スキャンを実施し、燃料領域１６内の中性子束分布に関するデータを制御部２００に供給するようになっている。センサ８６は、燃料領域１６内の中性子束を直に測定するための中性子束センサを含んでもよい。他の実施例では、センサ８６は、例えば、燃料領域１６における温度または燃料領域１６近辺における温度を計測するなどのように、燃料領域内の中性子束を間接的に測定する。中性子束の直接的な測定または間接的な測定において、ある期間に亘っての中性子束の平均またはトータルを表すために、該期間においてサンプリングを実施してもよい。制御部２００は、センサ８６によって測定されたデータおよび／またはモデルデータによって補完され得る時間に亘っての、燃料領域１６における、中性子束の予測を生成してもよい。核反応炉モデルは、燃料領域１６に関連付けられた既知の量に基づいて、モデルデータを出力してもよい。既知の量としては、これに限定されないが、初期燃料および制御条件、経過燃焼時間、燃料補給時間および補給量、先行制御アセンブリ構成、および、中性子束に関するその他の要因などが含まれる。燃料領域１６の中性子束分布は、予測に基づいて、制御部２００によって決定されてもよい。制御部２００は、中性子束分布とターゲットの中性子束分布との偏差が、閾値の範囲を超えていること（例えば、０％を超える偏差、デッド帯範囲を外れている偏差、閾値を超えている偏差など）に応答して、複数の駆動機構２１０のうちの少なくとも１つを動作させる（例えば、第２中性子調整物質６２の位置を変更する、第１中性子調整物質５２の位置を変更する、第１中性子調整物質５２および第２中性子調整物質６２の両方の位置を変更する、など）ようになってもよい。他の実施形態では、制御部２００は、偏差の関数に従って、複数の駆動機構２１０のうちの少なくとも１つを動作させる（例えば、第２中性子調整物質６２の位置を変更するなどの）ようになっている。
【０１１３】
図６は、ここで開示される実施例に従って核反応炉の炉心の燃料領域に挿入された、燃料棒アセンブリの「燃焼」を説明するグラフ６００である。燃料棒の或る点における「燃焼」は、中性子束の量を示している。燃料棒の該点は、燃料領域においてデューティ周期を経験したものである。典型的には、燃料棒の部分は、燃料棒に関連付けられている物質ひずみパラメータを超過するまでに耐え得る中性子束の部分がいくつあるかという観点から制限されてもよい。燃料棒の部分の材料負荷パラメータに到達したり、超過したりすると、燃料棒の機械的な故障を回避するために、燃料領域から燃料棒を引き出す必要性が出てくるであろう。もし、燃料領域における中性子束が、燃料領域に配置されている燃料棒の一部分に、燃料棒の他の領域においてよりも集中している場合、燃料棒の、集中した中性子束に曝された該当部分が、燃料棒の他の部分よりも、早く「燃焼」するという可能性がある。そのため、燃料棒の残っている部分が燃焼の限界に到達するよりも前に、高い燃焼と、これによる燃料の消耗とにより、燃料棒を引き出す必要性があり得る。ここで開示される実施例によれば、第１可動制御アセンブリおよび第２可動制御アセンブリは、燃料棒の軸方向の長さに沿って、中性子束の時間積分を均一にするために、協働して、燃料領域内の中性子束を形成してもよい。燃料棒の軸方向の長さに沿った、中性子束の均一化によって、燃焼への影響はより一様に分配され、燃焼の失敗のリスクを回避するために燃料棒を引き出さなければならなくなる前に、燃料棒において、より多くの利用可能な燃料の消費が可能になる。これにより、炉心内の燃料の寿命が増加し、炉心内にまたは炉心外に燃料を移動させるのに必要な不稼働時間が減少し、燃料の浪費が低減される。ある実施例では、中性子束は、ある期間、燃料棒の端部近くに向かって一時的にシフトされ、そして、同じ長さの期間、該燃料棒の先端に向かってシフトされてもよい。これにより、燃料棒の各端部の燃焼が促進され、燃料棒の燃焼の限界を超過することなく、燃料をより有効に利用できる。
【０１１４】
グラフ６００は、燃料の燃焼度を、例えば、初期金属原子当たりの核分裂のパーセンテージなどで、位置（例えば、燃料ブロック番号、測定装置で測定された、燃料領域の下限に対する高さ、など）ごとに示している。図示のとおり、グラフ６００は、第１および第２可動制御アセンブリが無い燃料領域内の燃料棒における参照用燃焼度分布６０２を示している。また、グラフ６００は、第２燃焼度分布６０４を示している。第２燃焼度分布６０４は、参照用燃焼度分布６０２に対する変化を示している。参照用燃焼度分布６０２によって、ここで開示される第１および第２可動制御アセンブリに起因して、燃料棒の特に端部近くおよび先端部における燃焼度分布が、より均一になることが示される。いくつかの実施形態では、参照用燃焼度分布６０２に基づく燃焼度の合計値は、本願で開示される第１および第２可動制御アセンブリに起因する燃焼度６０４の合計値に等しく、中性子束の合計が不変量であることが反映される。他の実施例では、分布６０４における燃焼度の合計は、参照用燃焼度分布６０２の下限よりも大きい。なぜなら、分布６０４をより均一な分布にすれば、燃料棒の燃焼の限界を回避することによって、燃料効率の増加が許容されるからである。従って、燃料棒が取り除かれるべきときがくるまでに、燃料棒においてより多くの量の燃料が燃焼される。
【０１１５】
ある実施形態によれば、制御部２００は、駆動機構２１０の少なくとも１つと連動して、１または複数の第１中性子調整物質５２を、選択的に再配置するようになっている。これに加えて、或いは、これに代えて、制御部２００は、駆動機構２１０の少なくとも１つと連動して、１または複数の第２中性子調整物質６２を、互いにおよび／または１または複数の第１中性子調整物質５２に関連して、対称的にまたは非対称的に、選択的に再配置するようになっていてもよい。例えば、第１中性子調整物質５２は、反応度を制御するために、第１集合として、下方向に、燃料領域１６内に向かって動かされてもよい。これに加えて、または、これに代えて、第２中性子調整物質６２は、望ましくない波の動きが広がることを低減するために、第２集合として、上方向に、燃料領域１６内に向かって動かされてもよい。他の実施形態によれば、制御部２００は、少なくとも１つの駆動機構２１０と連動して、第１中性子調整物質５２の部分集合を、残りの第１中性子調整物質５２から離れるように移動させるようになっている。さらに他の実施形態によれば、制御部２００は、駆動機構２１０の少なくとも１つと連動して、第２中性子調整物質６２の部分集合を、残りの第２中性子調整物質６２から離れるように移動させるようになっている。これにより、制御部２００は、軸方向、半径方向および方位角方向の少なくとも１つを有するターゲットの中性子束分布に基づいて、燃料領域１６内の中性子束分布を制御するようになっていてもよい。ある実施形態では、制御部２００は、引き続き、燃料領域１６内の中性子束分布を制御する。例えば、制御部２００は、時間内に、均一に、または、不均一に、活性化する第２中性子調整物質６２を、徐々に（例えば、連続して、１または複数の所定の時間間隔で反復して、中性子束分布または燃料領域１６に関連付けられているその他の条件に基づいて可変の時間間隔で反復して、など）増やしていってもよい。これに加えて、或いは、これに代えて、制御部２００は、隙間を設けて、均一に、または、不均一に、活性化する第２中性子調整物質６２を、徐々に（例えば、連続して、１または複数の所定の時間間隔で反復して、中性子束分布または燃料領域１６に関連付けられているその他の条件に基づいて可変の時間間隔で反復して、など）増やしていってもよい。これに加えて、或いは、これに代えて、制御部２００は、第２中性子調整物質６２の活性化と関連して、時間内にまたは隙間を設けて、対称的にまたは非対称的に、活性化する第１中性子調整物質５２を徐々に増やしていってもよい。
【０１１６】
燃料領域１６内の波の動きは、これにより、制御アセンブリによって規則正しく調整される。ある実施形態では、制御アセンブリは、波の動きを制御して、ターゲットの中性子束分布になるように調整する。例えば、ターゲットの中性子束分布は、所望の中性子束分布を含んでもよい。所望の中性子束分布は、さまざまな時間における１または複数の位置の所望の中性子束を有していてもよい。
【０１１７】
他の実施形態では、制御アセンブリは、核反応炉の炉心の中性子束が所望の燃焼度に到達するように、波の動きを調整する。波の動きは、複数の方向（例えば、１以上の方向、上および下方向、横方向など）にシフトされてもよい。複数の方向に波の動きをシフトさせることにより、中性子束は、長期に亘り、シフトされてもよい。長期に亘る中性子束のシフトによって、制御アセンブリによるピーク燃焼の分布が可能となる。ある実施形態では、制御アセンブリは、長期に亘って中性子束をシフトさせて、（例えば、燃料の体積中に、燃料の長さに沿って）燃料領域における燃焼ピークを分布する。例えば、制御部２００は、複数の駆動機構２１０の少なくとも１つと連動して、第１中性子調整物質５２および第２中性子調整物質６２を選択的に再配置することにより、燃料アセンブリに亘って中性子束を掃引し、燃焼度を導くようになっていてもよい。
【０１１８】
さらに他の実施形態では、制御アセンブリは、波の動きを調整して、核分裂反応炉の炉心内の１または複数の所望の温度をもたらしてもよい。所望の温度は、核分裂反応炉の炉心内の位置によって異なっていてもよい。所望の温度は、時間によって異なっていてもよく、これにより、１または複数の出力サイクルの間に変化してもよい。さらに他の実施形態では、制御アセンブリは、波の動きを調整して、核分裂反応炉の炉心１２内に、所望の中性子束分布、所望の燃焼度、および、１または複数の所望の温度、のうちの少なくともいずれか２つの組み合わせをもたらす。
【０１１９】
さらに他の実施形態では、ターゲットの中性子束分布は、１または複数の方向に沿って上記波をシフトさせる中性子束分布と相関がある。例えば、波の動きは、核分裂反応炉の炉心１２の軸方向７０に沿って上記波のシフトがもたらされるように調整されてもよい。他の例では、波の動きは、半径方向７６に沿って上記波のシフトがもたらされるように調整されてもよい。さらに他の例では、波の動きは、方位角方向７８に沿って上記波のシフトがもたらされるように調整されてもよい。さらになお他の実施形態では、核分裂反応炉の炉心内の出力プロファイルおよび増殖プロファイルは、軸方向および半径方向に均衡がとれるように選択的に調整される。
【０１２０】
ある実施形態では、制御部２００は、複数の駆動機構２１０のうちの少なくとも１つと連動して、まず、燃料領域１６の中央領域に位置する第１中性子調整物質５２および／または第２中性子調整物質６２を選択的に再配置するようになっている。このような連動により、中性子束分布または出力プロファイルは、実質環状の形になるように、外に向かって押し出される。他の実施形態では、制御部２００は、複数の駆動機構２１０のうちの少なくとも１つと連動して、まず、燃料領域１６の周辺に向かって位置する第１中性子調整物質５２および第２中性子調整物質６２を選択的に再配置するようになっている。このような連動により、中性子束分布または出力プロファイルは、内側に押し込まれ、半径方向に極大部分をもつ出力分布がもたらされる。ある実施形態では、中性子束分布および出力分布の内側への押し込みにより、燃焼度が増加する。
【０１２１】
さらに他の実施形態では、制御部２００は、複数の駆動機構２１０のうちの少なくとも１つと連動して、内側（例えば、燃料領域１６の中央帯域に沿って、中央の中性子調整物質の集合と周辺の中性子調整物質の集合との間、など）に配置された第１中性子調整物質５２および第２中性子調整物質６２を選択的に再配置するようになっている。このような連動により、外側に３つ極大部分をもつ、主要には、方位角方向に極大部分をもつ、出力分布がもたらされる。
【０１２２】
ある実施形態では、中性子束分布は、出力サイクルの間に亘って、実質環状に維持される。このような実質環状の中性子束分布は、制御部２００による第１中性子調整物質５２および第２中性子調整物質６２の協調された制御によって維持されてもよい。例えば、制御部２００は、燃料領域１６の上端７２から進行するように、第１中性子調整物質５２を制御してもよい。また、制御部２００は、燃料領域１６の下端７４から進行するように、第２中性子調整物質６２を制御してもよい。
【０１２３】
第１中性子調整物質５２および第２中性子調整物質６２の動きは、炉心の１／３において対称的であってもよい（例えば、第１中性子調整物質５２が３０センチメートル下方向に動いたら、第２中性子調整物質６２は１０センチメートル上方向に動く、第１中性子調整物質５２が１０センチメートル下方向に動いたら、第２中性子調整物質６２は３０センチメートル上方向に動く、など）。このような動きは、とりわけ、第１中性子調整物質５２および第２中性子調整物質６２によって投じられた、中性子の比較的長い影が与えられるために、重要であり得る。ある実施形態では、第１中性子調整物質５２および第２の上記制御アセンブリは、（例えば、時間および／または位置などに関して、リンクした動きで、協調した動きで、交互に、などで）第１中性子調整物質５２および第２中性子調整物質６２を織り交ぜてもよい。これにより、出力サイクルに亘っての単一の燃料アセンブリの出力生成を、（例えば、単一の燃料アセンブリにおける出力生成が出力サイクルに亘ってほぼ一定で維持されるように、など）安定化させることができる。
【０１２４】
いくつかの実施形態では、核分裂反応炉の炉心１２の制御アセンブリは、第３反応度制御アセンブリを有している。第３反応度制御アセンブリは、第３中性子調整物質を有している。第３中性子調整物質は、複数の駆動機構２１０のうちの少なくとも１つに接続されている。制御部２００は、複数の駆動機構２１０のうちの少なくとも１つと選択的に連動して、第１中性子調整物質５２の動く方向に（例えば、燃料領域１６の上端７２の初期位置から、または、上端７２より上方の初期位置から燃料領域１６内に向かって下向きに、など）、第３中性子調整物質を動かしてもよい。第３中性子調整物質は、第１中性子調整物質５２および／または第２中性子調整物質６２と、（例えば、長さ、幅、形状、組成などにおいて）同じであってもよいし、異なっていてもよい。制御部２００は、複数の駆動機構２１０のうちの少なくとも１つと選択的に連動して、燃料領域１６のターゲットの中性子束分布に基づいて、第３中性子調整物質を動かしてもよい。第３中性子調整物質を有する制御アセンブリは、燃料領域１６内において、中性子束分布を様々に制御してもよい。例えば、制御部２００は、複数の駆動機構２１０のうちの少なくとも１つと選択的に連動して、第１中性子調整物質５２の少なくとも１つを引き出すよりもむしろ、軸方向７０に沿って、燃料領域１６内に、第３中性子調整物質を選択的に再配置してもよい。さらに他の実施形態によれば、固定された中性子調整物質は、燃料領域１６の上端７２に向かって中性子束をシフトさせるために配置される。様々な実施形態によれば、固定された中性子調整物質は、制御位置に配置されてもよい、または、燃焼可能な毒物質として、燃料領域１６の下端７４に配置されてもよい。
【０１２５】
ある実施形態では、第１中性子調整物質５２は、すべて同じであってもよい。ある実施形態では、第２中性子調整物質６２は、すべて同じであってもよい。第１中性子調整物質５２は、第２中性子調整物質６２と同じであってもよい。他の実施形態では、少なくとも１つの第１中性子調整物質５２は、少なくとも１つの他の第１中性子調整物質５２および第２中性子調整物質６２と異なっていてもよい。例えば、少なくとも１つの第１中性子調整物質５２は、他の第１中性子調整物質５２または第２中性子調整物質６２とは、異なる長さ、幅、形状、組成、および／または、他の特徴を有していてもよい。第１中性子調整物質５２が第２中性子調整物質６２に類似する実施形態においても、作動に起因して達成された作動方向および結果は、第１中性子調整物質５２を第２中性子調整物質６２から区別する。
【０１２６】
ある実施形態では、第１中性子調整物質５２および第２中性子調整物質６２は、両方とも、固体材料を含んでいる。例えば、各物質の材料は、核分裂反応炉の炉心１２の稼動中、固体の状態を保っていてもよい。ある実施形態では、第１中性子調整物質５２の少なくとも１つは、濃縮されたホウ素を含んでいる。他の実施形態では、第２中性子調整物質６２の少なくとも１つは、濃縮されたホウ素を含んでいる。
【０１２７】
他の実施形態によれば、第１中性子調整物質５２および第２中性子調整物質６２の少なくとも１つは、液体を含む。例えば、該液体は、液体の毒物質を含んでもよい。他の例では、該液体は、液体の水、または、中性子を減速させる他の物質を含んでもよい。
【０１２８】
第１中性子調整物質５２および第２中性子調整物質６２の少なくとも１つが液体を含んでいる実施形態では、駆動機構２１０は、各物質の位置を変更するように構成されたポンプを含んでもよい。他の実施形態では、液体は、毛細血管運動を用いて、選択的に再配置されてもよい。さらに他の実施形態では、液体は、液体を選択的に再配置するために配置された弾性部材と接続されていてもよい。例えば、液体は、通路内に配置されてもよい。気体バネまたは他の弾性部材は、該液体と接続されていてもよい。気体バネの圧力は、液体を選択的に再配置するために可変であってもよい。ある実施形態では、通路は、上端７２から、燃料領域１６を通って、下端７４に延びている。他の実施形態では、通路は、燃料領域１６を通って半径方向に、燃料領域１６の部分の少なくとも一部の周辺に、および、燃料領域１６の長さに沿って軸方向に、のうちの少なくとも１つに、延びている。通路は、燃料領域１６の様々な部分の中を通って、液体の中性子調整物質を方向付けるために、様々な形状を有していてもよい。このような通路により、制御部２００による、波の動きの所望の制御が可能となる。
【０１２９】
制御部２００は、駆動機構２１０と連動し、気体バネ内の流体の圧力、または、その他の弾性部材の作動を選択的に変更する。このような作動により、液体の位置を変更することができる。このような駆動機構２１０は、気圧計と同様に動作してもよい。他の実施形態では、制御アセンブリは、プロファイルおよびここに開示された戦略に従って、液体の中性子調整物質を選択的に再配置するための、構成要素の他の物理的な配列を含む。
【０１３０】
図３に示されている実施形態によれば、第１中性子調整物質５２は、第１の長さを有し、第２中性子調整物質６２は、第２の長さを有する。ある実施形態では、第１中性子調整物質５２の長さは、第２中性子調整物質６２の長さと異なる。例えば、第１の長さは、第２の長さよりも長くてもよく、これにより、第２中性子調整物質６２は、第１中性子調整物質５２より短くなる。第１中性子調整物質５２および第２中性子調整物質６２のその他の計測値および特性は、同じであってもよいし、異なっていてもよいし、幅、組成などを含む適合物として同等にしてもよい。
【０１３１】
図７に示されているとおり、説明に用いる量のグラフ４００は、（例えば、メートルごとに測定された）位置ごとに反応度の量（例えば、セントごと）に関連した様々なプロファイルを提供する。例に挙げられた量のグラフ４００は、第１量プロファイル４１０および第２量プロファイル４２０を含んでいる。ある実施形態では、第１量プロファイル４１０は、第１中性子調整物質５２に関連付けられた量プロファイルを示している。第２量プロファイル４２０は、第２中性子調整物質６２に関連付けられた量プロファイルを示していてもよい。例えば、第１中性子調整物質５２は、第２中性子調整物質６２よりも長くてもよいし、いくつかのケースにおいては、第２中性子調整物質６２の長さの約１．５倍から２倍であってもよい。例えば、第１中性子調整物質５２は、１．７メートルの長さを有し、第２中性子調整物質６２は、１メートルの長さを有していてもよい。このような長さの、（例えば、組成および他の次元的計測値は共通している）第１中性子調整物質５２および第２中性子調整物質６２は、第１量プロファイル４１０および第２量プロファイル４２０をそれぞれ有していてもよい。長い方の中性子調整物質は、核分裂反応炉の炉心１２内での増殖および燃焼に関連付けられた波と相互作用するように、および、波の配置を維持するように、より簡単に制御されてもよい。短い方の中性子調整物質は、波に向かって、波を通って、また、波から離れて移動してもよい。ある実施形態では、中性子調整物質の長さは、選択された１または複数の時間において、所望の量を実現するために選択される。
【０１３２】
図７に示されているとおり、より長い長さの第１中性子調整物質５２は、該第１中性子調整物質５２が燃料領域１６に選択的に再配置されたために増加した量の絶対値を有する。第１中性子調整物質５２は、一度緊急停止位置に到達したときに、値４１２にておおよそ一定を維持する量を有している。量の絶対値を減らすことは、反応度を減少または制御する中性子調整物質の能力を低下させることを意味する。比較的短い長さの第２中性子調整物質６２は、初期活性化時に量絶対値が増加するような値を有している。それから、第２中性子調整物質の量絶対値は、最大量値４２２（例えば、量絶対値の最大値、など）に到達した後、減少する。第２量プロファイル４２０は、意義深い「Ｕ字型」を有している。ここでは、第２中性子調整物質６２は、多量領域を通って炉心から離れていく。長さが短めの第２中性子調整物質６２は、これにより、長さが長めの第１中性子調整物質５２と同じ量を持つことができる。均等な量を有した第１中性子調整物質５２および第２中性子調整物質６２は、制御部２００による制御の協調を可能にする。例えば、均等な量を有した第１中性子調整物質５２および第２中性子調整物質６２により、核分裂反応炉の炉心１２の下部から上部まで、実質均衡を保つ制御が可能となる。ある実施形態では、第２中性子調整物質６２は、第１中性子調整物質５２と同じ量を有している。このような均等化によって、制御部２００による協調制御が可能となる。例えば、制御部２００は、燃料領域１６の実質向かい合う端部から、選択的に協調制御してもよい。均等な量を有した第１中性子調整物質５２および第２中性子調整物質６２は、構造上同じ（例えば、共通する制御物質分布、などの）中性子調整物質またはその組み合わせを含んでもよい。該中性子調整物質は、燃料領域１６内の各位置において、量が均等である。ある実施形態では、第２中性子調整物質６２それぞれの量絶対値の最大値は、適度に低い（例えば、約２０セント未満など）。この、第２中性子調整物質６２それぞれの量絶対値の最大値の適度な低さが、稼動中の流体（例えば、ナトリウムなど）が気化することなく、偶発的な留め具外れという不測の事態における、無防備な出力超過に適応してもよい。
【０１３３】
図８Ａ〜図９Ｇは、実施例を説明するフローチャート群である。理解を容易にするために、各フローチャートは整理されている。これにより、最初のフローチャートは、具体的実施例を介して実施例を表している。そして、これに続く各フローチャートは、他の実施例および／または最初のフローチャートの拡張部分を表している。ここで、サブ要素の処理も、追加要素の処理も、１または複数の先に表されたフローチャートに組み込まれる。
ここで採用された説明のスタイル（例えば、具体的な実施例を示すフローチャートから説明が開始されていること、そして、追加のおよび／またはさらなる詳細な事項を後に続くフローチャートにおいて提示すること）が、実施例の様々な処理工程を、概して、早く簡単に理解することを可能にしているということを、当業者は理解するであろう。加えて、ここで採用された説明のスタイルは、モジュールおよび／またはオブジェクト指向プログラムの設計パラダイムにとって、それ自体がよく役立つということも、当業者はさらに理解するであろう。
【０１３４】
図８Ａ〜図８Ｈは、ある実施形態に従って、方法７００として示されている、核反応炉の制御方法を示すフローチャートを提示している。該方法は、説明することを目的として、一連の各ステップによって表されているが、この順番は、特許請求の範囲に記載された方法の範囲を限定するものではない。当業者は、この順番に対してなされ得る変更および変形について認識するであろう。
【０１３５】
図８Ａを参照して、方法７００は、ブロック７０２から開始される。ブロック７０４では、核燃料は、核反応炉の炉心の燃料領域内で核分裂される。ブロック７０６では、少なくとも１つの駆動機構を用いて、第１中性子調整物質が、燃料領域の第１端部に供給される。ブロック７０８では、第２中性子調整物質を燃料領域の実質対向する第２端部に供給することによって、核反応炉の炉心内の中性子束分布が、燃料領域の第１端部に向かって、シフトされる。ある実施形態では、方法７００は、ブロック７１０で停止する。他の実施形態では、方法７００は、継続される。追加の方法ステップが、非限定の一例として下記に説明される。
【０１３６】
図８Ｂを参照して、燃料領域の予測が生成される。予測は、制御部を用いて、ブロック７１２にて実行されてもよい。燃料領域は、センサを用いて、ブロック７１４にて監視される。燃料領域の予測は、センサで測定されたデータを用いて補完される。この補完は、ブロック７１６にて、制御部を用いて実行されてもよい。これに加えて、或いは、これに代えて、燃料領域の予測は、モデルデータを用いて補完されてもよい。燃料領域の中性子束分布は、前記予測に基づいて決定される。この決定は、制御部を用いて、ブロック７１８にて、実行されてもよい。図８Ｃを参照して、中性子束分布と、ターゲットの分布プロファイルとの間の偏差が評価される。この評価は、制御部を用いて、ブロック７２０にて、実行されてもよい。図８Ｄを参照して、ブロック７２２において、前記偏差が閾値範囲を超えたことに応答して、第２中性子調整物質を供給するために、少なくとも１つの駆動機構を作動させる。図８Ｅを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック７０８における、核反応炉の炉心内の中性子束分布を、燃料領域の第１端部に向かってシフトさせるステップは、ブロック７２４において、偏差の関数に従って、第２中性子調整物質を活性化させるために、少なくとも１つの駆動機構を選択的に作動させるステップを含んでいる。図８Ｆを参照して、ブロック７２６において、第１中性子調整物質および第２中性子調整物質の活性化は、制御部を用いて、互いに関連性を持って、協調される。図８Ｇを参照して、ブロック７２８において、第１中性子調整物質は、出力サイクルの間、固定された位置に維持される。図８Ｈを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック７０８における、核反応炉の炉心内の中性子束分布を、燃料領域の第１端部に向かってシフトさせるステップは、ブロック７３０において、出力サイクルの間、第２中性子調整物質を、燃料領域の対向する第２端部（実質対向する第２端部も含まれ得る）に供給するステップを含む。
【０１３７】
図９Ａ〜図９Ｇは、ある実施形態に従って、方法８００として示されている、核反応炉の制御アセンブリを製造する方法を示すフローチャートを提示している。該方法は、説明することを目的として、一連の各ステップによって表されているが、この順番は、特許請求の範囲に記載された方法の範囲を限定するものではない。当業者は、この順番に対してなされ得る変更および変形について認識するであろう。
【０１３８】
図９Ａを参照して、方法８００は、ブロック８０２から開始される。ブロック８０４において、第１中性子調整物質を有する第１反応度制御アセンブリが供給される。ブロック８０６において、第２中性子調整物質を有する第２反応度制御アセンブリが供給される。ブロック８０８において、少なくとも１つの駆動機構が第２中性子調整物質に接続される。いくつかのケースでは、少なくとも１つの駆動機構は、第２中性子調整物質に加えて、或いは、第２中性子調整物質に代えて、第１中性子調整物質に接続される。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの駆動機構は、第２中性子調整物質を燃料領域に選択的に再配置するようになっている。これにより、燃料領域内の中性子束分布が第２中性子調整物質から離れてシフトする。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの駆動機構は、第１中性子調整物質を、第２中性子調整物質を再配置する方向とは異なる方向に、選択的に再配置するようになっている。ある実施形態では、方法８００は、ブロック８１０で停止する。他の実施形態では、方法８００は、継続される。追加の方法ステップが、非限定の一例として下記に説明される。
【０１３９】
図９Ｂを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック８０８において、少なくとも１つの駆動機構を、第１中性子調整物質および第２中性子調整物質に接続するステップは、ブロック８１２において、少なくとも１つの駆動機構のアクチュエータを第１中性子調整物質および第２中性子調整物質に接続するステップを含んでもよい。図９Ｃを参照して、いくつかの実施形態では、ブロック８０８において、少なくとも１つの駆動機構を、第１中性子調整物質および第２中性子調整物質に接続するステップは、ブロック８１４において、少なくとも１つの駆動機構の第１アクチュエータを第１中性子調整物質に接続するとともに、少なくとも１つの駆動機構の第２アクチュエータを第２中性子調整物質に接続するステップを含んでもよい。図９Ｄを参照して、ブロック８１６において、第１中性子調整物質および第２中性子調整物質は、共通の貯蔵容器に配置される。図９Ｅを参照して、ブロック８１８において、第１中性子調整物質および第２中性子調整物質は、核反応炉において、軸方向に並べて配置される（例えば、核反応炉の軸方向に沿って、核反応炉の半径方向に沿って、など）。図９Ｆを参照して、ブロック８２０において、第１中性子調整物質は、核反応炉の半径方向に沿って、第２中性子調整物質から隙間を設けて配置される。図９Ｇを参照して、これに加えて、或いは、これに代えて、ブロック８２２において、第１中性子調整物質は、核反応炉の方位角方向に沿って、第２中性子調整物質から隙間を設けて配置されてもよい。
【０１４０】
図１３は、ここで開示された実施例の方法を示すフローチャートである。図１３の方法は、ステップ１３０２にて開始される。ステップ１３０４は、核反応炉の炉心の燃料領域内における核分裂反応を維持するステップである。該核反応炉の炉心は、複数の第１可動制御アセンブリおよび複数の第２制御アセンブリを有する。該第１可動制御アセンブリは、核反応炉の炉心の燃料領域の第１側に挿入可能であり、該第２制御アセンブリは、核反応炉の炉心の燃料領域の、第１側の反対側である第２側に挿入可能である。ステップ１３０６は、核反応炉の炉心の燃料領域内における第１制御アセンブリおよび第２制御アセンブリの第１挿入配置に、複数の第１制御アセンブリおよび複数の第２制御アセンブリのうちの少なくとも１つのアセンブリを移動させるステップである。ステップ１３０８は、核反応炉の炉心の燃料領域内における第１制御アセンブリおよび第２制御アセンブリの第２挿入配置に、複数の第１制御アセンブリおよび複数の第２制御アセンブリのうちの少なくとも１つのアセンブリを移動させるステップである。ここで、第１挿入配置および第２挿入配置は、核分裂反応を維持する配置である。方法１３００は、ステップ１３１０で終了する。
【０１４１】
ある実施形態によれば、核反応炉の制御アセンブリは、第１中性子調整物質を有する第１反応度制御アセンブリと、第２中性子調整物質を有する第２反応度制御アセンブリと、第１中性子調整物質または第２中性子調整物質またはこれらの組み合わせに接続されている少なくとも１つの駆動機構とを含んでいる。第１中性子調整物質および第２中性子調整物質は、核反応炉の燃料領域に関連して、選択的に再配置可能である。少なくとも１つの駆動機構は、燃料領域に亘って第１中性子調整物質および第２中性子調整物質を異なる方向に供給するようになっている。これにより、燃料領域内の中性子束分布は、第２中性子調整物質から離れるようにシフトされる。
【０１４２】
ある実施形態では、第１中性子調整物質は、第２中性子調整物質と軸方向に並んで配置される。他の実施形態では、第１中性子調整物質は、第２中性子調整物質とは隙間を設けて、横方向に配置される。
【０１４３】
第１中性子調整物質は、燃料領域の第１側面上に配置されてもよい。第２中性子調整物質は、燃料領域の、実質対向する第２側面上に配置されてもよい。
【０１４４】
燃料領域は、軸方向に沿って延伸してもよい。また、少なくとも１つの駆動機構は、第１中性子調整物質および第２中性子調整物質を、燃料領域における実質対向する各端部に、軸方向に沿って、挿入するようになっていてもよい。
【０１４５】
ある実施形態では、第１中性子調整物質は、第１の長さを有し、第２中性子調整物質は、第１の長さとは異なる第２の長さを有する。第１の長さは、第２の長さより長くてもよい。第１中性子調整物質および第２中性子調整物質は、それぞれ、第１量プロファイルおよび第２量プロファイルを有する。
【０１４６】
ある実施形態では、第２中性子調整物質は、第１中性子調整物質の線形量と実質均等な線形量を有する。これにより、燃料領域における実質対向する端部からの制御の協調が可能となる。ある実施形態では、第２中性子調整物質は、第１中性子調整物質の量と実質均等な量を有する。
【０１４７】
他の実施形態では、少なくとも１つの駆動機構は、第１中性子調整物質および第２中性子調整物質に接続されたアクチュエータを含んでいる。該アクチュエータは、第１中性子調整物質および第２中性子調整物質を、燃料領域を基準として平行移動させるために配置されてもよい。
【０１４８】
少なくとも１つの駆動機構は、第１中性子調整物質に接続された第１アクチュエータと、第２中性子調整物質に接続された第２アクチュエータとを含んでもよい。第１アクチュエータおよび第２アクチュエータは、両方とも、燃料領域の第１端部に配置されてもよい。
【０１４９】
第１中性子調整物質は、第１管状体内に、移動可能に配置されてもよい。第２中性子調整物質は、第２管状体内に、移動可能に配置されてもよい。第１管状体および第２管状体は、燃料領域の少なくとも一部分を通って延伸してもよい。
【０１５０】
ある実施形態では、第１中性子調整物質および第２中性子調整物質は、共通の管状体内に配置される。少なくとも１つの駆動機構は、第１中性子調整物質および第２中性子調整物質に接続されているアクチュエータを含んでもよい。アクチュエータは、第１中性子調整物質および第２中性子調整物質を、燃料領域を基準として平行移動させるために、配置されてもよい。
【０１５１】
少なくとも１つの駆動機構は、第１中性子調整物質と第２中性子調整物質との間に配置された機構を含んでもよい。そして、該機構の作動によって、第１中性子調整物質および第２中性子調整物質の相対的な位置を変更することができる。
【０１５２】
ある実施形態では、制御アセンブリは、安全中性子調整物質を含んでいる。該安全中性子調整物質は、燃料領域に関連して、稼動位置とシャットダウン位置との間で、選択的に再配置可能である。該安全中性子調整物質は、チャットダウン位置にある場合に、燃料領域に沿って、少なくとも部分的に配置されてもよい。該安全中性子調整物質は、稼動位置にある場合に、燃料領域から離して配置されてもよい。
【０１５３】
他の実施形態によれば、核反応炉は、核反応炉容器と、複数の燃料アセンブリと、第１中性子調整物質を有する第１反応度制御アセンブリと、第２中性子調整物質を有する第２反応度制御アセンブリと、少なくとも１つの駆動機構と、制御部とを含んでいる。該燃料アセンブリは、前記核反応炉容器内に少なくとも部分的に配置され、燃料領域内に核燃料を含むようになっている。該駆動機構は、第１中性子調整物質および第２中性子調整物質を、燃料領域の実質対向する各端部に取り込ませるために配置される。該制御部は、核反応炉の運転中、燃料領域内の中性子束分布を変更するために、少なくとも１つの駆動機構を作動させるようになっている。第１中性子調整物質および第２中性子調整物質は、核反応炉容器内で、選択的に再配置可能である。
【０１５４】
ある実施形態では、核反応炉は、センサを含んでいる。該センサは、燃料領域内の中性子束分布に関連するデータを供給するようになっている。該センサは、軸方向の中性子束モニタを含んでもよい。該モニタは、中性子束分布の軸方向に関連する検出信号を供給するようになっている。
【０１５５】
ある実施形態では、制御部は、処理回路およびメモリを含んでいる。該処理回路は、中性子束分布と、ターゲットの中性子束分布との間の偏差を評価するようになっていてもよい。ターゲットの中性子束分布は、メモリに格納されていてもよい。
【０１５６】
ある実施形態では、中性子束分布およびターゲットの中性子束分布は、燃料領域に沿って複数の軸方向の位置に関連付けられた、複数の中性子束の値を含んでいる。ターゲットの中性子束分布は、燃料領域に沿って配置された最大燃焼度の位置を含んでもよい。また、ターゲットの中性子束分布は、燃料性能を改善するために、使用可能な燃料性能パラメータを含んでもよい。該燃料性能パラメータは、これには限定されないが、組成、ひずみ限界、線形の発熱量レートの限界などを含む。
【０１５７】
制御部は、前記偏差が閾値範囲を超えたことに対応して、少なくとも１つの駆動機構を作動するようになっていてもよい。他の実施形態では、制御部は、偏差の関数に従って、少なくとも１つの駆動機構を選択的に作動するようになっている。
【０１５８】
ある実施形態では、核反応炉容器は、第１端部および実質対向する第２端部を含んでいる。第１アクチュエータおよび第２アクチュエータは、両方とも、前記核反応炉容器の第１端部に配置されてもよい。
【０１５９】
ある実施形態では、第１中性子調整物質は、第１管状体内に、移動可能に配置されており、第２中性子調整物質は、第２管状体内に、移動可能に配置されており、第１管状体および第２管状体は、前記核反応炉容器に接続されている。
【０１６０】
ある実施形態では、複数の燃料アセンブリは、開始燃料アセンブリの集合、および、供給燃料アセンブリの集合を含む。開始燃料アセンブリの集合は、核分裂性燃料物質を含んでもよい。供給燃料アセンブリの集合は、親燃料物質を含んでもよい。
【０１６１】
さらに他の実施形態によれば、核反応炉を制御する方法は、核反応炉の炉心の燃料領域内で、核燃料を核分裂させるステップと、少なくとも１つの駆動機構を用いて、第１中性子調整物質を燃料領域の第１端部に供給するステップと、第２中性子調整物質を燃料領域の実質対向する第２端部に供給することによって、燃料領域の第１端部に向かって、核反応炉の炉心内の中性子束分布をシフトさせるステップとを含む。
【０１６２】
ある実施形態では、前記核反応炉を制御する方法は、センサを用いて燃料領域内の中性子束分布を監視するステップを含む。
【０１６３】
ある実施形態では、前記核反応炉を制御する方法は、中性子束分布とターゲットの中性子束分布との間の偏差、および／または、処理回路およびメモリを含む制御部を用いて、定義された時間フレームに亘っての、中性子束分布とターゲットの中性子束分布との間の偏差を評価するステップを含む。ターゲットの中性子束分布は、メモリに格納されていてもよい。
【０１６４】
ある実施形態では、前記核反応炉の炉心内で中性子束分布をシフトさせるステップは、前記偏差が閾値範囲を超えたことに対応して、第２中性子調整物質を挿入するために、少なくとも１つの駆動機構を作動させるステップを含む。
【０１６５】
ある実施形態では、前記核反応炉の炉心内で中性子束分布をシフトさせるステップは、偏差の関数に従って第２中性子調整物質を挿入するために、少なくとも１つの駆動機構を選択的に作動させるステップを含む。
【０１６６】
ある実施形態では、前記核反応炉の炉心内で中性子束分布をシフトさせるステップは、制御部を用いて、第１中性子調整物質および第２中性子調整物質の挿入を協調させるステップを含む。
【０１６７】
ある実施形態では、前記核反応炉を制御する方法は、出力サイクルの間、固定された位置にて第１中性子調整物質を維持するステップを含み、前記中性子束分布をシフトさせるステップは、出力サイクルの間、燃料領域の実質対向する第２端部に第２中性子調整物質を挿入するステップを含む。
【０１６８】
他の実施形態によれば、核反応炉の制御アセンブリを製造する方法は、第１中性子調整物質を有する第１反応度制御アセンブリを供給するステップと、第２中性子調整物質を有する第２反応度制御アセンブリを供給するステップと、少なくとも１つの駆動機構を、第１中性子調整物質および第２中性子調整物質に接続するステップとを含む。少なくとも１つの駆動機構は、第１中性子調整物質および第２中性子調整物質を異なる方向にて燃料領域に供給するようになっている。こうすれば、燃料領域内の中性子束分布は、第２中性子調整物質から離れるようにシフトされる。第１中性子調整物質および第２中性子調整物質は、核反応炉の燃料領域を基準として選択的に再配置可能である。
【０１６９】
ある実施形態では、前記核反応炉の制御アセンブリを製造する方法は、少なくとも１つの駆動機構のアクチュエータを第１中性子調整物質および第２中性子調整物質に接続するステップと、第１中性子調整物質および第２中性子調整物質を、燃料領域を基準として平行移動させるために、前記アクチュエータを配置するステップとを含む。
【０１７０】
他の実施形態では、前記核反応炉の制御アセンブリを製造する方法は、少なくとも１つの駆動機構の第１アクチュエータを第１中性子調整物質に接続するとともに、少なくとも１つの駆動機構の第２アクチュエータを第２中性子調整物質に接続するステップを含む。
【０１７１】
ある実施形態では、前記核反応炉の制御アセンブリを製造する方法は、第１中性子調整物質および第２中性子調整物質を、共通の管状体に配置するステップを含む。
【０１７２】
ある実施形態では、前記核反応炉の制御アセンブリを製造する方法は、第１中性子調整物質と第２中性子調整物質とを軸方向に並べて配置するステップを含む。
【０１７３】
他の実施形態では、前記核反応炉の制御アセンブリを製造する方法は、第１中性子調整物質を、第２中性子調整物質から横方向に隙間を設けて配置するステップを含む。
【０１７４】
さらに他の実施形態では、前記核反応炉の制御アセンブリを製造する方法は、第１中性子調整物質を、燃料領域の第１側面側に配置するステップと、第２中性子調整物質を、燃料領域の実質対向する第２側面側に配置するステップとを含む。
【０１７５】
ある実施形態では、前記少なくとも１つの駆動機構は、第１中性子調整物質および第２中性子調整物質の挿入を協調するようになっている。
【０１７６】
一例としての方法は、核分裂反応を、核反応炉の炉心における燃料領域内で維持する処理を含む。前記核反応炉の炉心は、該核反応炉の炉心における燃料領域の第１側に挿入可能な複数かつ可動の第１制御アセンブリと、該核反応炉の炉心における燃料領域の、第１側の反対側である第２側に挿入可能な複数の第２制御アセンブリとを有する。前記維持する処理は、前記核反応炉の炉心の燃料領域内における、第１および第２制御アセンブリの第１挿入配置に、複数の第１および第２制御アセンブリのうちの少なくとも１つのアセンブリを移動させる処理と、核反応炉の炉心の燃料領域内における、第１および第２制御アセンブリの第２挿入配置に、複数の第１および第２制御アセンブリのうちの少なくとも１つのアセンブリを移動させる処理とを含む。前記第１挿入配置および前記第２挿入配置により核分裂反応が維持される。
【０１７７】
先行する任意の方法における他の例としての方法は、第１および第２制御アセンブリの第１挿入配置に依存して、第１中性子束分布を生成するとともに、第１および第２制御アセンブリの第２挿入配置に依存して、第２中性子束分布を生成する、核分裂反応をさらに含む。
【０１７８】
先行する任意の方法における他の例としての方法は、非ゼロの第２中性子束分布が、所定期間に亘ってのターゲットの中性子束の合計の分布であることを提供する。
【０１７９】
先行する任意の方法における他の例としての方法は、第１中性子束分布が、前記非ゼロの第２中性子束分布とは軸方向にて異なることを提供する。
【０１８０】
先行する任意の方法における他の例としての方法は、第１中性子束分布が、前記非ゼロの第２の中性子束分布とは半径方向にて異なることを提供する。
【０１８１】
先行する任意の方法における他の例としての方法は、核反応炉の炉心セクションにおける第３側に挿入可能な複数かつ可動の第３制御アセンブリのうちの少なくとも１つのアセンブリを移動させる処理を提供する。該複数かつ可動の第３制御アセンブリは、複数の第１および第２制御アセンブリとは異なる角度にて、核反応炉の炉心セクションに挿入することができる。
【０１８２】
先行する任意の方法における他の例としての方法は、複数の第１制御アセンブリのうちの少なくとも１つのアセンブリ、および、複数の第２制御アセンブリのうちの少なくとも１つのアセンブリを、少なくとも第１方向の移動させる処理を提供する。このとき、複数の前記第１制御アセンブリのうちの移動した少なくとも１つのアセンブリと、複数の前記第２制御アセンブリのうちの移動した少なくとも１つのアセンブリとの軸方向の間隔が、前記移動させる処理の間、実質一定に保たれるようにする。
【０１８３】
先行する任意の方法における他の例としての方法は、複数の第１制御アセンブリのうちの少なくとも１つのアセンブリ、および、複数の第２制御アセンブリのうちの少なくとも１つのアセンブリを移動させる処理を提供する。このとき、複数の前記第１制御アセンブリのうちの移動した少なくとも１つのアセンブリと、複数の前記第２制御アセンブリのうちの移動した少なくとも１つのアセンブリとの間隔が、炉心対称となるようにする。
【０１８４】
先行する任意の方法における他の例としての方法は、複数の第１制御アセンブリのうちの少なくとも１つのアセンブリ、および、複数の第２制御アセンブリのうちの少なくとも１つのアセンブリを移動させる処理を提供する。このとき、複数の前記第１制御アセンブリのうちの移動した少なくとも１つのアセンブリと、複数の前記第２制御アセンブリのうちの移動した少なくとも１つのアセンブリとの軸方向の間隔は、前記移動させる処理の間、変化するようにする。
【０１８５】
先行する任意の方法における他の例としての方法は、核分裂反応が定在波反応を示すことを提供する。
【０１８６】
先行する任意の方法における他の例としての方法は、複数の第１制御アセンブリおよび複数の第２制御アセンブリが、定在波反応の実質両側にそれぞれ設けられることを提供する。
【０１８７】
先行する任意の方法における他の例としての方法は、複数の第１制御アセンブリまたは複数の第２制御アセンブリのうちの少なくとも１つが毒物質を含むことを提供する。
【０１８８】
先行する任意の方法における他の例としての方法は、第２中性子束分布が、核反応炉の炉心セクション内の所定の燃料領域における、所定期間に亘ってのターゲットの中性子束の合計の分布であることを提供する。
【０１８９】
一例としてのシステムは、燃料領域を含む核反応炉の炉心を含む。また、該一例としてのシステムは、該燃料領域の第１側に挿入可能な複数の第１制御アセンブリを含む。複数の該第１制御アセンブリは、複数の第１挿入配置に移動可能である。また、該一例としてのシステムは、該燃料領域の、第１側の実質反対側である第２側に挿入可能な複数の第２制御アセンブリを含む。複数の該第２制御アセンブリは、複数の第２挿入配置に移動可能である。また、該一例としてのシステムは、核分裂反応を維持する、少なくとも１つの第１挿入配置および少なくとも１つの第２挿入配置を含む。
【０１９０】
先行する任意の方法における他の例としてのシステムは、１または複数の駆動機構を含んでおり、該駆動機構は、複数の前記第１制御アセンブリおよび複数の前記第２制御アセンブリと動作可能に接続されており、かつ、ターゲットの非ゼロの中性子束分布に従って前記燃料領域における前記核分裂反応を維持するために、複数の前記第１制御アセンブリを第１挿入配置に移動させるとともに、複数の前記第２制御アセンブリを第２挿入配置に移動させるようになっている。
【０１９１】
先行する任意の方法における他の例としてのシステムは、駆動機構を含み、該駆動機構はアクチュエータを含む。該アクチュエータは、複数の第１制御アセンブリおよび第２制御アセンブリに接続されており、複数の第１制御アセンブリおよび複数の第２制御アセンブリを、前記燃料領域を基準として選択的に再配置するようになっている。
【０１９２】
先行する任意の方法における他の例としてのシステムは、ターゲットの非ゼロの中性子束分布を含む。該非ゼロの中性子束分布は、所定期間に亘っての中性子束の合計である。
【０１９３】
先行する任意の方法における他の例としてのシステムは、ターゲットの非ゼロの中性子束分布を含む。該非ゼロの中性子束分布は、燃料領域の所定部分における、所定期間に亘っての中性子束の合計である。
【０１９４】
先行する任意の方法における他の例としてのシステムは、ターゲットの中性子束分布を含む。該中性子束分布は、核反応炉の炉心の中性子束分布における、１または複数の軸方向での非対称性を補正する。
【０１９５】
先行する任意の方法における他の例としてのシステムは、ターゲットの中性子束分布を含む。該中性子束分布は、核反応炉の炉心の中性子束とは軸方向において異なっている。
【０１９６】
先行する任意の方法における他の例としてのシステムは、ターゲットの中性子束分布を含む。該中性子束分布は、核反応炉の炉心の中性子束とは半径方向において異なっている。
【０１９７】
一例としてのシステムは、核反応炉の炉心の燃料領域内における核分裂反応を維持する手段を含む核分裂反応炉を含む。該核反応炉の炉心は、核反応炉の炉心の燃料領域における第１側に挿入可能な複数かつ可動の第１制御アセンブリと、核反応炉の炉心の燃料領域における、第１側の実質反対側である第２側に挿入可能な複数の第２制御アセンブリとを有する。また、前記一例としてのシステムは、複数の第１および第２制御アセンブリのうちの少なくとも１つのアセンブリを、核反応炉の炉心の燃料領域内において、第１および第２制御アセンブリの第１挿入配置に移動させる手段と、複数の第１および第２制御アセンブリのうちの少なくとも１つのアセンブリを、核反応炉の炉心の燃料領域内において、第１および第２制御アセンブリの第２挿入配置に移動させる手段とを含む。このとき、第１挿入配置および第２挿入配置は核分裂反応を維持するようにする。
【０１９８】
先行する任意の方法における他の例としてのシステムは、複数の第１制御アセンブリおよび複数の第２制御アセンブリを、燃料領域を基準として選択的に再配置する再配置手段を含む。
【０１９９】
先行する任意の方法における他の例としてのシステムは、燃料領域内の現在の中性子束分布を検出する手段を含む。
【０２００】
先行する任意の方法における他の例としてのシステムが含む、現在の中性子束分布を検出する手段は、中性子束モニタを含む。
【０２０１】
先行する任意の方法における他の例としてのシステムが含む、現在の中性子束分布を検出する手段は、温度センサを含む。
【０２０２】
先行する任意の方法における他の例としてのシステムが含む、現在の中性子束分布を検出する手段は、中性子束モデルを含む。
【０２０３】
先行する任意の方法における他の例としてのシステムは、第３の非ゼロの中性子束分布を、第１、第２および第３制御アセンブリの第３挿入配置に依存して生成するために、複数の第３制御アセンブリの少なくとも１つのアセンブリを、核反応炉の炉心セクションにおける第１、第２および第３制御アセンブリの第３挿入配置に移動させる手段を含む。
【０２０４】
先行する任意の方法における他の例としてのシステムは、第１および第２制御アセンブリの第２挿入配置に依存して非ゼロの第２中性子束分布を生成するために、核反応炉の炉心セクションにおける第１および第２制御アセンブリの第２挿入配置に、複数の第１および第２制御アセンブリのうちの少なくとも１つのアセンブリを移動させる手段を含む。該移動させる手段は、複数の第１制御アセンブリのうちの少なくとも１つのアセンブリと接続された第１アクチュエータ、および、複数の第２制御アセンブリのうちの少なくとも１つのアセンブリと接続された第２アクチュエータを含む。
【０２０５】
先行する任意の方法における他の例としてのシステムは、前記移動させる手段を制御する制御手段を含む。該移動させる手段は、第１および第２制御アセンブリの第２挿入配置に依存して非ゼロの第２中性子束分布を生成するために、核反応炉の炉心セクションにおける第１および第２制御アセンブリの第２挿入配置に、複数の第１および第２制御アセンブリのうちの少なくとも１つのアセンブリを移動させる手段である。
【０２０６】
先行する任意の方法における他の例としてのシステムは、ターゲットの中性子束分布である非ゼロの第２中性子束分布を含む。
【０２０７】
先行する任意の方法における他の例としてのシステムは、所定期間に亘っての中性子束の合計に等しいターゲットの中性子束分布を含む。
【０２０８】
先行する任意の方法における他の例としてのシステムは、燃料領域の所定部分における、所定期間に亘っての中性子束の合計に等しいターゲットの中性子束分布を含む。
【０２０９】
先行する任意の方法における他の例としてのシステムは、中性子束分布における１または複数の軸方向の非対称性を補正するターゲットの中性子束分布を含む。
【０２１０】
先行する任意の方法における他の例としてのシステムは、定在波反応を含む。
【０２１１】
先行する任意の方法における他の例としてのシステムは、核反応炉の炉心の燃料領域内において、定在波反応の実質両側にそれぞれ設けられた、複数の第１および第２制御アセンブリを含む。
【０２１２】
先行する任意の方法における他の例としてのシステムは、核反応炉の炉心の燃料領域内において、毒物質を含む複数の第１および第２制御アセンブリを含む。
【０２１３】
本願明細書における、実質的に任意の複数形および／または単数形の用語の使用に関し、当業者であれば、文脈および／または本願に適合しているかぎり、複数形を単数形に置き換え、および／または、単数形を複数形に置き換えることができる。本願明細書を明瞭にするため、本願明細書においては、さまざまな単複の置換について明記しない。
【０２１４】
本願明細書に記載されている主題は、他の構成要素の内部に含まれるか、または、他の構成要素と接続されたさまざまな構成要素を図示していることがある。そのように描写された構造は単に例示的なものであり、実際、同じ機能を実現可能な他の多くの構造を導入してもよいことを理解すべきである。概念的な意味では、同じ機能を実現するために複数の構成要素が効果的に連携するように配置され、これにより、所望の機能が実現される。このことから、本願明細書において特定の機能を実現するために結合される任意の二つの構成要素は、所望の機能を実現するために、構造または中間部品とは無関係に、たがいに連携するとみなすことができる。同様に、そのように連携している任意の二つの構成要素は、所望の機能を実現するために、たがいと「動作可能に接続されている」または「動作可能に結合されている」とみなすこともでき、そのように連携可能な任意の二つの構成要素は、所望の機能を実現するために、たがいと「動作可能に結合可能である」とみなすこともできる。動作可能に結合可能な構成要素の具体例には、物理的に対にすることが可能な構成要素、および／または、物理的に相互作用している構成要素、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、無線で相互作用している構成要素、および／または、論理的に相互作用している構成要素、および／または、論理的に相互作用可能な構成要素が含まれるが、上記具体例は、これらには限定されない。
【０２１５】
いくつかの例では、本願明細書において一つまたは複数のコンポーネントが「するように構成される」「によって構成される」「するように構成可能な」「するように動作可能な／動作する」「なされた／なし得る」「可能な」「するのに適合可能な／適合する」などと表現されてもよい。当業者であれば「一般的に、そのような用語（例えば「するように構成される」）は、文脈上そうでないことが明らかでないかぎり、活性化した状態の構成要素、および／または、活性化していない状態の構成要素、および／または、スタンバイ状態の構成要素を包含すること」を理解できるであろう。
【０２１６】
本願明細書に記載されている本主題の特定の態様を示し、かつ、説明してきたが、当業者であれば「本願明細書の教示に基づき、本願明細書に記載されている主題、および、より広い態様から逸脱しない範囲内で変形および変更が可能である」ことは明らかである。従って、添付の特許請求の範囲は、その範囲内において、本願明細書に記載されている主題の真の精神および範囲の中に含まれるすべての変形および変更を含んでいる。「本願明細書（特に添付の特許請求の範囲（例えば、特許請求の範囲の本文））において使用されている用語は、一般的にオープンタームであることが意図されている（例えば、「を含んでいる」との用語は「を含んでいるが、それに限定されない」と解釈されるべきであり、「を有している」との用語は「を少なくとも有している」と解釈されるべきであり、「を含む」との用語は「を含むが、それに限定されない」と解釈されるべきである）」ことは当業者によって理解されるであろう。さらに、当業者であれば「導入された請求項の記載中の特定の数値に意図がある場合には、そのような意図がその請求項中において明確に記載されており、そのような記載がない場合には、そのような意図は存在しないこと」を理解するであろう。理解を促すために、例えば、後続の添付の特許請求の範囲では、請求項の記載を導入するために「少なくとも一つの」および「一つ以上の」といった導入句を使用することがある。しかし、そのような句を使用したからといって「“a”または“an”といった不定冠詞により請求項の記載を導入した場合、同一の請求項内に『一つ以上の』または『少なくとも一つの』といった導入句と“a”または“an”といった不定冠詞との両方が含まれているときでも、当該導入された請求項の記載を含む特定の請求項が、当該請求項の記載を一つのみ含む例に限定されるということが示唆される」と解釈されるべきでない（例えば、“a”および／または“an”は、通常は、「少なくとも一つの」または「一つ以上の」を意味すると解釈されるべきである）。請求項の記載を導入するために定冠詞を使用する場合にも同様のことが当てはまる。さらに、導入された請求項の記載において、特定の数が明確に記載されている場合であっても、当業者は「そのような記載は、通常は、少なくとも記載された数を含んでいることを意味する、と解釈されるべきである（例えば、他に修飾子がない単なる『二つの記載事項』は、一般的に、『少なくとも二つの記載事項』または『二つ以上の記載事項』を意味する）」ことを認識するであろう。さらに、「Ａ、ＢおよびＣなどのうち少なくとも一つ」に類する伝統的表現法が使用される場合、一般に、そのような構造は、当業者がその伝統的表現法を理解するであろうという点が意図されている（例えば、「Ａ、ＢおよびＣのうち少なくとも一つを有するシステム」は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡとＢの両方、ＡとＣの両方、ＢとＣの両方、および／または、ＡとＢとＣのすべてなどを有するシステムを含むが、これに限定されない）。また、「Ａ、ＢまたはＣなどのうち少なくとも一つ」に類する伝統的表現法が使用される場合、一般に、そのような構造は、当業者がその伝統的表現法を理解するであろうという点が意図されている（例えば、「Ａ、ＢまたはＣのうち少なくとも一つを有するシステム」は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡとＢの両方、ＡとＣの両方、ＢとＣの両方、および／または、ＡとＢとＣのすべてなどを有するシステムを含むが、これに限定されない）。さらに、「二つ以上の代替用語を表す離接語および／または離接句は、一般的に（文脈上そうでないことが明らかでないかぎり）、明細書中であろうと、特許請求の範囲の中であろうと、図面中であろうと、それらの用語のうちの一つ、それらの用語のうちのいずれか、または、それらの用語の両方を含む可能性を意図すること」が当業者によって理解されるべきであろう。例えば、「ＡまたはＢ」との句は、「Ａ」「Ｂ」または「ＡおよびＢ」の可能性を含むことが一般的に理解されるであろう。
【０２１７】
添付の特許請求の範囲に関し、当業者であれば「請求項中に記載されている複数の動作は、一般的に任意の順序で行われてもよい」ことを理解できるであろう。また、「各種動作の流れがシーケンス中で提示されている場合であっても、当該各種動作は、図示されている順序とは異なる順序で実行してもよいし、または、並列的に実行してもよいこと」を理解すべきである。そうした代替順序の一例は、文脈上そうでないことが明らかでないかぎり、重複して（overlapping）、交互的に（interleaved）、割り込んで（interrupted）、再度順序づけされて（reordered）、逐次的に（incremental）、先立って（preparatory）、追加的に（supplemental）、同時に（simultaneous）、逆の順序で（reverse）、または、他のさまざまな順序で、行うことを含む。また、「〜に応答して」（responsiveto）、「〜に関連して」（related to）などの用語、または、過去形の形容詞は、文脈上そうでないことが明らかでないかぎり、そうした変形を排除することを意図しないことが通常である。
【０２１８】
上述の具体例の工程および／または装置および／または技術は、本願明細書の任意の箇所に開示された工程および／または装置および／または技術のより一般的な代表であると、当業者は理解するだろう。本願明細書の任意の箇所とは、特許請求の範囲および／または本願の任意の記載である。
【０２１９】
多様な態様および実施形態が本願明細書において開示されたが、その他の態様およびその他の実施形態は、当業者に明らかである。本願明細書に開示された上記多様な態様および実施形態は、説明を目的とするものであって限定を意図するものではなく、その真の範囲および精神は、特許請求の範囲によって示されている。
【図面の簡単な説明】
【０２２０】
【図１Ａ】一実施形態に係る核分裂反応炉の一部を切り欠いた斜視図である。
【図１Ｂ】一実施形態に係る核分裂反応炉の一部を切り欠いた斜視図である。
【図１Ｃ】一実施形態に係る核分裂反応炉の一部を切り欠いた斜視図である。
【図２】一実施形態に係る核分裂反応炉の炉心の上面断面図である。
【図３】一実施形態に係る核分裂反応炉の炉心の側面断面図である。
【図４】核分裂反応炉の出力分布を示すグラフである。
【図５】一実施形態に係る核分裂反応炉の制御アセンブリを示す模式図である。
【図６】一実施形態に係る核分裂反応炉の燃焼分布を示すグラフである。
【図７】一実施形態に係る核分裂反応炉内の中性子調整物質の量を示すグラフである。
【図８Ａ】一実施形態に係る核反応炉を制御する方法を示すフローチャートである。
【図８Ｂ】一実施形態に係る核反応炉を制御する方法を示すフローチャートである。
【図８Ｃ】一実施形態に係る核反応炉を制御する方法を示すフローチャートである。
【図８Ｄ】一実施形態に係る核反応炉を制御する方法を示すフローチャートである。
【図８Ｅ】一実施形態に係る核反応炉を制御する方法を示すフローチャートである。
【図８Ｆ】一実施形態に係る核反応炉を制御する方法を示すフローチャートである。
【図８Ｇ】一実施形態に係る核反応炉を制御する方法を示すフローチャートである。
【図８Ｈ】一実施形態に係る核反応炉を制御する方法を示すフローチャートである。
【図９Ａ】一実施形態に係る核反応炉の制御アセンブリを製造する方法を示すフローチャートである。
【図９Ｂ】一実施形態に係る核反応炉を制御する方法を示すフローチャートである。
【図９Ｃ】一実施形態に係る核反応炉を制御する方法を示すフローチャートである。
【図９Ｄ】一実施形態に係る核反応炉を制御する方法を示すフローチャートである。
【図９Ｅ】一実施形態に係る核反応炉を制御する方法を示すフローチャートである。
【図９Ｆ】一実施形態に係る核反応炉を制御する方法を示すフローチャートである。
【図９Ｇ】一実施形態に係る核反応炉を制御する方法を示すフローチャートである。
【図１０】一実施形態に係る核分裂反応炉の炉心を、制御アセンブリおよび中性子束プロファイルを含めて示す模式図である。
【図１１】一実施形態に係る核分裂反応炉の炉心を、制御アセンブリおよび中性子束プロファイルを含めて示す模式図である。
【図１２】一実施形態に係る核分裂反応炉の炉心を、制御アセンブリおよび中性子束プロファイルを含めて示す模式図である。
【図１３】本開示の実施方法を示すフローチャートである。
【図１Ａ】
0006751093.tif 000002
【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
0006751093.tif 000004
【図２】
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【図３】
0006751093.tif 000006
【図４】
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【図５】
0006751093.tif 000008
【図６】
0006751093.tif 000009
【図７】
0006751093.tif 000010
【図８Ａ】
0006751093.tif 000011
【図８Ｂ】
0006751093.tif 000012
【図８Ｃ】
0006751093.tif 000013
【図８Ｄ】
0006751093.tif 000014
【図８Ｅ】
0006751093.tif 000015
【図８Ｆ】
0006751093.tif 000016
【図８Ｇ】
0006751093.tif 000017
【図８Ｈ】
0006751093.tif 000018
【図９Ａ】
0006751093.tif 000019
【図９Ｂ】
0006751093.tif 000020
【図９Ｃ】
0006751093.tif 000021
【図９Ｄ】
0006751093.tif 000022
【図９Ｅ】
0006751093.tif 000023
【図９Ｆ】
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【図９Ｇ】
0006751093.tif 000025
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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