【手続補正書】
【提出日】平成30年2月16日(2018.2.16)
【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】
核反応から電力を生成する原子炉施設であって、
核分裂性燃料塩を含む炉心であって、上記核分裂性燃料塩はモル分率で少なくとも０．０１％のＵＣｌ４を含み、上記核分裂性燃料塩は８００℃未満の融点と約６１重量％のウラン含有量を有する、炉心と、
熱を上記核分裂性燃料塩から冷却材に運ぶよう構成された熱交換器と、を備える、原子炉施設。
【請求項２】
上記熱交換器は上記炉心の外部にあり、上記炉心は第一のパイプをさらに備えており、
上記第一のパイプは上記炉心の出口と上記熱交換器の入口とを流体的に接続し、燃料塩が上記炉心から上記熱交換器へ流れるようにする、請求項１に記載の原子炉施設。
【請求項３】
第二のパイプをさらに備えており、上記第二のパイプは上記炉心の入口と上記熱交換器の出口を流体的に接続し、冷却された燃料塩が上記熱交換器から上記炉心へ流れるようにする、請求項２に記載の原子炉施設。
【請求項４】
上記核分裂性燃料塩が溶融状態にあるとき、上記核分裂性燃料塩を移動させるよう構成された少なくとも１つのポンプをさらに備える、請求項１に記載の原子炉施設。
【請求項５】
上記冷却材の熱エネルギーを機械的エネルギーに変換するよう構成されたタービンと、
上記タービンに接続され、機械的エネルギーを電気に変換するよう構成された電気発生器と、をさらに備える、請求項１に記載の原子炉施設。
【請求項６】
核分裂性燃料塩を含む炉心であって、上記核分裂性燃料塩はモル分率で少なくとも０．０１％のＵＣｌ４を含み、上記核分裂性燃料塩は８００℃未満の融点と約６１重量％のウラン含有量を有する、炉心。
【請求項７】
上記ＵＣｌ４のモル分率はＵＣｌ４のモル分率で５％から１００％である、請求項６に記載の炉心。
【請求項８】
上記ＵＣｌ４のモル分率はＵＣｌ４のモル分率で１３％から７１％である、請求項７に記載の炉心。
【請求項９】
上記核分裂性燃料塩はモル分率が０％から３４％のＵＣｌ３を含む、請求項６に記載の炉心。
【請求項１０】
上記核分裂性燃料塩はモル分率が１２％から６７％のＮａＣｌを含む、請求項６に記載の炉心。
【請求項１１】
上記融点は３３０から５５０℃である、請求項６に記載の炉心。
【請求項１２】
上記融点は３３８から５００℃である、請求項１１に記載の炉心。
【請求項１３】
上記融点は３３８から４５０℃である、請求項１２に記載の炉心。
【請求項１４】
溶融塩化物燃料塩を用いて原子炉を運転する方法であって、
上記原子炉に対して目標有効中性子増倍率を特定する工程と、
修正溶融塩化物燃料塩を生成する工程であって、上記修正溶融塩化物燃料塩が全Ｃｌに対する３７Ｃｌの第一の比を有し、上記原子炉で用いられた場合、上記目標有効中性子増倍率を達成し、上記第一の比が天然に生じる全Ｃｌに対する３７Ｃｌの比とは異なる、工程と、
上記修正溶融塩化物燃料塩を用いて上記原子炉を運転する工程と、を含む、方法。
【請求項１５】
全Ｃｌに対する３７Ｃｌの第二の比を有する初期溶融塩化物燃料塩を用いて、上記原子炉に対して、初期有効中性子増倍率を決定する工程と、
上記初期有効中性子増倍率を上記目標有効中性子増倍率と比較する工程と、
上記比較する工程の結果に基づいて、上記第一の比を計算する工程と、をさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
上記修正溶融塩化物燃料塩は、第一の核分裂性塩化物化合物と第一の非核分裂性塩化物化合物を含む複数の異なる塩化物化合物を含み、上記生成する工程は、
全Ｃｌに対する３７Ｃｌの第二の比を有する上記第一の核分裂性塩化物化合物を生成する工程と、
全Ｃｌに対する３７Ｃｌの第三の比を有する上記第一の非核分裂性塩化物化合物を生成する工程と、
上記第一の核分裂性塩化物化合物と上記第一の非核分裂性塩化物化合物とを適当な量で混合して、全Ｃｌに対する３７Ｃｌの第一の比を有する上記修正溶融塩化物燃料塩を得る工程と、をさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
上記複数の異なる塩化物化合物は、上記第一の核分裂性塩化物化合物と、上記第一の非核分裂性塩化物化合物と、第二の核分裂性塩化物化合物とを含み、上記方法は、
全Ｃｌに対する３７Ｃｌの第四の比を有する上記第二の核分裂性塩化物化合物を生成する工程と、
上記第一の核分裂性塩化物化合物と、上記第一の非核分裂性塩化物化合物と、上記第二の核分裂性塩化物化合物とを適当な量で混合して全Ｃｌに対する３７Ｃｌの上記第一の比を有する上記修正溶融塩化物燃料塩を得る工程と、をさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
上記第一の核分裂性塩化物化合物は、ＵＣｌ４、ＵＣｌ３、ＵＣｌ３Ｆ、およびＵＣｌ２Ｆ２から選ばれる、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
上記第一の非核分裂性塩化物化合物は、ＮａＣｌ、ＭｇＣｌ２、ＣａＣｌ２、ＢａＣｌ２、ＫＣｌ、ＳｒＣｌ２、ＶＣｌ３、ＣｒＣｌ３、ＴｉＣｌ４、ＺｒＣｌ４、ＴｈＣｌ４、ＡｃＣｌ３、ＮｐＣｌ４、ＡｍＣｌ３、ＬａＣｌ３、ＣｅＣｌ３、ＰｒＣｌ３および／またはＮｄＣｌ３から選ばれる、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
上記修正溶融塩化物燃料塩は、ＵＣｌ４、ＵＣｌ３、ＵＣｌ３Ｆ、ＮａＣｌおよびそれらの混合物から選ばれる、請求項１４に記載の方法。
【請求項２１】
上記修正溶融塩化物燃料塩は、３４モル％ＵＣｌ３と６６モル％ＮａＣｌの混合物、４７．７モル％ＵＣｌ４と５２．３モル％ＮａＣｌの混合物、７１モル％ＵＣｌ４、１７モル％ＵＣｌ３、および１２モル％ＮａＣｌの混合物、４０．５モル％ＵＣｌ４、１７モル％ＵＣｌ３、ならびに４２．５モル％ＮａＣｌの混合物から選ばれる、請求項１４に記載の方法。
【請求項２２】
全Ｃｌに対する３７Ｃｌの比が２５モル％より大きい核分裂性燃料塩を含む、修正塩化物燃料。
【請求項２３】
上記核分裂性燃料塩における全Ｃｌに対する３７Ｃｌの比が７５モル％より大きい、請求項２２に記載の修正塩化物燃料。
【請求項２４】
上記核分裂性燃料塩における全Ｃｌに対する３７Ｃｌの比が、３０モル％、３５モル％、４０モル％、４５モル％、５０モル％、５５モル％、６０モル％、６５モル％、７０モル％、７５モル％、８０モル％、８５モル％、９０モル％、９５モル％、および９９モル％の中から選ばれる値より大きい、請求項２２に記載の修正塩化物燃料。
【請求項２５】
核反応から電力を生成する原子炉施設であって、
核分裂性燃料塩を含む炉心であって、上記核分裂性燃料塩がモル分率で少なくとも５％のＵＣｌ４を有し、上記核分裂性燃料塩は６００℃未満の融点を有する、炉心と、
熱を上記核分裂性燃料塩から冷却材に運ぶよう構成された熱交換器と、を備える、原子炉施設。
【請求項２６】
上記熱交換器は上記炉心の外部にあり、上記原子炉は第一のパイプをさらに備えており、
上記第一のパイプは上記炉心の出口と上記熱交換器の入口を流体的に接続し、燃料塩が上記炉心から上記熱交換器へ流れるようにする、請求項２５に記載の原子炉施設。
【請求項２７】
上記炉心の入口と上記熱交換器の出口を流体的に接続し、冷却された燃料塩が上記熱交換器から上記炉心へ流れるようにする第二のパイプをさらに備えている、請求項２６に記載の原子炉施設。
【請求項２８】
上記核分裂性燃料塩が溶融状態にあるとき、上記核分裂性燃料塩を移動させるよう構成された少なくとも１つのポンプをさらに備える、請求項２５に記載の原子炉施設。
【請求項２９】
上記冷却材の熱エネルギーを機械的エネルギーに変換するよう構成されたタービンと、
上記タービンに接続され、機械的エネルギーを電気に変換するよう構成された電気発生器と、をさらに備える、請求項２５に記載の原子炉施設。
【請求項３０】
核分裂性燃料塩を含む炉心であって、上記核分裂性燃料塩がモル分率で少なくとも５％のＵＣｌ４を有し、上記核分裂性燃料塩は６００℃未満の融点を有する、炉心。
【請求項３１】
上記ＵＣｌ４のモル分率はＵＣｌ４のモル分率で５％から１００％である、請求項３０に記載の炉心。
【請求項３２】
上記ＵＣｌ４のモル分率はＵＣｌ４のモル分率で１３％から７１％である、請求項３１に記載の炉心。
【請求項３３】
０モル％から３４モル％のＵＣｌ３をさらに含む、請求項３０に記載の炉心。
【請求項３４】
１２モル％から６７モル％のＮａＣｌをさらに含む、請求項３０に記載の炉心。
【請求項３５】
上記融点は３３０から５５０℃である、請求項３０に記載の炉心。
【請求項３６】
上記融点は３３８から５００℃である、請求項３５に記載の炉心。
【請求項３７】
上記融点は３３８から４５０℃である、請求項３６に記載の炉心。
【請求項３８】
モル分率が少なくとも５％のＵＣｌ４を含み、
融点が６００℃未満である、
核分裂性燃料塩。
【請求項３９】
上記ＵＣｌ４のモル分率は５モル％から１００モル％のＵＣｌ４である、請求項３８に記載の核分裂性燃料塩。
【請求項４０】
上記ＵＣｌ４のモル分率は１３モル％から７１モル％のＵＣｌ４である、請求項３９に記載の核分裂性燃料塩。
【請求項４１】
０モル％から３４モル％のＵＣｌ３をさらに含む、請求項３８に記載の核分裂性燃料塩。
【請求項４２】
１２モル％から６７モル％のＮａＣｌをさらに含む、請求項３８に記載の核分裂性燃料塩。
【請求項４３】
上記融点は３３０から５５０℃である、請求項３８に記載の核分裂性燃料塩。
【請求項４４】
上記融点は３３８から５００℃である、請求項４３に記載の核分裂性燃料塩。
【請求項４５】
上記融点は３３８から４５０℃である、請求項４４に記載の核分裂性燃料塩。
【請求項４６】
燃料塩を含む炉心を備え、
上記燃料塩は１〜１００モル％のＵＣｌ３Ｆである、溶融塩原子炉。
【請求項４７】
上記燃料塩は１５〜２０モル％のＵＣｌ３であり、残りは３５〜４５モル％のＮａＣｌと３５〜４５モル％のＵＣｌ３Ｆである、請求項４６に記載の溶融塩原子炉。
【請求項４８】
上記燃料塩は少なくとも５モル％のＵＣｌ３Ｆを含む、請求項４６に記載の溶融塩原子炉。
【請求項４９】
上記燃料塩は、ＵＣｌ４、ＵＣｌ３、ＵＣｌ２Ｆ２、ＴｈＣｌ４、ＵＢｒ３、ＵＢｒ４、ＵＣｌＦ３、非核分裂性塩化物化合物のうち１つ以上をさらに含む、請求項４８に記載の溶融塩原子炉。
【請求項５０】
上記非核分裂性塩化物化合物は、ＮａＣｌ、ＭｇＣｌ２、ＣａＣｌ２、ＢａＣｌ２、ＫＣｌ、ＳｒＣｌ２、ＶＣｌ３、ＣｒＣｌ３、ＴｉＣｌ４、ＺｒＣｌ４、ＴｈＣｌ４、ＡｃＣｌ３、ＮｐＣｌ４、ＡｍＣｌ３、ＬａＣｌ３、ＣｅＣｌ３、ＰｒＣｌ３および／またはＮｄＣｌ３から選ばれる、請求項４９に記載の溶融塩原子炉。
【請求項５１】
溶融燃料原子炉用の燃料塩であって、
少なくとも検出可能な量のＵＣｌ３Ｆと、
ＵＣｌ４、ＵＣｌ３、ＵＣｌ２Ｆ２、ＵＣｌＦ３、および、ＮａＣｌ、ＭｇＣｌ２、ＣａＣｌ２、ＢａＣｌ２、ＫＣｌ、ＳｒＣｌ２、ＶＣｌ３、ＣｒＣｌ３、ＴｉＣｌ４、ＺｒＣｌ４、ＴｈＣｌ４、ＡｃＣｌ３、ＮｐＣｌ４、ＡｍＣｌ３、ＬａＣｌ３、ＣｅＣｌ３、ＰｒＣｌ３、ＮｄＣｌ３から選ばれる非核分裂性塩のうち１つ以上と、から成り、
融点が８００℃未満である、燃料塩。
【請求項５２】
上記燃料塩は融点が５５０℃未満である、請求項５１に記載の燃料塩。
【請求項５３】
溶融燃料原子炉用の燃料塩であって、
少なくとも検出可能な量のＴｈＣｌ４と、
ＵＣｌ４、ＵＣｌ３、ＵＣｌ３Ｆのうち１つ以上と、を含む、燃料塩。
【請求項５４】
ＮａＣｌ、ＭｇＣｌ２、ＣａＣｌ２、ＢａＣｌ２、ＫＣｌ、ＳｒＣｌ２、ＶＣｌ３、ＣｒＣｌ３、ＴｉＣｌ４、ＺｒＣｌ４、ＴｈＣｌ４、ＡｃＣｌ３、ＮｐＣｌ４、ＡｍＣｌ３、ＬａＣｌ３、ＣｅＣｌ３、ＰｒＣｌ３、ＮｄＣｌ３から選ばれる１つ以上の非核分裂性塩をさらに含む、請求項５３に記載の燃料塩。
【請求項５５】
上記燃料塩の融点は５５０℃未満である、請求項５３に記載の燃料塩。
【請求項５６】
上記燃料塩は、溶融状態にあるあいだ、増殖燃焼反応を支えることができる、請求項５３に記載の燃料塩。
【請求項５７】
上記燃料塩中の塩化物は３７Ｃｌで濃縮されている、請求項５３に記載の燃料塩。
【請求項５８】
溶融燃料原子炉用の燃料塩であって、
少なくとも検出可能な量のＴｈＣｌ４と、
ＵＣｌ４、ＵＣｌ３、ＵＣｌ３Ｆ、および、ＮａＣｌ、ＭｇＣｌ２、ＣａＣｌ２、ＢａＣｌ２、ＫＣｌ、ＳｒＣｌ２、ＶＣｌ３、ＣｒＣｌ３、ＴｉＣｌ４、ＺｒＣｌ４、ＴｈＣｌ４、ＡｃＣｌ３、ＮｐＣｌ４、ＡｍＣｌ３、ＬａＣｌ３、ＣｅＣｌ３、ＰｒＣｌ３、ＮｄＣｌ３から選ばれる非核分裂性塩のうち１つ以上と、から成り、
融点が８００℃未満である、燃料塩。
【請求項５９】
ＵＣｌ３Ｆ、ＵＢｒ３、またはＵＢｒ４の少なくとも１つを検出可能な量を含む、核分裂性燃料塩。
【請求項６０】
ＵＢｒ３、ＵＢｒ４、およびＮａＢｒを含む、核分裂性燃料塩。
【請求項６１】
融点が３３０℃より高い、請求項６０に記載の核分裂性燃料塩。
【請求項６２】
上記ＵＢｒ３およびＵＢｒ４の少なくとも１つは濃縮された２３５Ｕを含む、請求項６０に記載の核分裂性燃料塩。
【請求項６３】
上記ＵＢｒ３およびＵＢｒ４の少なくとも１つは、１９％２３５Ｕを超えて濃縮されたウランを含む、請求項６２に記載の核分裂性燃料塩。
【請求項６４】
上記核分裂性燃料塩はモル分率で１７ＵＢｒ３−７１ＵＢｒ４−１２ＮａＢｒであり、上記ＵＢｒ３およびＵＢｒ４の一方または両方における上記ウランは濃縮されて１９．９９モル％２３５Ｕとなっている、請求項６３に記載の核分裂性燃料塩。
【請求項６５】
上記核分裂性燃料塩中の臭化物は７９Ｂｒまたは８１Ｂｒで濃縮されている、請求項６０に記載の核分裂性燃料塩。
【請求項６６】
上記核分裂性燃料塩中の臭化物イオンの９０モル％超、９５モル％超、９８モル％超、９９モル％超、または９９．９モル％超は７９Ｂｒまたは８１Ｂｒである、請求項６０に記載の核分裂性燃料塩。
【請求項６７】
塩化ウラン燃料塩を製造する方法であって、
ＵＣｌ４の生成を可能にする条件下で、ある量のＵＯ２を塩素および一酸化炭素と接触させ、それにより一定量のＵＣｌ４を得る工程と、
ＮａＣｌの生成を可能にする条件下で、ある量のＮａ２ＣＯ３を塩素および一酸化炭素と接触させ、それにより一定量のＮａＣｌを得る工程と、
一定量のＵＣｌ３を得るように、ＵＣｌ３の生成を可能にする条件下で、ある量のＳｉをＵＣｌ４と接触させる工程と、
少なくともいくらかの上記ＮａＣｌを、上記ＵＣｌ３およびＵＣｌ４の一方または両方の少なくともいくらかと適切に混合し、所望の塩化ウラン燃料塩を得る工程と、を含む、方法。
【請求項６８】
複数の上記接触させる工程のうち１つ以上で濃縮塩素を用いる工程をさらに含む、請求項６７に記載の方法。
【請求項６９】
上記濃縮塩素は２４モル％を超える３７Ｃｌ同位元素を含む、請求項６８に記載の方法。
【請求項７０】
上記ある量のＵＯ２を塩素および一酸化炭素と接触させる工程は、ある量の固体ＵＯ２を気体状の塩素と気体状の一酸化炭素と接触させる工程を含む、請求項６７に記載の方法。
【請求項７１】
上記ある量のＮａ２ＣＯ３を塩素および一酸化炭素と接触させる工程は、一定量の固体Ｎａ２ＣＯ３を気体状の塩素と気体状の一酸化炭素と接触させる工程を含む、請求項６７に記載の方法。
【請求項７２】
上記ある量のＳｉをＵＣｌ４と接触させる工程は、ある量の固体Ｓｉを液体ＵＣｌ４と接触させる工程を含む、請求項６７に記載の方法。
【請求項７３】
ＵＯ２を含む第一の容器、Ｎａ２ＣＯ３を含む第二の容器、Ｓｉを含む第三の容器を準備する工程と、
上記ＵＯ２の少なくともいくらかをＵＣｌ４に変換し、上記Ｎａ２ＣＯ３の少なくともいくらかをＮａＣｌに変換するように、Ｃｌ２およびＣＯを上記第一および第二の容器を通す工程と、
上記第一の容器の圧力および／または温度を調整して、上記ＵＯ２は固体として維持しつつ、少なくともいくらかのＵＣｌ４を昇華させる工程と、
ＵＣｌ４気体の少なくともいくらかを上記第二の容器に移す工程と、
上記Ｎａ２ＣＯ３を固体として維持しつつ、上記ＵＣｌ４とＮａＣｌを液体混合物に変換するように、上記第二の容器の圧力および／または温度を調整する工程と、
液体ＵＣｌ３−ＵＣｌ４−ＮａＣｌ燃料塩混合物を生成するように、少なくともいくらかの液体ＵＣｌ３および気体状ＳｉＣｌ４を生成するのに適した条件下で、上記ＵＣｌ４およびＮａＣｌの液体混合物の少なくともいくらかを上記第三の容器に移す工程と、を含む、塩化ウラン燃料塩を製造する方法。
【請求項７４】
上記Ｃｌ２およびＣＯを通す工程において濃縮塩素を用いる工程をさらに含む、請求項７３に記載の方法。
【請求項７５】
上記濃縮塩素は、２５モル％を超える３７Ｃｌ同位元素を含む、請求項７４に記載の方法。
【請求項７６】
請求項１の諸工程を制御して、上記ＵＣｌ３−ＵＣｌ４−ＮａＣｌ燃料塩混合物中のＵＣｌ３、ＵＣｌ４、ＮａＣｌの所望の相対量を得る工程をさらに含む、請求項７３に記載の方法。
【請求項７７】
上記ＵＯ２のすべてがＵＣｌ４に変換される、請求項７３に記載の方法。
【請求項７８】
上記ＳｉのすべてがＳｉＣｌ４に変換される、請求項７３に記載の方法。
【請求項７９】
塩化ウラン燃料塩を製造するシステムであって、
ＵＯ２含有容器と、
Ｎａ２ＣＯ３含有容器と、
Ｃｌ２気体源と、
ＣＯ気体源と、を備え、
上記ＵＯ２含有容器と上記Ｎａ２ＣＯ３含有容器が接続されて、Ｃｌ２気体とＣＯ気体とを受け取る、システム。
【請求項８０】
上記ＵＯ２含有容器と上記Ｎａ２ＣＯ３含有容器の１つまたは両方に接続されたＳｉ含有容器をさらに備える、請求項７９に記載のシステム。
【請求項８１】
ＵＣｌ４を昇華させるのに十分なように上記ＵＯ２含有容器内の圧力および／または温度を調整でき、ＵＣｌ４およびＮａＣｌを融かすのに十分なように上記Ｎａ２ＣＯ３含有容器の圧力および／または温度を調整できる環境制御システムをさらに備え、
上記ＵＯ２含有容器は上記Ｎａ２ＣＯ３含有容器に接続されて、上記Ｃｌ２気体とＣＯ気体とが上記ＵＯ２含有容器から上記Ｎａ２ＣＯ３含有容器へと制御可能に運ばれるようになっており、上記Ｎａ２ＣＯ３含有容器は上記Ｓｉ含有容器に接続されて、液体が上記Ｎａ２ＣＯ３含有容器から上記Ｓｉ含有容器へ制御可能に運ばれるようになっている、請求項８０に記載のシステム。
【請求項８２】
上記Ｃｌ２気体源から得られる上記Ｃｌ２気体は、全Ｃｌに対する３７Ｃｌの比が２４％と異なる修正Ｃｌ２気体である、請求項８１に記載のシステム。
【請求項８３】
上記修正Ｃｌ２気体は、全Ｃｌに対する３７Ｃｌの比が２５％より大きい、請求項８２に記載のシステム。
【請求項８４】
上記修正Ｃｌ２気体は、全Ｃｌに対する３７Ｃｌの比が２３％より小さい、請求項８２に記載のシステム。
【請求項８５】
燃料入口と燃料出口とを有する炉心部を備え、上記燃料入口と上記燃料出口は、溶融塩化物核燃料塩を上記炉心部を通して流すよう配置されており、上記溶融塩化物核燃料塩は、ＵＣｌ４と付加的な塩化ウランまたは付加的な金属塩化物の少なくとも１つとの混合物を含み、上記ＵＣｌ４と上記付加的な塩化ウランまたは上記付加的な金属塩化物の少なくとも１つとの混合物は、ＵＣｌ４含有量がモル分率で５％より大きい、高速スペクトル溶融塩原子炉。
【請求項８６】
上記ＵＣｌ４と少なくとも１つの付加的な金属塩化物との混合物中のウラン濃度は６１重量％より大きい、請求項８５に記載の高速スペクトル溶融塩原子炉。
【請求項８７】
上記付加的な塩化ウランはＵＣｌ３を含む、請求項８５に記載の高速スペクトル溶融塩原子炉。
【請求項８８】
上記ＵＣｌ４と付加的な塩化ウランまたは付加的な金属塩化物の少なくとも１つとの混合物は、８２ＵＣｌ４‐１８ＵＣｌ３の組成を有している、請求項８７に記載の高速スペクトル溶融塩原子炉。
【請求項８９】
上記ＵＣｌ４と付加的な塩化ウランまたは付加的な金属塩化物の少なくとも１つとの混合物は、１７ＵＣｌ３‐７１ＵＣｌ４‐１２ＮａＣｌの組成を有している、請求項８７に記載の高速スペクトル溶融塩原子炉。
【請求項９０】
上記ＵＣｌ４と付加的な塩化ウランまたは付加的な金属塩化物の少なくとも１つとの混合物は、５０ＵＣｌ４‐５０ＮａＣｌの組成を有している、請求項８５に記載の高速スペクトル溶融塩原子炉。
【請求項９１】
上記付加的な金属塩化物は、ＮａＣｌ、ＭｇＣｌ２、ＣａＣｌ２、ＢａＣｌ２、ＫＣｌ、ＳｒＣｌ２、ＶＣｌ３、ＣｒＣｌ３、ＴｉＣｌ４、ＺｒＣｌ４、ＴｈＣｌ４、ＡｃＣｌ３、ＮｐＣｌ４、ＰｕＣｌ３、ＡｍＣｌ３、ＬａＣｌ３、ＣｅＣｌ３、ＰｒＣｌ３、またはＮｄＣｌ３の少なくとも１つを含む、請求項８５に記載の高速スペクトル溶融塩原子炉。
【請求項９２】
上記ＵＣｌ４と付加的な塩化ウランまたは付加的な金属塩化物の少なくとも１つとの混合物は、付加的な金属塩化物濃度が、上記付加的な金属塩化物の沈殿濃度以下である、請求項８５に記載の高速スペクトル溶融塩原子炉。
【請求項９３】
上記ＵＣｌ４と付加的な塩化ウランまたは付加的な金属塩化物の少なくとも１つとの混合物は、融解温度が８００℃未満である、請求項８５に記載の高速スペクトル溶融塩原子炉。
【請求項９４】
選択された融解温度が３３０℃を超える、請求項９３に記載の高速スペクトル溶融塩原子炉。
【請求項９５】
溶融塩化物核燃料塩内でウラン・プルトニウムサイクルによって増殖燃焼反応が行われる、請求項８５に記載の高速スペクトル溶融塩原子炉。
【請求項９６】
上記溶融塩化物核燃料塩は、上記高速スペクトル溶融塩原子炉で用いられると目標有効中性子増倍率を達成するよう、全Ｃｌに対する３７Ｃｌの第一の比を有し、上記第一の比は天然に生じる全Ｃｌに対する３７Ｃｌの比とは異なる、請求項８５に記載の高速スペクトル溶融塩原子炉。
【請求項９７】
ある量のＵＣｌ４を準備する工程と、
付加的な塩化ウランまたは付加的な金属塩化物のうち少なくとも１つをある量準備する工程と、
上記ある量のＵＣｌ４を付加的な塩化ウランまたは付加的な金属塩化物のうち上記少なくとも１つの上記ある量と混合して、ＵＣｌ４含有量がモル分率で５％より大きい溶融塩化物核燃料塩を作る工程と、
上記ＵＣｌ４含有量がモル分率で５％より大きい溶融塩化物核燃料塩を高速スペクトル溶融塩原子炉の少なくとも１つの炉心部に供給する工程と、を含む、高速スペクトル溶融塩原子炉に燃料を供給する、方法。
【請求項９８】
上記付加的な塩化ウランまたは付加的な金属塩化物のうち少なくとも１つをある量準備する工程は、ある量のＵＣｌ３を準備する工程を含む、請求項９７に記載の方法。
【請求項９９】
上記付加的な塩化ウランまたは付加的な金属塩化物のうち少なくとも１つをある量準備する工程は、ＮａＣｌ、ＭｇＣｌ２、ＣａＣｌ２、ＢａＣｌ２、ＫＣｌ、ＳｒＣｌ２、ＶＣｌ３、ＣｒＣｌ３、ＴｉＣｌ４、ＺｒＣｌ４、ＴｈＣｌ４、ＡｃＣｌ３、ＮｐＣｌ４、ＰｕＣｌ３、ＡｍＣｌ３、ＬａＣｌ３、ＣｅＣｌ３、ＰｒＣｌ３、またはＮｄＣｌ３のうち少なくとも１つのある量を準備する工程を含む、請求項９７に記載の方法。
【請求項１００】
上記ある量のＵＣｌ４を付加的な塩化ウランまたは付加的な金属塩化物のうち上記少なくとも１つの上記ある量と混合して、ＵＣｌ４含有量がモル分率で５％より大きい溶融塩化物核燃料塩を作る上記工程は、上記ある量のＵＣｌ４を付加的な塩化ウランまたは付加的な金属塩化物のうち上記少なくとも１つの上記ある量と混合して、ＵＣｌ４含有量がモル分率で５％より大きく融解温度が３３０℃から８００℃のあいだの溶融塩化物核燃料塩を作る工程を含む、請求項９７に記載の方法。
【請求項１０１】
上記ある量のＵＣｌ４を付加的な塩化ウランまたは付加的な金属塩化物のうち上記少なくとも１つの上記ある量と混合して、ＵＣｌ４含有量がモル分率で５％より大きい溶融塩化物核燃料塩を作る上記工程は、上記ある量のＵＣｌ４を付加的な塩化ウランまたは付加的な金属塩化物のうち上記少なくとも１つの上記ある量と混合して、８２ＵＣｌ４−１８ＵＣｌ３の組成を有する溶融塩化物核燃料塩を作る工程を含む、請求項９７に記載の方法。
【請求項１０２】
上記ある量のＵＣｌ４を付加的な塩化ウランまたは付加的な金属塩化物のうち上記少なくとも１つの上記ある量と混合して、ＵＣｌ４含有量がモル分率で５％より大きい溶融塩化物核燃料塩を作る上記工程は、上記ある量のＵＣｌ４を付加的な塩化ウランまたは付加的な金属塩化物のうち上記少なくとも１つの上記ある量と混合して、１７ＵＣｌ３−７１ＵＣｌ４−１２ＮａＣｌの組成を有する溶融塩化物核燃料塩を作る工程を含む、請求項９７に記載の方法。
【請求項１０３】
上記ある量のＵＣｌ４を付加的な塩化ウランまたは付加的な金属塩化物のうち上記少なくとも１つの上記ある量と混合して、ＵＣｌ４含有量がモル分率で５％より大きい溶融塩化物核燃料塩を作る上記工程は、上記ある量のＵＣｌ４を付加的な塩化ウランまたは付加的な金属塩化物のうち上記少なくとも１つの上記ある量と混合して、５０ＵＣｌ４‐５０ＮａＣｌの組成を有する溶融塩化物核燃料塩を生成する工程を含む、請求項９７に記載の方法。
【請求項１０４】
上記ある量のＵＣｌ４を付加的な塩化ウランまたは付加的な金属塩化物のうち上記少なくとも１つの上記ある量と混合する上記工程は、上記高速スペクトル溶融塩原子炉の内部で、上記ある量のＵＣｌ４を付加的な塩化ウランまたは付加的な金属塩化物のうち上記少なくとも１つの上記ある量と混合する工程を含む、請求項９７に記載の方法。
【請求項１０５】
上記ある量のＵＣｌ４を付加的な塩化ウランまたは付加的な金属塩化物のうち上記少なくとも１つの上記ある量と混合する上記工程は、上記高速スペクトル溶融塩原子炉の外部で、上記ある量のＵＣｌ４を付加的な塩化ウランまたは付加的な金属塩化物のうち上記少なくとも１つの上記ある量と混合する工程を含む、請求項９７に記載の方法。
【請求項１０６】
上記ある量のＵＣｌ４を準備する工程と、上記付加的な塩化ウランまたは上記付加的な金属塩化物のうち少なくとも１つを上記ある量準備する工程とは、上記高速スペクトル溶融塩原子炉で用いられると目標有効中性子増倍率を達成するよう、全Ｃｌに対する３７Ｃｌの第一の比を定め、上記第一の比は天然に生じる全Ｃｌに対する３７Ｃｌの比とは異なる工程を含む、請求項９７に記載の方法。
【請求項１０７】
高速スペクトル溶融塩原子炉で用いられる溶融塩化物燃料であって、
ある量のＵＣｌ４を準備する工程と、
付加的な塩化ウランまたは付加的な金属塩化物のうち少なくとも１つをある量準備する工程と、
上記ある量のＵＣｌ４を付加的な塩化ウランまたは付加的な金属塩化物のうち上記少なくとも１つの上記ある量と混合して、ＵＣｌ４含有量がモル分率で５％より大きい溶融塩化物核燃料塩を作る工程と、を含む方法により調製される、溶融塩化物燃料。
【請求項１０８】
塩化ウラン燃料塩を製造する方法であって、
ＵＯ２およびＮＨ４Ｃｌの混合物を準備する工程と、
少なくともいくらかの（ＮＨ４）２ＵＣｌ６を生成するのに十分な条件下で、上記混合物をＨＣｌに曝す工程と、
少なくともいくらかの上記（ＮＨ４）２ＵＣｌ６をＵＣｌ４に変換するのに十分な温度で、かつ十分な期間、上記（ＮＨ４）２ＵＣｌ６を加熱する工程と、を含む、方法。
【請求項１０９】
上記混合物をＨＣｌに曝す工程は、少なくともいくらかの（ＮＨ４）２ＵＣｌ６を生成するのに十分な温度で、かつ十分な期間、上記混合物を、ＨＣｌの存在下、加熱する工程をさらに含む、請求項１０８に記載の方法。
【請求項１１０】
上記混合物をＨＣｌに曝す工程は、上記混合物を、ＨＣｌの存在下、１００℃まで少なくとも１時間加熱する工程をさらに含む、請求項１０９に記載の方法。
【請求項１１１】
上記（ＮＨ４）２ＵＣｌ６を加熱する工程は、上記（ＮＨ４）２ＵＣｌ６を２００から５００℃で加熱する工程をさらに含む、請求項１０８に記載の方法。
【請求項１１２】
上記（ＮＨ４）２ＵＣｌ６を加熱する工程は、上記（ＮＨ４）２ＵＣｌ６を２５０から３５０℃で加熱する工程をさらに含む、請求項１０８に記載の方法。
【請求項１１３】
上記（ＮＨ４）２ＵＣｌ６を加熱する工程は、上記（ＮＨ４）２ＵＣｌ６を、２００℃より高いが上記（ＮＨ４）２ＵＣｌ６またはＵＣｌ４が融ける温度よりは低い温度まで加熱する工程をさらに含む、請求項１０８に記載の方法。
【請求項１１４】
上記混合物をＨＣｌに曝す工程は、ＨＣｌ気体を生成するのに十分な条件下で、無水ＣａＣｌ２をＨＣｌ水溶液に接触させる工程をさらに含む、請求項１０８に記載の方法。
【請求項１１５】
接触させる工程は、上記混合物も含む原子炉内で無水ＣａＣｌ２のペレットをＨＣｌ水溶液の中に置く工程と、
上記原子炉を１００℃まで少なくとも１時間、加熱する工程と、をさらに含む、請求項１１４に記載の方法。
【請求項１１６】
上記ＨＣｌまたは上記ＮＨ４Ｃｌの１つ以上は、全Ｃｌに対する３７Ｃｌの比が２５％より大きい、請求項１０８に記載の方法。
【請求項１１７】
ＵＣｌ３Ｆを製造する方法であって、
第一の量のＵＣｌ４を調製する工程と、
第二の量のＵＦ４を調製する工程と、
ＵＣｌ４三部をＵＦ４一部と合わせる工程と、
合わせられたＵＣｌ４とＵＦ４を一定期間混合して、ＵＣｌ３Ｆを得る工程と、を含む、方法。
【請求項１１８】
混合する工程は、上記合わせられたＵＣｌ４とＵＦ４を、ボールミル、ロッドミル、自生粉砕ミル、ＳＡＧミル、ペブルミル、ロールグラインダー、スタンプミルの１つ以上において混合する工程をさらに含む、請求項１１７に記載の方法。
【請求項１１９】
混合する工程は、上記合わせられたＵＣｌ４とＵＦ４を、不活性ガス環境内で混合する工程をさらに含む、請求項１１７に記載の方法。
【請求項１２０】
上記ＵＣｌ４とＵＦ４は、固体状態で合わせられ混合される、請求項１１７に記載の方法。
【請求項１２１】
上記ＵＣｌ４とＵＦ４は、液体状態で合わせられ混合される、請求項１１７に記載の方法。
【請求項１２２】
ウラン燃料塩を製造する方法であって、
ＵＯ２、ＮＨ４ＨＦ２およびＮＨ４Ｃｌの混合物を準備する工程と、
少なくともいくらかの（ＮＨ４）２ＵＣｌ５Ｆを生成するのに十分な条件下で、上記混合物をＨＣｌに曝す工程と、
少なくともいくらかの上記（ＮＨ４）２ＵＣｌ５ＦをＵＣｌ３Ｆに変換するのに十分な温度まで、かつ十分な期間、上記（ＮＨ４）２ＵＣｌ５Ｆを加熱する工程と、を含む、方法。
【請求項１２３】
上記混合物をＨＣｌに曝す工程は、少なくともいくらかの（ＮＨ４）２ＵＣｌ５Ｆを生成するのに十分な温度まで、かつ十分な期間、ＨＣｌの存在下で、上記混合物を加熱する工程をさらに含む、請求項１２２に記載の方法。
【請求項１２４】
上記混合物をＨＣｌに曝す工程は、ＨＣｌの存在下で、上記混合物を１００℃まで少なくとも１時間加熱する工程をさらに含む、請求項１２３に記載の方法。
【請求項１２５】
上記（ＮＨ４）２ＵＣｌ５Ｆを加熱する工程は、上記（ＮＨ４）２ＵＣｌ５Ｆを２００から５００℃で加熱する工程をさらに含む、請求項１２２に記載の方法。
【請求項１２６】
上記（ＮＨ４）２ＵＣｌ５Ｆを加熱する工程は、上記（ＮＨ４）２ＵＣｌ５Ｆを２５０から３５０℃で加熱する工程をさらに含む、請求項１２２に記載の方法。
【請求項１２７】
上記（ＮＨ４）２ＵＣｌ５Ｆを加熱する工程は、上記（ＮＨ４）２ＵＣｌ５Ｆを、２００℃より高いが上記（ＮＨ４）２ＵＣｌ５ＦまたはＵＣｌ４が融ける温度よりは低い温度まで加熱する工程をさらに含む、請求項１２２に記載の方法。
【請求項１２８】
上記混合物をＨＣｌに曝す工程は、ＨＣｌ気体を生成するのに十分な条件下で、無水ＣａＣｌ２をＨＣｌ水溶液に接触させる工程をさらに含む、請求項１２２に記載の方法。
【請求項１２９】
接触させる工程は、上記混合物も含む原子炉内で無水ＣａＣｌ２のペレットをＨＣｌ水溶液の中に置く工程と、
上記原子炉を１００℃まで少なくとも１時間で加熱する工程と、をさらに含む、請求項１２８に記載の方法。
【請求項１３０】
上記ＨＣｌまたは上記ＮＨ４Ｃｌの１つ以上は、全Ｃｌに対する３７Ｃｌの比が２５％より大きい、請求項１２２に記載の方法。
【請求項１３１】
原子炉内の腐食を、第一アニオンおよび核分裂性カチオンを有する塩の形態の核燃料を用いて減少させる方法であって、
上記原子炉内で溶融塩と接触する物質を特定する工程と、
特定された物質に基づいて、上記物質中の少なくとも１つの物質カチオンを決定する工程と、
上記核燃料内に、上記第一アニオンおよび上記物質カチオンからなる腐食防止塩を含ませる工程と、を含む、方法。
【請求項１３２】
含ませる工程は、上記核燃料に溶解し得る最大量の上記腐食防止塩を、上記核燃料に含ませる工程をさらに含む、請求項１３１に記載の方法。
【請求項１３３】
上記物質はモリブデン合金であり、上記物質カチオンはモリブデンである、請求項１３１に記載の方法。
【請求項１３４】
上記物質はニッケル合金であり、上記物質カチオンはニッケルである、請求項１３１に記載の方法。
【請求項１３５】
上記物質は鉄合金であり、上記物質カチオンは鉄である、請求項１３１に記載の方法。
【請求項１３６】
上記物質はクロム合金であり、上記物質カチオンはクロムである、請求項１３１に記載の方法。
【請求項１３７】
上記第一アニオンはＣｌ、Ｆ、Ｂｒ、およびそれらの組み合わせの中から選ばれる、請求項１３１に記載の方法。
【請求項１３８】
溶融塩原子炉を運転する方法であって、
上記溶融塩原子炉の炉心内の溶融塩内の増殖燃焼反応を維持する工程と、
上記溶融塩の分子の少なくとも１つの濃度を決定するように、スペシエーション法を用いて少なくともいくらかの溶融塩を分析する工程と、
決定された少なくとも１つの濃度に基づいて、上記溶融塩原子炉の運転パラメータを調整する工程と、を含む、方法。
【請求項１３９】
分析する工程は、ラマン分光法、吸光度分光法、レーザーアブレーション分光法、レーザー誘導破壊分光法、ＩＲ分光法、および、電気化学の１つ以上を用いて、上記少なくともいくらかの溶融塩を分析する工程をさらに含む、請求項１３８に記載の方法。
【請求項１４０】
ラマンプローブを用いてモニタリングする工程をさらに含み、
上記ラマンプローブは上記炉心内に位置している、請求項１３８に記載の方法。
【請求項１４１】
分析する工程は、
上記少なくともいくらかの溶融塩を上記炉心から除去する工程と、
上記少なくともいくらかの溶融塩を分析する工程と、
分析後、上記少なくともいくらかの溶融塩を上記炉心に戻す工程と、をさらに含む、請求項１３８に記載の方法。
【請求項１４２】
上記運転パラメータは、温度、燃料塩の交換速度、押しのけ素子の位置、上記燃料塩の反応度、および添加物の上記炉心への供給速度の１つ以上から選ばれる、請求項１３８に記載の方法。
【請求項１４３】
核燃料塩の融点よりも高い第一の温度において上記核燃料塩を含むように構成された炉心部と、
上記炉心部へのアクセスを可能にするアクセスポートと、
上記アクセスポート内にあって上記アクセスポートを通る流れを妨げる凍結栓と、を備え、
上記凍結栓は固体であり、上記第一の温度にある上記核燃料塩と反応しない物質からできており、
上記物質は、上記第一の温度より高い第二温度が融点である、高速スペクトル溶融塩原子炉。
【請求項１４４】
上記アクセスポートを介して上記炉心部と接続されている中性子吸収物質供給源であって、上記凍結栓が融けると、上記中性子吸収物質の少なくともいくらかが上記アクセスポートを通って上記炉心部へ流れ込むようになっている中性子吸収物質供給源をさらに備える、請求項１４３に記載の高速スペクトル溶融塩原子炉。
【請求項１４５】
上記中性子吸収物質供給源は上記炉心部の上にあり、上記凍結栓が融けると、中性子吸収物質が重力によって上記炉心部へ流れ込む、請求項１４４に記載の高速スペクトル溶融塩原子炉。
【請求項１４６】
上記アクセスポートを介して上記炉心部と接続されているダンプタンクであって、上記凍結栓が融けると、溶融燃料塩が上記炉心部から上記ダンプタンクへ流れ込むようになっているダンプタンクをさらに備える、請求項１４３に記載の高速スペクトル溶融塩原子炉。
【請求項１４７】
上記ダンプタンクは上記炉心部の下にあり、上記凍結栓が融けると、溶融燃料塩が重力によってダンプタンクへ流れ込む、請求項１４６に記載の高速スペクトル溶融塩原子炉。
【請求項１４８】
上記凍結栓が融けると、溶融塩が圧力により上記ダンプタンクに流れ込むように、上記炉心部内の上記核燃料塩は第一の圧力で保たれ、上記ダンプタンクは、上記第一の圧力より低い第二の圧力で保たれている、請求項１４６に記載の高速スペクトル溶融塩原子炉。
【請求項１４９】
核燃料塩の融点よりも高い第一の温度において核燃料塩を含むように構成された炉心部と、
上記炉心部へのアクセスを可能にするアクセスポートと、
上記アクセスポート内にあり、上記第一の温度と、上記第一の温度より低い第二の温度とのあいだに融点を有する安全物質と、
上記安全物質を上記第二の温度において固体形状に保つことによって上記アクセスポートを通る流れを妨げる冷却部品と、を備える、高速スペクトル溶融塩原子炉。
【請求項１５０】
上記冷却部品は、上記安全物質を上記第二の温度に保つために電源装置からの電力を必要とする能動的部品である、請求項１４９に記載の高速スペクトル溶融塩原子炉。
【請求項１５１】
上記核燃料塩の温度の分析に基づいて上記冷却部品への電力供給を切断するコントローラをさらに備える、請求項１５０に記載の高速スペクトル溶融塩原子炉。
【請求項１５２】
上記アクセスポートを介して上記炉心部と接続されている中性子吸収物質供給源であって、上記安全物質が融けると、中性子吸収物質が上記炉心部へ流れ込むようになっている中性子吸収物質供給源をさらに備える、請求項１４９に記載の高速スペクトル溶融塩原子炉。
【請求項１５３】
上記中性子吸収物質供給源は上記炉心部の上にあり、上記安全物質が融けると、中性子吸収物質が重力によって上記炉心部へ流れ込む、請求項１５２に記載の高速スペクトル溶融塩原子炉。
【請求項１５４】
気体状および固体状核分裂生成物を含む照射後燃料塩を精製する方法であって、
ドレインタンクへ少なくともいくらかの照射後燃料塩を運ぶ工程と、
担体／核分裂生成物ガス混合物と、上記照射後燃料塩に比べて気体状核分裂生成物の量が減った脱ガス燃料塩とを生成するように、上記ドレインタンクの燃料塩を担体ガスと接触させる工程と、
核分裂生成物固体を除去して濾過後燃料塩を得るように、上記脱ガス燃料塩を濾過する工程と、
上記濾過後燃料塩を上記ドレインタンクへ運ぶ工程と、
上記濾過する工程中、気体状ＵＣｌ４を集める工程と、
上記ドレインタンクから得られた燃料塩に含ませて、高濃度ＵＣｌ４燃料塩を生成するように上記気体状ＵＣｌ４を凝縮する工程と、
上記ドレインタンクへ上記高濃度ＵＣｌ４燃料塩を運ぶ工程と、
少なくともいくらかの燃料塩を上記ドレインタンクから炉心へ運ぶ工程と、を含む、方法。
【請求項１５５】
上記方法は継続的に行われる、請求項１５４に記載の方法。
【請求項１５６】
上記照射後燃料塩を運ぶ工程、上記接触させる工程、上記濾過する工程、上記濾過後燃料塩を運ぶ工程、上記集める工程、上記凝縮する工程、上記高濃度ＵＣｌ４燃料塩を運ぶ工程、上記ドレインタンクから上記炉心へ運ぶ工程の少なくとも１つは、バッチ操作として行われる、請求項１５４に記載の方法。
【請求項１５７】
上記担体／核分裂生成物ガス混合物から少なくともいくらかの核分裂生成物を分離して、分離された担体ガス混合物を得ることにより、上記担体／核分裂生成物ガス混合物から上記担体ガスを回収する工程をさらに含む、請求項１５４に記載の方法。
【請求項１５８】
上記担体ガスはヘリウムである、請求項１５７に記載の方法。
【請求項１５９】
上記回収する工程は、上記担体／核分裂生成物ガス混合物を、活性炭素を含む１つ以上の容器に通す工程を含む、請求項１５７に記載の方法。
【請求項１６０】
上記回収する工程は、上記ドレインタンクから得られた燃料塩を上記分離された担体ガス混合物と接触させる工程をさらに含む、請求項１５７に記載の方法。
【請求項１６１】
選択された気体状核分裂生成物の濃度が所定の閾値未満に下がるまで、一定期間、上記担体／核分裂生成物ガス混合物を保持する工程をさらに含む、請求項１５４に記載の方法。
【請求項１６２】
上記選択された気体状核分裂生成物は１３５Ｘｅである、請求項１６１に記載の方法。
【請求項１６３】
上記所定の閾値は、上記接触させる工程によって生成された上記担体／核分裂生成物ガス混合物中の選択された気体状核分裂生成物の上記濃度が５モル％である、請求項１６１に記載の方法。
【請求項１６４】
溶融塩原子炉を運転する方法であって、
上記溶融塩原子炉の炉心部に、単位質量当たりの活性が、閾値量未満の第一活性である一定量の核燃料塩を充填する工程と、
得られる混合物の上記単位質量当たりの活性が所定の閾値以上になるようにするために、上記核燃料塩において核反応を開始する前に、少なくとも１つの放射性同位元素を上記核燃料塩に添加する工程と、を含む、方法。
【請求項１６５】
上記少なくとも１つの放射性同位元素はランタニドを含む、請求項１６４に記載の方法。
【請求項１６６】
上記添加する工程は、少なくとも１つの放射性同位元素に溶融燃料塩を混合して、得られる同位元素／溶融燃料塩混合物の性能指数（ＦＯＭ）閾値が＜１．０であるようにする工程をさらに含む、請求項１６４に記載の方法。
【請求項１６７】
上記ＦＯＭ閾値が０．９９未満である、請求項１６６に記載の方法。
【請求項１６８】
上記ＦＯＭ閾値が０．９８未満である、請求項１６６に記載の方法。
【請求項１６９】
上記ＦＯＭ閾値が０．９５未満である、請求項１６６に記載の方法。
【請求項１７０】
上記ＦＯＭ閾値が０．９０未満である、請求項１６６に記載の方法。
【請求項１７１】
上記ＦＯＭ閾値が０．８０未満である、請求項１６６に記載の方法。
【請求項１７２】
上記閾値は１メートル当たり１００ｒａｄｓ／ｈｏｕｒ以上である、請求項１６４に記載の方法。
【請求項１７３】
上記閾値は１メートル当たり５００ｒａｄｓ／ｈｏｕｒ以上である、請求項１６４に記載の方法。
【請求項１７４】
上記閾値は１メートル当たり１０００ｒａｄｓ／ｈｏｕｒ以上である、請求項１６４に記載の方法。
【請求項１７５】
上記放射性同位元素は、セシウム１３７またはヨウ素１２１のうち１つ以上を含む、請求項１６４に記載の方法。
【請求項１７６】
燃料入口と燃料出口とを有する炉心部を備え、上記燃料入口および上記燃料出口は、自機の始動時に、溶融核燃料塩と少なくとも一種のランタニドとの混合物を、上記炉心部を通して流すよう配置されている、高速スペクトル溶融塩原子炉。
【請求項１７７】
上記少なくとも一種のランタニドは、Ｌａ、Ｃｅ、ＰｒまたはＮｄのうち少なくとも１つを含む、請求項１７６に記載の高速スペクトル溶融塩原子炉。
【請求項１７８】
溶融核燃料塩と少なくとも一種のランタニドとの上記混合物は、上記溶融核燃料塩と少なくとも一種のランタニド塩化物とを混合することにより作られた、溶融核燃料塩と少なくとも一種のランタニドとの混合物を含む、請求項１７６に記載の高速スペクトル溶融塩原子炉。
【請求項１７９】
上記少なくとも一種のランタニド塩化物は、ＬａＣｌ３、ＣｅＣｌ３、ＰｒＣｌ３またはＮｄＣｌ３の少なくとも１つを含む、請求項１７８に記載の高速スペクトル溶融塩原子炉。
【請求項１８０】
溶融核燃料塩と少なくとも一種のランタニドとの上記混合物は、ランタニド濃度が０．１から１０重量％のあいだである、溶融核燃料塩と少なくとも一種のランタニドとの混合物を含む、請求項１７６に記載の高速スペクトル溶融塩原子炉。
【請求項１８１】
ランタニド濃度が０．１から１０重量％のあいだである、溶融核燃料塩と少なくとも一種のランタニドとの混合物は、ランタニド濃度が４から８重量％のあいだである、溶融核燃料塩と少なくとも一種のランタニドとの混合物を含む、請求項１８０に記載の高速スペクトル溶融塩原子炉。
【請求項１８２】
溶融核燃料塩と上記少なくとも一種のランタニドとの上記混合物は、上記高速スペクトル溶融塩原子炉の外部で作られる、請求項１７６に記載の高速スペクトル溶融塩原子炉。
【請求項１８３】
溶融核燃料塩と上記少なくとも一種のランタニドとの上記混合物は、上記高速スペクトル溶融塩原子炉の内部で作られる、請求項１７６に記載の高速スペクトル溶融塩原子炉。
【請求項１８４】
上記燃料入口と上記燃料出口は、上記高速スペクトル溶融塩原子炉の選択された反応度閾値に達する前に、溶融核燃料塩と少なくとも一種のランタニドとの混合物を上記炉心部を通して流すよう配置されている、請求項１７６に記載の高速スペクトル溶融塩原子炉。
【請求項１８５】
上記燃料入口と上記燃料出口は、上記高速スペクトル溶融塩原子炉の臨界に達する前に、溶融核燃料塩と少なくとも一種のランタニドとの混合物を上記炉心部を通して流すよう配置されている、請求項１７６に記載の高速スペクトル溶融塩原子炉。
【請求項１８６】
上記燃料入口および上記燃料出口は、選択された量のプルトニウムを上記高速スペクトル溶融塩原子炉で生成する前に、溶融核燃料塩と少なくとも一種のランタニドとの混合物を上記炉心部を通して流すよう配置されている、請求項１７６に記載の高速スペクトル溶融塩原子炉。
【請求項１８７】
上記溶融核燃料塩は、第一の塩化ウラン、第二の塩化ウラン、または付加的な金属塩化物のうち少なくとも２つからなる混合物を含む、請求項１７６に記載の高速スペクトル溶融塩原子炉。
【請求項１８８】
上記付加的な金属塩化物は、ＮａＣｌ、ＭｇＣｌ２、ＣａＣｌ２、ＢａＣｌ２、ＫＣｌ、ＳｒＣｌ２、ＶＣｌ３、ＣｒＣｌ３、ＴｉＣｌ４、ＺｒＣｌ４、ＴｈＣｌ４、ＡｃＣｌ３、ＮｐＣｌ４またはＡｍＣｌ３のうち少なくとも１つを含む、請求項１８７に記載の高速スペクトル溶融塩原子炉。
【請求項１８９】
上記第一の塩化ウランと上記第二の塩化ウランとの少なくとも１つは、ＵＣｌ４またはＵＣｌ３の少なくとも１つを含む、請求項１８７に記載の高速スペクトル溶融塩原子炉。
【請求項１９０】
上記溶融核燃料塩は８２ＵＣｌ４−１８ＵＣｌ３の組成を有する、請求項１８８に記載の高速スペクトル溶融塩原子炉。
【請求項１９１】
上記溶融核燃料塩は１７ＵＣｌ３−７１ＵＣｌ４−１２ＮａＣｌの組成を有する、請求項１８８に記載の高速スペクトル溶融塩原子炉。
【請求項１９２】
上記溶融核燃料塩は５０ＵＣｌ４−５０ＮａＣｌの組成を有する、請求項１８８に記載の高速スペクトル溶融塩原子炉。
【請求項１９３】
上記溶融核燃料塩は３４ＵＣｌ３−６６ＮａＣｌの組成を有する、請求項１８８に記載の高速スペクトル溶融塩原子炉。
【請求項１９４】
少なくとも第一の塩化ウラン、第二の塩化ウラン、および付加的な金属塩化物からなる上記混合物は、モル分率が少なくとも５％のＵＣｌ４を含む、請求項１８７に記載の高速スペクトル溶融塩原子炉。
【請求項１９５】
少なくとも第一の塩化ウラン、第二の塩化ウラン、および付加的な金属塩化物からなる上記混合物は、ウラン濃度が６１重量％より大きい、請求項１８７に記載の高速スペクトル溶融塩原子炉。
【請求項１９６】
少なくとも第一の塩化ウラン、第二の塩化ウラン、および付加的な金属塩化物からなる上記混合物は、融点が３３０℃から８００℃のあいだである、請求項１８７に記載の高速スペクトル溶融塩原子炉。
【請求項１９７】
溶融核燃料塩を準備する工程と、
少なくとも一種のランタニドを準備する工程と、
ランタニド入り溶融核燃料塩を生成するように、高速スペクトル溶融塩原子炉の始動前に、上記溶融核燃料塩を上記少なくとも一種のランタニドと混合する工程と、
上記ランタニド入り溶融核燃料塩を上記高速スペクトル溶融塩原子炉の少なくとも炉心部に供給する工程と、を含む、高速スペクトル溶融塩原子炉に燃料を供給する方法。
【請求項１９８】
上記溶融核燃料塩を準備する工程は、第一の塩化ウラン、付加的な塩化ウラン、および付加的な金属塩化物のうち少なくとも２つからなる混合物を準備する工程を含む、請求項１９７に記載の方法。
【請求項１９９】
上記溶融核燃料塩を準備する工程は、ＵＣｌ４、ＵＣｌ３、および付加的な金属塩化物のうち少なくとも２つからなる混合物を準備する工程を含む、請求項１９７に記載の方法。
【請求項２００】
上記付加的な金属塩化物は、ＮａＣｌ、ＭｇＣｌ２、ＣａＣｌ２、ＢａＣｌ２、ＫＣｌ、ＳｒＣｌ２、ＶＣｌ３、ＣｒＣｌ３、ＴｉＣｌ４、ＺｒＣｌ４、ＴｈＣｌ４、ＡｃＣｌ３、ＮｐＣｌ４またはＡｍＣｌ３のうち少なくとも１つを含む、請求項１９９に記載の方法。
【請求項２０１】
上記溶融核燃料塩を準備する工程は、モル分率で少なくとも０．０１％のＵＣｌ４を含む溶融核燃料塩を準備する工程を含む、請求項１９９に記載の方法。
【請求項２０２】
上記溶融核燃料塩を準備する工程は、６１重量％を超えるウラン濃度を有する溶融核燃料塩を準備する工程を含む、請求項１９７に記載の方法。
【請求項２０３】
上記溶融核燃料塩を準備する工程は、融点が３３０℃から８００℃である溶融核燃料塩を準備する工程を含む、請求項１９７に記載の方法。
【請求項２０４】
上記少なくとも一種のランタニドを準備する工程は、Ｌａ、Ｃｅ、ＰｒまたはＮｄのうち少なくとも１つを準備する工程を含む、請求項１９７に記載の方法。
【請求項２０５】
上記少なくとも一種のランタニドを準備する工程は、少なくとも一種のランタニドをランタニド塩化物の形状で準備する工程を含む、請求項１９７に記載の方法。
【請求項２０６】
少なくとも一種のランタニドをランタニド塩化物の形状で準備する工程は、ＬａＣｌ３、ＣｅＣｌ３、ＰｒＣｌ３またはＮｄＣｌ３のうち少なくとも１つを準備する工程を含む、請求項１９７に記載の方法。
【請求項２０７】
ランタニド入り溶融核燃料塩を生成するように、上記溶融核燃料塩を上記少なくとも一種のランタニドと混合する工程は、ランタニド濃度が０．１から１０重量％であるランタニド入り溶融核燃料塩を生成するように、上記溶融核燃料塩を上記少なくとも一種のランタニドと混合する工程を含む、請求項１９７に記載の方法。
【請求項２０８】
ランタニド濃度が０．１から１０重量％であるランタニド入り溶融核燃料塩を生成するように、上記溶融核燃料塩を上記少なくとも一種のランタニドと混合する工程は、ランタニド濃度が４から８重量％であるランタニド入り溶融核燃料塩を生成するように、上記溶融核燃料塩を上記少なくとも一種のランタニドと混合する工程を含む、請求項１９７に記載の方法。
【請求項２０９】
ランタニド入り溶融核燃料塩を生成するように、上記溶融核燃料塩を上記少なくとも一種のランタニドと混合する工程は、上記高速スペクトル溶融塩原子炉の外部で、上記溶融核燃料塩を上記少なくとも一種のランタニドと混合する工程を含む、請求項１９７に記載の方法。
【請求項２１０】
ランタニド入り溶融核燃料塩を生成するように、上記溶融核燃料塩を上記少なくとも一種のランタニドと混合する工程は、上記高速スペクトル溶融塩原子炉の内部で、上記溶融核燃料塩を上記少なくとも一種のランタニドと混合する工程を含む、請求項１９７に記載の方法。
【請求項２１１】
ランタニド入り溶融核燃料塩を生成するように、上記高速スペクトル溶融塩原子炉の始動前に、上記溶融核燃料塩を上記少なくとも一種のランタニドと混合する工程は、ランタニド入り溶融核燃料塩を生成するように、上記高速スペクトル溶融塩原子炉の選択された反応度閾値に達する前に、上記溶融核燃料塩を上記少なくとも一種のランタニドと混合する工程を含む、請求項１９７に記載の方法。
【請求項２１２】
ランタニド入り溶融核燃料塩を生成するように、上記高速スペクトル溶融塩原子炉の始動前に、上記溶融核燃料塩を上記少なくとも一種のランタニドと混合する工程は、ランタニド入り溶融核燃料塩を生成するように、上記高速スペクトル溶融塩原子炉の臨界に達する前に、上記溶融核燃料塩を上記少なくとも一種のランタニドと混合する工程を含む、請求項１９７に記載の方法。
【請求項２１３】
上記高速スペクトル溶融塩原子炉の始動前に、ランタニド入り溶融核燃料塩を生成するように、上記溶融核燃料塩を上記少なくとも一種のランタニドと混合する工程は、ランタニド入り溶融核燃料塩を生成するように、選択された量のプルトニウムを上記高速スペクトル溶融塩原子炉で生成する前に、上記溶融核燃料塩を上記少なくとも一種のランタニドと混合する工程を含む、請求項１９７に記載の方法。
【請求項２１４】
高速スペクトル溶融塩原子炉で用いられる溶融燃料塩であって、
溶融核燃料塩を準備する工程と、
少なくとも一種のランタニドを準備する工程と、
ランタニド入り溶融核燃料塩を生成するように、上記高速スペクトル溶融塩原子炉の始動前に、上記溶融核燃料塩を上記少なくとも一種のランタニドと混合する工程と、を含む方法により調製される、溶融燃料塩。
【請求項２１５】
原子炉を運転する方法であって、
一定量のＵＣｌ４と、ＵＣｌ３Ｆ、ＵＣｌ３、ＵＣｌ２Ｆ２、ＵＣｌＦ３のうち１つ以上とを含む核分裂性燃料塩と、ＮａＣｌ、ＭｇＣｌ２、ＣａＣｌ２、ＢａＣｌ２、ＫＣｌ、ＳｒＣｌ２、ＶＣｌ３、ＣｒＣｌ３、ＴｉＣｌ４、ＺｒＣｌ４、ＴｈＣｌ４、ＡｃＣｌ３、ＮｐＣｌ４、ＡｍＣｌ３、ＬａＣｌ３、ＣｅＣｌ３、ＰｒＣｌ３およびＮｄＣｌ３から選ばれた非核分裂性塩とを炉心に供給する工程であって、上記核分裂性燃料塩は融点が８００℃未満であり、ウラン含有量が約６１重量％である、工程と、
上記核分裂性燃料塩内で核分裂を開始する工程と、
照射燃料塩を生成するように、上記核分裂性燃料塩内で一定期間、増殖燃焼反応を維持する工程と、を含む、方法。
【請求項２１６】
上記開始する工程および維持する工程は、５５０℃未満、かつ、上記核分裂性燃料塩の融解温度を超える温度で行われる、請求項２１５に記載の方法。
【請求項２１７】
照射燃料塩を上記炉心から除去する工程と、
上記炉心からの上記照射燃料塩を担体ガスと接触させ、それによって、担体／核分裂生成物ガス混合物と、上記照射燃料塩に比べて気体状核分裂生成物の量が減った脱ガス燃料塩とを生成する工程と、
核分裂生成物固体を除去し、濾過後燃料塩を得るように、上記脱ガス燃料塩を濾過する工程と、
上記濾過後燃料塩を上記炉心に運ぶ工程と、をさらに含む、請求項２１５に記載の方法。
【請求項２１８】
上記核分裂性燃料塩において核分裂を開始する前に、上記核分裂性燃料塩に対して、性能指数が１．０未満である核分裂性燃料塩を得るのに十分な量の少なくとも１つの放射性同位元素を添加する工程をさらに含む、請求項２１５に記載の方法。
【請求項２１９】
上記核分裂性燃料塩中の塩化物イオンは、全Ｃｌに対する３７Ｃｌの第一の比を有し、上記第一の比は天然に生じる全Ｃｌに対する３７Ｃｌの比とは異なる、請求項２１５に記載の方法。
【請求項２２０】
上記核分裂性燃料塩は、ＵＣｌ４と、ＵＣｌ３およびＮａＣｌのうち１つ以上と、を含む、請求項２１５に記載の方法。
【請求項２２１】
上記核分裂性燃料塩におけるＵＣｌ４のモル分率は、１３モル％から７１モル％ＵＣｌ４である、請求項２１５に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
炉心部１０２は、炉心部１０２内の溶融燃料塩１０８内で臨界を達成するのに適した任意の形状であってよい。非限定的な例として、原子炉１００は、図１Ａに示すような細長い炉心部を備えてよいが、これに限定されない。さらに、炉心部１０２はいかなる断面形状でもよい。非限定的な例として、炉心部１０２は、円形断面、楕円形断面、または多角形断面でもよいが、これらでなければならないわけではない。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
代替的な実施形態（その例を、図１Ｇおよび図２に示す）では、一次冷却材システム１１０は、一次冷却材１１８（溶融燃料塩１０８とは異なる）が炉心部１０２（例えば、主容器）に入るよう構成されてよい。この実施形態では、燃料塩１０８は炉心部あるいは主容器を離れず、むしろ一次冷却材１１８が炉心１０２に流入して、炉心の温度を所望の範囲内に保つ。この実施形態では、原子炉１００は炉心部１０２または主容器内に付加的な熱交換器（図示せず）を備えてよい。この実施形態では、二次冷却材システム１２０は任意でよく、使用可能な熱出力は一次冷却材システム１１０から直接導くことができる。この実施形態では、一次冷却材は、適切な融点を有する塩化物でよい。例えば、上記塩は塩化ナトリウムと塩化マグネシウムの混合物でよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７８】
図１Ｄは原子炉１００の反射組立品１３０の概略図を示す。反射組立品１３０は、炉心部１０２から発せられる中性子を反射し、燃料塩１０８に戻すのに適している。一実施形態において、反射組立品１３０は炉心１０２を少なくとも部分的に囲むように炉心部１０２の外面に設けられる。図示した実施形態において、反射組立品１３０によって反射されて炉心部１０２に戻された中性子は、炉心部１０２内における臨界の維持および／または供給親物質からの核分裂性燃料の増殖に寄与し得る。そのような中性子の損失を減らすことによって、臨界に必要な燃料塩の量、ひいては、炉心１０２のサイズを小さくしてもよい。反射組立品１３０は、本技術分野で知られている中性子反射に適したいずれかの材料から形成されてもよい。例えば、反射組立品は、ジルコニウム、鋼、鉄、黒鉛、ベリリウム、炭化タングステン、鉛、鉛ビスマス、等の物質を１つ以上含んでもよいが、これに限定されない。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１５３】
さらに、塩の１種類以上の成分において使用される臭化物アニオンを、３７Ｃｌを用いた塩化物塩について上述したものと同様に修正し得る。図７に示すように、２種類の安定した臭素同位体７９Ｂｒおよび８１Ｂｒは、それぞれ異なる中性子捕獲断面積を有する。そのため、臭化物塩に使用されるこれらの同位体の比を修正することにより、塩の捕獲特性を調整することができる。一実施形態において、全ての臭化物含有化合物は、可能な限り純度の高い７９Ｂｒまたは８１Ｂｒの供給から作製される。例えば、臭化物系燃料塩化合物は、燃料塩における臭化物イオンのうち９０％よりも多く、９５％よりも多く、９８％よりも多く、９９％よりも多く、さらには９９．９％よりも多い量が７９Ｂｒまたは８１Ｂｒとなるように作製される。また、臭化物ベースの核燃料は、９Ｂｒまたは８１Ｂｒ、もしくはこれら２つの組み合わせの、燃料中または燃料の他の成分中における他の臭化物イオンに対する量が、目標パーセント量または任意のパーセント量になるように開発される。例えば、一実施形態において、燃料塩中の臭化物イオンのうち１０％未満、５％未満、２％未満、１％未満、または０．１％よりも少ない量が８１Ｂｒとなり、残りが７９Ｂｒとなるように、臭化物系燃料塩化合物を作製し得る。また、上述のように、燃料塩中の臭化物イオンのうち、１０％より多く、２５％より多く、３０％より多く、３５％より多く、４０％より多く、４５％より多く、５０％より多く、５５％より多く、６０％より多く、６５％より多く、７０％より多く、７５％より多く、８０％より多く、８５％より多く、９０％より多くの、またはさらに多い１００％までの量が、８１Ｂｒとなるように、臭化物ベースの燃料塩化合物を作製し得る。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１５６】
Ｕ＋３／２Ｈ２→ＵＨ３およびＵＨ３＋３ＨＣｌ→ＵＣｌ３＋３Ｈ２
ＵＣｌ４＋Ｃｓ→ＵＣｌ３＋ＣｓＣｌ
上記の方法を用いて、任意の量のＵＣｌ４およびＵＣｌ３を作製し、その後、混合することにより、上述の塩化ウラン燃料塩の実施形態のうちいずれかを作製し得る。上記の方法に加えて、以下に、ＵＣｌ４−ＵＣｌ３−ＮａＣｌ実施形態を作製し得る効率的かつ簡便な他の方法を記載する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２２８】
【表４】
2018500574.tif 000001
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２７５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２７５】
図２０は、例えば図１９のオフガス処理システム１９２２等の、溶融塩炉によって生成される気体核分裂生成物を処理するために好適に使用できるオフガス処理システム２０００の実施形態を示す。このシステムは、ヘリウム等の担体ガス中の気体核分裂生成物を受け取るように設計されるが、他のガスも可能である。図示した実施形態において、オフガス処理システム２０００を通る流れは、主に２つのリサイクルループからなる。短延期ホールドアップループ２００２および長延期ホールドアップループ２００４である。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０３０７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０３０７】
図１５は、プロセスフロー１５００の一実施形態を示す。プロセスフロー１５００は、本開示の１つ以上の実施形態に係る、高速スペクトル溶融塩原子炉に、１種類以上のランタニドがあらかじめ加えられた核燃料を装荷することに関する操作の例を示す。図１５における記載および説明は、上述の図１Ａ〜図１Ｆの例に関して、および／または他の例および状況に関して行い得る。当然のことながら、操作フローは、他のいくつかの環境および状況において実施してもよく、および／または図１Ａ〜図１Ｆに修正を加えた状態において実施してもよい。また、図１５の操作は図示した順に提示するが、当然、種々の操作は図示した順番以外の順番にて行ってもよく、また、同時に行ってもよい。