Ядерное топливо в виде расплава солей и соответствующие системы и способы

1. Ядерное реакторное устройство для выработки энергии из ядерной реакции, включающее:
4
активную зону реактора, включающую способную к ядерному делению топливную соль, содержащую по меньшей мере 0,01% мольн. UCl, при этом топливная соль имеет температуру плавления менее 800°C и содержание урана в ней составляет примерно 61% масс., и
теплообменник, предназначенный для переноса тепла от топливной соли к охлаждающему агенту.
4
4
2. Ядерный реактор по п. 1, где мольная доля UCl составляет от 5% мольн. до 100% мольн. UCl.
4
4
3. Ядерный реактор по п. 2, где мольная доля UCl составляет от 13% до 71% мольн. UCl.
3
4. Ядерный реактор по п. 1, в котором способная к ядерному делению топливная соль содержит от 0% до 34% мольн. UCl.
5. Ядерный реактор по п. 1, в котором способная к ядерному делению топливная соль содержит от 12% до 67% мольн. NaCl.
6. Ядерный реактор по п. 1, где температура плавления составляет от 330 до 550°C.
7. Ядерный реактор по п. 6, где температура плавления составляет от 338 до 500°C.
8. Ядерный реактор по п. 7, где температура плавления составляет от 338 до 450°C.
9. Ядерный реактор по п. 1, в котором теплообменник находится за пределами активной зоны реактора, и ядерный реактор дополнительно включает первый трубопровод, соединяющий по текучей среде выход активной зоны реактора со входом теплообменника и обеспечивающий возможность протекания топливной соли из активной зоны реактора в теплообменник.
10. Ядерный реактор по п. 9, дополнительно включающий второй трубопровод, соединяющий по текучей среде вход активной зоны реактора с выходом теплообменника и обеспечивающий возможность протекания охлажденной топливной соли из теплообменника в активную зону реактора.
11. Ядерный реактор по п. 1, дополнительно включающий по меньшей мере один насос, предназначенный для перемещения топливной соли, когда топливная соль находится в расплавленном состоянии.
12. Ядерный реактор по п. 1, дополнительно включающий турбину, предназначенную для превращения содержащейся в охлаждающем агенте тепловой энергии в механическую энергию и электрогенератор, соединенный с турбиной и предназначенный для превращения механической энергии в электричество.
13. Способ эксплуатации ядерного реактора с использованием расплавленной хлористой топливной соли, включающий:
определение заданного эффективного коэффициента размножения нейтронов для данного ядерного реактора;
37
37
получение модифицированной расплавленной хлористой топливной соли, имеющей такое первое отношение Cl к общему количеству Cl, чтобы при использовании ее в ядерном реакторе достигать заданного эффективного коэффициента размножения нейтронов, при этом данное первое отношение отличается от существующего в природе отношения Cl к общему количеству Cl, и
эксплуатацию ядерного реактора с модифицированной расплавленной хлористой топливной солью.
14. Способ по п. 13, дополнительно включающий:
37
определение исходного эффективного коэффициента размножения нейтронов для реактора в котором используют исходную расплавленную хлористую топливную соль, имеющую второе отношение Cl к общему количеству Cl в топливе;
сравнение исходного эффективного коэффициента размножения нейтронов с заданным эффективным коэффициентом размножения нейтронов; и
расчет первого отношения, исходя из результатов сравнения.
15. Способ по п. 13, в котором модифицированная расплавленная хлористая топливная соль включает различные хлористые соединения, включая первое способное к ядерному делению хлористое соединение и первое неспособное к ядерному делению хлористое соединение; и операция получения дополнительно включает:
37
получение первого способного к ядерному делению хлористого соединения, имеющего второе отношение Cl к общему количеству Cl;
37
получение первого неспособного к ядерному делению хлористого соединения, имеющего третье отношение Cl к общему количеству Cl, и
37
объединение первого способного к ядерному делению хлористого соединения и первого неспособного к ядерному делению хлористого соединения в таком количестве, чтобы получить модифицированную расплавленную хлористую топливную соль, имеющую первое отношение Cl к общему количеству Cl в модифицированной расплавленной хлористой топливной соли.
16. Способ по п. 15, в котором различные хлористые соединения включают первое способное к ядерному делению хлористое соединение, первое неспособное к ядерному делению хлористое соединение и второе способное к ядерному делению хлористое соединение, и способ дополнительно включает:
37
получение второго способного к ядерному делению хлористого соединения, имеющего четвертое отношение Cl к общему количеству Cl и
37
объединение первого способного к ядерному делению хлористого соединения, первого неспособного к ядерному делению хлористого соединения и второго способного к ядерному делению хлористого соединения в таком количестве, чтобы получить модифицированную расплавленную хлористую топливную соль, имеющую первое отношение Cl к общему количеству Cl в модифицированной расплавленной хлористой топливной соли.
4
3
3
2
2
17. Способ по п. 15, в котором первое способное к ядерному делению хлористое соединение выбирают из UCl, UCl, UClF и UClF.
2
2
2
2
3
3
4
4
4
3
4
3
3
3
3
3
18. Способ по п. 15, в котором первое неспособное к ядерному делению хлористое соединение выбирают из NaCl, MgCl, CaCl, BaCl, KCl, SrCl, VCl, CrCl, TiCl, ZrCl, ThCl, AcCl, NpCl, AmCl, LaCl, CeCl, PrCl и/или NdCl.
4
3
3
19. Способ по п. 13, в котором модифицированную расплавленную хлористую топливную соль выбирают из UCl, UCl, UClF, NaCl и их смесей.
3
4
4
3
4
3
20. Способ по п. 13, в котором модифицированную расплавленную хлористую топливную соль выбирают из смеси 34% мольн. UCl и 66% мольн. NaCl; смеси 47,7% мольн. UCl и 52,3% мольн. NaCl; смеси 71% мольн. UCl, 17% мольн. UCl и 12% мольн. NaCl, и смеси 40,5% мольн. UCl, 17% мольн. UCl и 42,5% мольн. NaCl.
37
21. Модифицированное хлористое топливо, содержащее способную к ядерному делению топливную соль, имеющую отношение Cl к общему количеству Cl в топливной соли более 25% мольн.
37
22. Модифицированная хлористая топливная соль по п. 21, в которой отношение Cl к общему количеству Cl в топливной соли составляет более 75% мольн.
37
23. Модифицированная хлористая топливная соль по п. 21, в которой отношение Cl к общему количеству Cl в топливной соли превышает значение, выбранное из 30% мольн., 35% мольн., 40% мольн., 45% мольн., 50% мольн., 55% мольн., 60% мольн., 65% мольн., 70% мольн., 75% мольн., 80% мольн., 85% мольн., 90% мольн., 95% мольн. и 99% мольн.
24. Ядерное реакторное устройство для выработки энергии из ядерной реакции, включающее:
4
активную зону реактора, содержащую способную к ядерному делению топливную соль, содержащую по меньшей мере 5% мольн. UCl и имеющую температуру плавления ниже 600°C; теплообменник, предназначенный для переноса тепла от топливной соли к охлаждающему агенту.
4
4
25. Ядерный реактор по п. 24, где мольная доля UCl составляет от 5% до 100% UCl.
4
4
26. Ядерный реактор по п. 25, где мольная доля UCl составляет от 13% мольн. до 71% мольн. UCl.
3
27. Ядерный реактор по п. 24, дополнительно содержащий от 0% мольн. до 34% мольн UCl.
28. Ядерный реактор по п. 24, дополнительно содержащий от 12% мольн. до 67% мольн. NaCl.
29. Ядерный реактор по п. 24, где температура плавления составляет от 330 до 550°C.
30. Ядерный реактор по п. 29, где температура плавления составляет от 338 до 500°C.
31. Ядерный реактор по п. 30, где температура плавления составляет от 338 до 450°C.
32. Ядерный реактор по п. 24, в котором теплообменник находится за пределами активной зоны реактора, и ядерный реактор дополнительно включает первый трубопровод, соединяющий по текучей среде выход активной зоны реактора со входом теплообменника и обеспечивающий возможность протекания топливной соли из активной зоны реактора в теплообменник.
33. Ядерный реактор по п. 32, дополнительно включающий второй трубопровод, соединяющий по текучей среде вход активной зоны реактора с выходом теплообменника и обеспечивающий возможность протекания охлажденной топливной соли из теплообменника в активную зону реактора.
34. Ядерный реактор по п. 24, дополнительно включающий по меньшей мере один насос, предназначенный для перемещения топливной соли, когда топливная соль находится в расплавленном состоянии.
35. Ядерный реактор по п. 24, дополнительно включающий:
турбину, предназначенную для превращения тепловой энергии теплоносителя в механическую энергию, и
электрогенератор, соединенный с турбиной и предназначенный для превращения механической энергии в электричество.
4
36. Способная к ядерному делению топливная соль, включающая по меньшей мере 5% мольн. UCl, при этом топливная соль имеет температуру плавления менее 600°C.
4
4
37. Топливная соль по п. 36, в которой мольная доля UCl составляет от 5% мольн. до 100% мольн. UCl.
4
4
38. Топливная соль по п. 37, в которой мольная доля UCl составляет от 13% мольн. до 71% мольн. UCl.
3
39. Топливная соль по п. 36, дополнительно включающая от 0% мольн. до 34% мольн. UCl.
40. Топливная соль по п. 36, дополнительно включающая от 12% мольн. до 67% мольн. NaCl.
41. Топливная соль по п. 36, температура плавления которой составляет от 330 до 550°C.
42. Топливная соль по п. 41, температура плавления которой составляет от 338 до 500°C.
43. Топливная соль по п. 42, температура плавления которой составляет от 338 до 450°C.
3
44. Жидкосолевой реактор, включающий активную зону реактора, содержащую топливную соль, которая содержит 1-100% мольн. UClF.
3
3
45. Жидкосолевой реактор по п. 44, в котором топливная соль содержит 15-20% мольн. UCl, остальное составляет 35-45% мольн. NaCl и 35-45% мольн. UClF.
3
46. Жидкосолевой реактор по п. 44, в котором топливная соль включает по меньшей мере 5% UClF.
4
3
2
2
4
3
4
3
47. Жидкосолевой реактор по п. 46, в котором топливная соль дополнительно включает одну или более солей из UCl, UCl, UClF, ThCl, UBr, UBr, UClF, а также неспособное к ядерному делению хлористое соединение.
2
2
2
2
3
3
4
4
4
3
4
3
3
3
3
3
48. Жидкосолевой реактор по п. 47, где неспособное к ядерному делению хлористое соединение выбрано из NaCl, MgCl, CaCl, BaCl, KCl, SrCl, VCl, CrCl, TiCl, ZrCl, ThCl, AcCl, NpCl, AmCl, LaCl, CeCl, PrCl и/или NdCl.
3
4
3
2
2
3
2
2
2
2
3
3
4
4
4
3
4
3
3
3
3
3
49. Топливная соль для жидкосолевого реактора, состоящая из по меньшей мере определяемого количества UClF, и одного или более из UCl, UCl, UClF, UClF, и неспособной к ядерному делению соли, выбранной из NaCl, MgCl, CaCl, BaCl, KCl, SrCl, VCl, CrCl, TiCl, ZrCl, ThCl, AcCl, NpCl, AmCl, LaCl, CeCl, PrCl и NdCl, при этом топливная соль имеет температуру плавления ниже 800°C.
50. Топливная соль по п. 49, имеющая температуру плавления ниже 550°C.
4
4
3
3
51. Топливная соль для жидкосолевого реактора, включающая по меньшей мере определяемое количество ThCl и один или более из UCl, UCl, UClF.
2
2
2
2
3
3
4
4
4
3
4
3
3
3
3
3
52. Топливная соль по п. 51, дополнительно включающая одну или более неспособных к ядерному делению солей, выбранных из NaCl, MgCl, CaCl, BaCl, KCl, SrCl, VCl, CrCl, TiCl, ZrCl, ThCl, AcCl, NpCl, AmCl, LaCl, CeCl, PrCl и NdCl.
53. Топливная соль по п. 51, имеющая температуру плавления ниже 550°C.
54. Топливная соль по п. 51, способная в расплавленном состоянии поддерживать реакцию в режиме «бегущей волны».
37
55. Топливная соль по п. 51, в которой хлорид обогащен Cl.
4
4
3
3
2
2
2
2
3
3
4
4
4
3
4
3
3
3
3
3
56. Топливная соль для жидкосолевого реактора, состоящая из по меньшей мере определяемого количества ThCl, и одного или более из UCl, UCl, UClF, и неспособной к ядерному делению соли, выбранной из NaCl, MgCl, CaCl, BaCl, KCl, SrCl, VCl, CrCl, TiCl, ZrCl, ThCl, AcCl, NpCl, AmCl, LaCl, CeCl, PrCl и NdCl, где топливная соль имеет температуру плавления ниже 800°C.
3
3
4
57. Способная к ядерному делению топливная соль, включающая определяемое количество по меньшей мере одного из UClF, UBr или UBr.
3
4
58. Способная к ядерному делению топливная соль, включающая UBr, UBr и NaBr.
59. Топливная соль по п. 58, имеющая температуру плавления выше 330°C.
3
4
235
60. Топливная соль по п. 58, в которой по меньшей мере одно соединение из UBr и UBr включает обогащенный U.
3
4
235
61. Топливная соль по п. 60, в которой по меньшей мере один из UBr и UBr содержит уран, обогащенный U более чем на 19%.
3
4
3
4
235
62. Топливная соль по п. 61, в которой топливная соль представляет собой 17UBr-71UBr-12NaBr, в мольных долях, а уран или в UBr, или в UBr, или в обеих этих солях, обогащен U до уровня 19,99% мольн.
79
81
63. Топливная соль по п. 58, в которой бромид в топливной соли обогащен Br или Br.
79
81
64. Топливная соль по п. 58, в которой более 90% мольн., 95% мольн., 98% мольн., 99% мольн., или 99,9% мольн. ионов бромида в топливной соли представляют собой Br или Br.
65. Способ получения топливной соли на основе хлорида урана, включающий:
2
4
4
приведение объема UO в контакт с хлором и монооксидом углерода в условиях, допускающих образование UCl, таким образом получая UCl;
2
3
приведение объема NaCO в контакт с хлором и монооксидом углерода в условиях, допускающих образование NaCl, таким образом получая NaCl;
4
3
3
приведение объема Si в контакт с UCl, в условиях, допускающих образование UCl, таким образом получая UCl, и
3
4
смешивание по меньшей мере части NaCl по меньшей мере с частью UCl или UCl, или их обоих, соответствующим образом для получения требуемой топливной соли на основе хлорида урана.
66. Способ по п. 65, дополнительно включающий использование обогащенного хлора в одной или более операций приведения в контакт.
37
67. Способ по п. 66, в котором обогащенный хлор содержит более 24% мольн. изотопа Cl.
2
2
68. Способ по п. 65, в котором приведение объема UO в контакт с хлором и монооксидом углерода дополнительно включает приведение объема твердого UO в контакт с газообразным хлором и газообразным монооксидом углерода.
2
3
2
3
69. Способ по п. 65, в котором приведение объема NaCO в контакт с хлором и монооксидом углерода дополнительно включает приведение объема твердого NaCO в контакт с газообразным хлором и газообразным монооксидом углерода.
4
4
70. Способ по п. 65, в котором приведение объема Si в контакт с UCl дополнительно включает приведение объема твердого Si в контакт с жидким UCl.
71. Способ получения топливной соли на основе хлорида урана, включающий:
2
2
3
подготовку первой емкости с UO, второй емкости с NaCO и третьей емкости с Si;
2
2
4
2
3
пропускание Cl и CO через первую и вторую емкости, таким образом превращая по меньшей мере часть UO в UCl и по меньшей мере часть NaCO в NaCl;
4
2
регулирование давления и/или температуры в первой емкости, чтобы сублимировать по меньшей мере часть UCl, в то же время поддерживая UO в твердом состоянии;
4
перенос по меньшей мере части газообразного UCl во вторую емкость;
4
2
3
регулирование давления и/или температуры во второй емкости, чтобы превратить UCl и NaCl в жидкую смесь, в то же время поддерживая NaCO в твердом состоянии, и
4
3
4
3
4
перенос по меньшей мере части жидкой смеси UCl и NaCl в третью емкость в условиях, пригодных для по меньшей мере частичного превращения с образованием жидкого UCl и газообразного SiCl с получением жидкой смеси топливной соли UCl-UCl-NaCl.
2
72. Способ по п. 71, дополнительно включающий использование обогащенного хлора в операции пропускания Cl и CO.
37
73. Способ по п. 72, в котором обогащенный хлор содержит более 25% мольн. изотопа Cl.
3
4
3
4
74. Способ по п. 71, дополнительно включающий регулирование операций по п. 71 с целью получения требуемого относительного количества UCl, UCl и NaCl в смеси топливной соли UCl-UCl-NaCl.
2
4
75. Способ по п. 71, в котором весь UO превращают в UCl.
4
76. Способ по п. 71, в котором весь Si превращают в SiCl.
77. Устройство для получения топливной соли на основе хлорида урана, включающее:
2
емкость, содержащую UO;
2
3
емкость, содержащую NaCO;
2
источник газообразного Cl и
источник газообразного CO;
2
2
3
2
в котором емкость, содержащая UO, и емкость, содержащая NaCO, соединены для приема газообразного Cl и газообразного CO.
2
2
3
78. Устройство по п. 77, дополнительно включающее емкость, содержащую Si, соединенную с одной емкостью из емкости, содержащей UO, и емкости, содержащей NaCO, или с обеими этими емкостями.
2
4
2
3
4
79. Устройство по п. 78, дополнительно включающее систему регулирования среды, обеспечивающую возможность регулирования давления и/или температуры в содержащей UO емкости в достаточной степени, чтобы сублимировать UCl, и давления и/или температуры в содержащей NaCO емкости в достаточной степени, чтобы расплавить UCl и NaCl, и
2
2
3
2
2
3
2
3
2
3
при этом содержащая UO емкость соединена с содержащей NaCO емкостью, чтобы обеспечить возможность регулируемого перемещения газов из содержащей UO емкости в содержащую NaCO емкость, и содержащая NaCO емкость соединена с содержащей Si емкостью, чтобы чтобы обеспечить возможность регулируемого перемещения жидкости из содержащей NaCO емкости в содержащую Si емкость.
2
2
2
37
80. Устройство по п. 79, в котором газообразный Cl, полученный из источника газообразного Cl, представляет собой модифицированный газообразный Cl, имеющий отношение Cl к общему количеству Cl, отличное от 24% мольн.
2
37
81. Устройство по п. 80, в котором модифицированный газообразный Cl имеет отношение Cl к общему количеству Cl более 25%.
2
37
82. Устройство по п. 80, в котором модифицированный газообразный Cl имеет отношение Cl к общему количеству Cl менее 23%.
83. Жидкосолевой ядерный реактор на быстрых нейтронах, включающий:
4
4
4
активную зону реактора, включающую вход для топлива и выход для топлива, при этом вход для топлива и выход для топлива предназначены для пропускания ядерного топлива в виде расплава хлористых солей, включающего смесь UCl и по меньшей мере одной соли из дополнительной хлористой соли урана или дополнительной хлористой соли металла, и смесь UCl и по меньшей мере одной дополнительной хлористой соли металла имеет содержание UCl более 5% мольн.
4
84. Ядерный реактор по п. 83, в котором концентрация урана в смеси UCl и по меньшей мере одной дополнительной хлористой соли металла составляет более 61% масс.
3
85. Ядерный реактор по п. 83, в котором дополнительная хлористая соль урана включает UCl.
4
4
3
86. Ядерный реактор по п. 85, в котором смесь UCl и по меньшей мере одной соли из дополнительной хлористой соли урана или дополнительной хлористой соли металла имеет состав 82UCl-18UCl.
4
3
4
87. Ядерный реактор по п. 85, в котором смесь UCl и по меньшей мере одной соли из дополнительной хлористой соли урана или дополнительной хлористой соли металла, имеет состав 17UCl-71UCl-12NaCl.
4
4
88. Ядерный реактор по п. 83, в котором смесь UCl и по меньшей мере одной соли из дополнительной хлористой соли урана или дополнительной хлористой соли металла имеет состав 50UCl-50NaCl.
2
2
2
2
3
3
4
4
4
3
4
3
3
3
3
3
89. Ядерный реактор по п. 83, в котором дополнительный хлорид металла включает по меньшей мере один из NaCl, MgCl, CaCl, BaCl, KCl, SrCl, VCl, CrCl, TiCl, ZrCl, ThCl, AcCl, NpCl, AmCl, LaCl, CeCl, PrCl или NdCl.
4
90. Ядерный реактор по п. 83, в котором смесь UCl и по меньшей мере одной соли из дополнительной хлористой соли урана или дополнительной хлористой соли металла имеет концентрацию дополнительной хлористой соли металла не выше концентрации, при которой дополнительная хлористая соль металла выпадает в осадок.
4
91. Ядерный реактор по п. 83, в котором смесь UCl и по меньшей мере одной соли из дополнительной хлористой соли урана или дополнительной хлористой соли металла имеет температуру плавления ниже температуры 800°C.
92. Ядерный реактор по п. 91, где выбранная температура плавления составляет температуру более 330°C.
93. Ядерный реактор по п. 83, в котором в ядерном топливе в виде расплава хлористых солей с ураново-плутониевым циклом установлен режим «бегущей волны».
37
37
94. Ядерный реактор по п. 83, в котором расплавленная хлористая топливная соль имеет первое отношение Cl к общему количеству Cl, которое, при использовании в ядерном реакторе, позволяет достичь заданного эффективного коэффициента размножения нейтронов, причем первое отношение отличается от существующего в природе отношения Cl к общему количеству Cl.
95. Способ снабжения топливом жидкосолевого ядерного реактора на быстрых нейтронах, включающий:
4
обеспечение объема UCl;
обеспечение объема по меньшей мере одной соли из дополнительной хлористой соли урана или дополнительной хлористой соли металла;
4
4
смешивание объема UCl с объемом по меньшей мере одной соли из дополнительной хлористой соли урана или дополнительной хлористой соли металла с образованием ядерного топлива в виде расплава хлористых солей, имеющего содержание UCl более 5% мольн., и
4
подачу ядерного топлива в виде расплава хлористых солей, имеющего содержание UCl более 5% мольн., по меньшей мере в секцию активной зоны жидкосолевого ядерного реактора на быстрых нейтронах.
3
96. Способ по п. 95, в котором обеспечение объема по меньшей мере одной соли из дополнительной хлористой соли урана или дополнительной хлористой соли металла включает обеспечение объема UCl.
2
2
2
2
3
3
4
4
4
3
4
3
3
3
3
3
97. Способ по п. 95, в котором обеспечение объема по меньшей мере одной соли из дополнительной хлористой соли урана или дополнительной хлористой соли металла включает обеспечение объема по меньшей мере одной из NaCl, MgCl, CaCl, BaCl, KCl, SrCl, VCl, CrCl, TiCl, ZrCl, ThCl, AcCl, NpCl, AmCl, LaCl, CeCl, PrCl или NdCl.
4
4
4
4
98. Способ no n.95, в котором смешивание объема UCl с объемом по меньшей мере одной соли из дополнительной хлористой соли урана или дополнительной хлористой соли металла с образованием ядерного топлива в виде расплава хлористых солей, имеющего содержание UCl более 5% мольн., включает смешивание объема UCl с объемом по меньшей мере одной соли из дополнительной хлористой соли урана или дополнительной хлористой соли металла с образованием ядерного топлива в виде расплава хлористых солей, имеющего содержание UCl более 5% мольн. и температуру плавления от 330 до 800°C.
4
4
4
4
3
99. Способ по п. 95, в котором смешивание объема UCl с объемом по меньшей мере одной соли дополнительной хлористой соли урана или дополнительной хлористой соли металла с образованием ядерного топлива в виде расплава хлористых солей, имеющего содержание UCl более 5% мольн., включает смешивание объема UCl с объемом по меньшей мере одной соли из дополнительной хлористой соли урана или дополнительной хлористой соли металла с образованием ядерного топлива в виде расплава хлористых солей, имеющего состав 82UCl-18UCl.
4
4
4
3
4
100. Способ по п. 95, в котором смешивание объема UCl с объемом по меньшей мере одной соли дополнительной хлористой соли урана или дополнительной хлористой соли металла с образованием ядерного топлива в виде расплава хлористых солей, имеющего содержание UCl более 5% мольн., включает смешивание объема UCl с объемом по меньшей мере одной соли из дополнительной хлористой соли урана или дополнительной хлористой соли металла с образованием ядерного топлива в виде расплава хлористых солей, имеющего состав 17UCl-71UCl-12NaCl.
4
4
4
4
101. Способ по п. 95, в котором смешивание объема UCl с объемом по меньшей мере одной соли дополнительной хлористой соли урана или дополнительной хлористой соли металла с образованием ядерного топлива в виде расплава хлористых солей, имеющего содержание UCl более 5% мольн., включает смешивание объема UCl с объемом по меньшей мере одной соли из дополнительной хлористой соли урана или дополнительной хлористой соли металла с образованием ядерного топлива в виде расплава хлористых солей, имеющего состав 50UCl-50NaCl.
4
4
102. Способ по п. 95, в котором смешивание объема UCl с объемом по меньшей мере одной соли дополнительной хлористой соли урана или дополнительной хлористой соли металла включает смешивание объема UCl с объемом по меньшей мере одной соли из дополнительной хлористой соли урана или дополнительной хлористой соли металла внутри жидкосолевого ядерного реактора на быстрых нейтронах.
4
4
103. Способ по п. 95, в котором смешивание объема UCl с объемом по меньшей мере одной соли из дополнительной хлористой соли урана или дополнительной хлористой соли металла включает смешивание объема UCl с объемом по меньшей мере одной соли из дополнительной хлористой соли урана или дополнительной хлористой соли металла вне жидкосолевого ядерного реактора на быстрых нейтронах.
4
37
37
104. Способ по п. 95, в котором обеспечение объема UCl и обеспечение объема по меньшей мере одной соли из дополнительной хлористой соли урана или дополнительной хлористой соли металла включает обеспечение первого отношения Cl к общему количеству Cl в ядерном топливе в виде расплава хлористых солей, которое при использовании в ядерном реакторе обеспечивает достижение заданного эффективного коэффициента размножения нейтронов; причем первое отношение отличается от существующего в природе отношения Cl к общему количеству Cl.
105. Топливо в виде расплава солей для применения в жидкосолевом ядерном реакторе на быстрых нейтронах, полученное способом, включающим:
4
обеспечение объема UCl,
обеспечение объема по меньшей мере одной соли из дополнительной хлористой соли урана или дополнительной хлористой соли металла и
4
4
смешивание объема UCl с объемом по меньшей мере одной соли из дополнительной хлористой соли урана или дополнительной хлористой соли металла с получением ядерного топлива в виде расплава солей, имеющего содержание UCl более 5% мольн.
106. Способ получения топливной соли на основе хлорида урана, включающий:
2
4
обеспечение смеси UO и NHCl;
4
2
6
приведение смеси в контакт с HCl в условиях, достаточных для по меньшей мере частичного превращения с образованием (NH)UCl, и
4
2
6
4
2
6
4
нагревание (NH)UCl до температуры и в течение периода времени, достаточных для превращения по меньшей мере части (NH)UCl в UCl.
4
2
6
107. Способ по п. 106, в котором приведение смеси в контакт с HCl дополнительно включает нагревание смеси в присутствии HCl до температуры и в течение периода времени, достаточных для по меньшей мере частичного превращения с образованием (NH)UCl.
108. Способ по п. 107, в котором приведение смеси в контакт с HCl дополнительно включает нагревание смеси в присутствии HCl до 100°C в течение по меньшей мере одного часа.
4
2
6
4
2
6
109. Способ по п. 106, в котором нагревание (NH)UCl дополнительно включает нагревание (NH)UCl до 200-500°C.
4
2
6
4
2
6
110. Способ по п. 106, в котором нагревание (NH)UCl дополнительно включает нагревание (NH)UCl до 250-350°C.
4
2
6
4
2
6
4
2
6
4
111. Способ по п. 106, в котором нагревание (NH)UCl дополнительно включает нагревание (NH)UCl до температуры выше 200°C, но ниже температуры плавления (NH)UCl или UCl.
2
112. Способ по п. 106, в котором приведение смеси в контакт с HCl дополнительно включает приведение безводного CaCl в контакт с водным HCl, в условиях, достаточных для образования газообразного HCl.
2
113. Способ по п. 112, в котором приведение в контакт дополнительно включает добавление гранул безводного CaCl в водный HCl в реакторе, при этом реактор также содержит смесь, и нагревание реактора до 100°C в течение по меньшей мере одного часа.
4
37
114. Способ по п. 106, в котором один или более из HCl или NHCl имеет отношение Cl к общему количеству Cl более 25%.
3
115. Способ получения UClF, включающий:
4
подготовку UCl в первом количестве;
4
подготовку UF во втором количестве;
4
4
объединение трех частей UCl с одной частью UF и
4
4
3
смешивание объединенных UCl и UF в течение периода времени, достаточного для получения UClF.
4
4
116. Способ по п. 115, в котором смешивание дополнительно включает смешивание объединенных UCl и UF в одном или более видов оборудования из шаровой мельницы, стержневой мельницы, мельницы с самоизмельчением материала, мельницы частичного самоизмельчения, галечной мельницы, вальцовой дробилки и толчеи.
4
4
117. Способ по п. 115, в котором смешивание дополнительно включает смешивание объединенных UCl и UF в среде инертного газа.
4
4
118. Способ по п. 115, в котором UCl и UF объединяют и смешивают, когда они находятся в твердом состоянии.
4
4
119. Способ по п. 115, в котором UCl и UF объединяют и смешивают, когда они находятся в жидком состоянии.
120. Способ получения урановой топливной соли, включающий:
2
4
2
4
обеспечение смеси UO, NHHF и NHCl;
4
2
5
приведение смеси в контакт с HCl в условиях, достаточных для по меньшей мере частичного превращения с образованием (NH)UClF, и
4
2
5
4
2
5
3
нагревание (NH)UClF до температуры и в течение периода времени, достаточных для превращения по меньшей мере части (NH)UClF в UClF.
4
2
5
121. Способ по п. 120, в котором приведение смеси в контакт с HCl дополнительно включает нагревание смеси в присутствии HCl до температуры и в течение периода времени, достаточных для по меньшей мере частичного превращения с образованием (NH)UClF.
122. Способ по п. 121, в котором приведение смеси в контакт с HCl дополнительно включает нагревание смеси в присутствии HCl до 100°C в течение по меньшей мере одного часа.
4
2
5
4
2
5
123. Способ по п. 120, в котором нагревание (NH)UClF дополнительно включает нагревание (NH)UClF до 200-500°C.
4
2
5
4
2
5
124. Способ по п. 120, в котором нагревание (NH)UClF дополнительно включает нагревание (NH)UClF до 250-350°C.
4
2
5
4
2
5
4
2
5
4
125. Способ по п. 120, в котором нагревание (NH)UClF дополнительно включает нагревание (NH)UClF до температуры выше 200°C, но ниже температуры плавления (NH)UClF или UCl.
2
126. Способ по п. 120, в котором приведение смеси в контакт с HCl дополнительно включает приведение безводного CaCl в контакт с водным HCl, в условиях, достаточных для образования газообразного HCl.
2
127. Способ по п. 126, в котором приведение в контакт дополнительно включает добавление гранул безводного CaCl в водный HCl в реакторе; при этом реактор также содержит смесь, и нагревание реактора до 100°C в течение по меньшей мере одного часа.
4
37
128. Способ по п. 120, в котором один или более из HCl или NHCl имеют отношение Cl к общему количеству Cl более 25%.
129. Способ снижения коррозии в ядерном реакторе, в котором используют ядерное топливо в виде соли, имеющей первый анион и способный к ядерному делению катион, включающий:
идентификацию в ядерном реакторе материала, который находится в контакте с расплавленной солью;
определение, исходя из идентифицированного материала, по меньшей мере одного катиона в этом материале, и
включение в ядерное топливо ингибирующей коррозию соли, состоящей из первого аниона и катиона материала.
130. Способ по п. 129, в котором включение дополнительно предусматривает включение в ядерное топливо максимального количества ингибирующей коррозию соли, которое может быть растворено в ядерном топливе.
131. Способ по п. 129, в котором материал представляет собой молибденовый сплав, и катионом материала является молибден.
132. Способ по п. 129, в котором материал представляет собой никелевый сплав, и катионом материала является никель.
133. Способ по п. 129, в котором материал представляет собой сплав железа, и катионом материала является железо.
134. Способ по п. 129, в котором материал представляет собой хромовый сплав, и катионом материала является хром.
135. Способ по п. 129, в котором первый анион выбирают из Cl, F, Br и их сочетаний.
136. Способ эксплуатации жидкосолевого ядерного реактора, включающий:
поддержание режима «бегущей волны» в расплавленной соли в активной зоне ядерного реактора;
проведение анализа по меньшей мере части расплавленной соли с использованием метода анализа состава для определения концентрации по меньшей мере одного вида молекул в расплавленной соли и
регулирование рабочего параметра ядерного реактора на основе определенной концентрации по меньшей мере одного вида молекул.
137. Способ по п. 136, в котором проведение анализа дополнительно включает проведение анализа по меньшей мере части расплавленной соли с использованием одного или более таких методов, как рамановская спектроскопия, спектроскопия поглощения, спектроскопия при ионизации лазерной абляцией, спектроскопия возбуждения лазерным пробоем, ИК-спектроскопия и электрохимические методы.
138. Способ по п. 137, в котором в активной зоне реактора размещен рамановский датчик.
139. Способ по п. 137, в котором проведение анализа дополнительно включает удаление по меньшей мере части расплавленной соли из активной зоны реактора;
проведение анализа по меньшей мере части расплавленной соли и,
после проведения анализа, возвращение по меньшей мере части расплавленной соли в активную зону реактора.
140. Способ по п. 136, в котором рабочий параметр выбирают из одного или более таких параметров, как температура, частота замены топливной соли, положение вытесняющего элемента, реакционная способность топливной соли и скорость подачи добавки в активную зону реактора.
141. Жидкосолевой ядерный реактор на быстрых нейтронах, включающий:
секцию активной зоны реактора, предназначенную для вмещения соли ядерного топлива при первой температуре, которая выше температуры плавления соли ядерного топлива;
вход, обеспечивающий доступ в активную зону реактора, и
замораживаемую пробку на входе, препятствующую вытеканию через вход, причем замораживаемая пробка выполнена из материала, который при первой температуре является твердым и не реагирует с солью ядерного топлива, к тому же этот материал плавится при второй температуре, которая выше первой температуры.
142. Жидкосолевой ядерный реактор на быстрых нейтронах по п. 141, дополнительно включающий запас поглотителя нейтронов, соединенный с активной зоной реактора через вход, чтобы обеспечить возможность затекания по меньшей мере части поглотителя нейтронов через вход в секцию активной зоны реактора при расплавлении материала замораживаемой пробки.
143. Жидкосолевой ядерный реактор на быстрых нейтронах по п. 142, в котором запас поглотителя нейтронов расположен выше секции активной зоны реактора, чтобы обеспечить возможность затекания поглотителя нейтронов в секцию активной зоны реактора при расплавлении замораживаемой пробки под действием силы тяжести.
144. Жидкосолевой ядерный реактор на быстрых нейтронах по п. 141, дополнительно включающий сливную емкость, соединенную с активной зоной реактора через вход, чтобы обеспечить возможность вытекания расплавленной соли топлива из активной зоны реактора в сливную емкость при расплавлении замораживаемой пробки.
145. Жидкосолевой ядерный реактор на быстрых нейтронах по п. 144, в котором сливная емкость расположена ниже секции активной зоны реактора, чтобы обеспечить возможность вытекания расплавленной соли топлива из активной зоны реактора в сливную емкость при расплавлении замораживаемой пробки под действием силы тяжести.
146. Жидкосолевой ядерный реактор на быстрых нейтронах по п. 145, в котором соль ядерного топлива поддерживают в секции активной зоны реактора при первом давлении, а сливную емкость поддерживают при втором давлении, которое меньше первого давления, чтобы обеспечить возможность перетекания расплавленной соли топлива в сливную емкость под давлением при расплавлении замораживаемой пробки.
147. Жидкосолевой ядерный реактор на быстрых нейтронах, включающий:
секцию активной зоны реактора, предназначенную для вмещения соли ядерного топлива при первой температуре, которая выше температуры плавления соли ядерного топлива;
вход, обеспечивающее доступ в активную зону реактора;
предохранительный материал на входе, имеющий температуру плавления между первой температурой и второй температурой, которая ниже первой температуры, и
охлаждающий компонент, предназначенный для поддержания предохранительного материала в твердом виде при второй температуре, чтобы предотвратить вытекание через вход.
148. Жидкосолевой ядерный реактор на быстрых нейтронах по п. 147, в котором охлаждающий компонент является активным компонентом, который требует энергии от источника энергии для поддержания температуры предохранительного материала при втором значении температуры.
149. Жидкосолевой ядерный реактор на быстрых нейтронах по п. 148, дополнительно включающий блок управления, который отсоединяет источник электропитания от охлаждаемого компонента на основании анализа температуры соли ядерного топлива.
150. Жидкосолевой ядерный реактор на быстрых нейтронах по п. 147, дополнительно включающий запас поглотителя нейтронов, соединенный с активной зоной реактора через вход для обеспечения возможности затекания поглотителя нейтронов в секцию активной зоны реактора при расплавлении предохранительного материала.
151. Жидкосолевой ядерный реактор на быстрых нейтронах по п. 150, в котором запас поглотителя нейтронов расположен выше секции активной зоны реактора для обеспечения возможности затекания поглотителя нейтронов в секцию активной зоны реактора при расплавлении предохранительного материала в секцию активной зоны реактора.
152. Способ доочистки облученной топливной соли, содержащей газообразные и твердые продукты деления, включающий:
перенос по меньшей мере части облученной топливной соли в сливную емкость;
приведение топливной соли из сливной емкости в контакт с газом-носителем с получением газовой смеси носитель/продукт деления и дегазированной топливной соли, имеющей пониженное количество газообразных продуктов деления по сравнению с облученной топливной солью;
фильтрацию дегазированной топливной соли, таким образом удаляя твердые продукты деления, с получением отфильтрованной топливной соли;
перенос отфильтрованной топливной соли в сливную емкость;
4
сбор газообразного UCl в течение операции фильтрования;
4
4
конденсацию газообразного UCl в топливную соль, полученную из сливной емкости, с получением топливной соли с высокой концентрацией UCl;
4
перенос топливной соли с высокой концентрацией UCl в сливную емкость и
перенос по меньшей мере части топливной соли из сливной емкости в активную зону реактора.
153. Способ по п. 152, осуществляемый непрерывно.
4
154. Способ по п. 152, в котором по меньшей мере одну из операций переноса облученной топливной соли, приведения в контакт, фильтрования, переноса отфильтрованной топливной соли, сбора, конденсации, переноса топливной соли с высокой концентрацией UCl и переноса из сливной емкости в активную зону реактора осуществляют периодически.
155. Способ по п. 152, дополнительно включающий извлечение газа-носителя из газовой смеси носитель/продукт деления путем отделения по меньшей мере части продукта деления от газовой смеси носитель/продукт деления с получением газовой смеси отделенного носителя.
156. Способ по п. 155, в котором газ-носитель представляет собой гелий.
157. Способ по п. 155, в котором операция извлечения включает пропускание газовой смеси носитель/продукт деления через одну или более емкостей, содержащих активированный уголь.
158. Способ по п. 155, в котором операция извлечения дополнительно включает приведение топливной соли, полученной из сливной емкости, в контакт с газовой смесью отделенного носителя.
159. Способ по п. 152, дополнительно включающий выдержку газовой смеси носитель/продукт деления в течение периода времени, пока концентрация выбранного газообразного продукта деления не упадет ниже заданного порогового значения.
135
160. Способ по п. 159, в котором выбранным газообразным продуктом деления является Хе.
161. Способ по п. 159, в котором заданное пороговое значение концентрации выбранного газообразного продукта деления в газовой смеси носитель/продукт деления, полученной в результате операции приведения в контакт, составляет 5% мольн.
162. Способ эксплуатации жидкосолевого ядерного реактора, включающий:
загрузку в секцию активной зоны жидкосолевого ядерного реактора некоторого количества соли ядерного топлива при первой активности на единицу массы, которая меньше порогового значения и
перед инициированием ядерной реакции в соли ядерного топлива, добавление к соли ядерного топлива по меньшей мере одного радиоактивного изотопа, чтобы активность на единицу массы полученной смеси была не ниже заданного порогового значения.
163. Способ по п. 162, в котором по меньшей мере один радиоактивный изотоп включает лантанид.
164. Способ по п. 162, в котором операция добавления дополнительно включает смешивание по меньшей мере одного радиоактивного изотопа с расплавленной топливной солью, чтобы достичь для полученной смеси изотоп/расплавленная топливная соль порогового значения показателя качества (ПК), которое составляет <1,0.
165. Способ по п. 164, в котором пороговое значение ПК составляет менее 0,99.
166. Способ по п. 164, в котором пороговое значение ПК составляет менее 0,98.
167. Способ по п. 164, в котором пороговое значение ПК составляет менее 0,95.
168. Способ по п. 164, в котором пороговое значение ПК составляет менее 0,90.
169. Способ по п. 164, в котором пороговое значение ПК составляет менее 0,80.
170. Способ по п. 162, в котором пороговое значение составляет 100 рад/час на расстоянии одного метра или более.
171. Способ по п. 162, в котором пороговое значение составляет 500 рад/час на расстоянии одного метра или более.
172. Способ по п. 162, в котором пороговое значение составляет 1000 рад/час на расстоянии одного метра или более.
173. Способ по п. 162, в котором радиоактивное соединение включает один или более из цезия-137 или йода-121.
174. Жидкосолевой ядерный реактор на быстрых нейтронах, включающий секцию активной зоны реактора, включающую вход для топлива и выход для топлива; при этом вход для топлива и выход для топлива выполнены с обеспечением пропускания смеси расплавленной соли ядерного топлива и по меньшей мере одного лантанида через секцию активной зоны реактора при запуске жидкосолевого ядерного реактора на быстрых нейтронах.
175. Ядерный реактор по п. 174, где по меньшей мере один лантанид включает по меньшей мере один из La, Се, Pr и Nd.
176. Ядерный реактор по п. 174, в котором смесь расплавленной топливной соли и по меньшей мере одного лантанида включает смесь расплавленной соли ядерного топлива и по меньшей мере одного лантанида, образованную при смешивании расплавленной соли ядерного топлива с по меньшей мере одним хлоридом лантанида.
3
3
3
3
177. Ядерный реактор по п. 176, где по меньшей мере один хлорид лантанида включает по меньшей мере один из LaCl, CeCl, PrCl или NdCl.
178. Ядерный реактор по п. 174, в котором смесь расплавленной ядерной топливной соли и по меньшей мере одного лантанида включает смесь расплавленной соли ядерного топлива и по меньшей мере одного лантанида, имеющую концентрацию лантанида от 0,1 до 10% масс.
179. Ядерный реактор по п. 178, в котором смесь расплавленной соли ядерного топлива и по меньшей мере одного лантанида, имеющая концентрацию лантанида от 0,1 до 10% масс., содержит смесь расплавленной соли ядерного топлива и по меньшей мере одного лантанида, имеющую концентрацию лантанида от 4 до 8% масс.
180. Ядерный реактор по п. 174, в котором смесь расплавленной соли ядерного топлива и по меньшей мере одного лантанида получают вне жидкосолевого ядерного реактора на быстрых нейтронах.
181. Ядерный реактор по п. 174, в котором смесь расплавленной соли ядерного топлива и по меньшей мере одного лантанида получают внутри жидкосолевого ядерного реактора на быстрых нейтронах.
182. Ядерный реактор по п. 174, в котором вход для топлива и выход для топлива выполнены с обеспечением пропускания смеси расплавленной соли ядерного топлива и по меньшей мере одного лантанида через секцию активной зоны реактора до достижения выбранного порогового значения реакционной способности в жидкосолевом ядерном реакторе на быстрых нейтронах.
183. Ядерный реактор по п. 174, в котором вход для топлива и выход для топлива выполнены с обеспечением пропускания смеси расплавленной соли ядерного топлива и по меньшей мере одного лантанида через секцию активной зоны реактора до достижения условий критичности в жидкосолевом ядерном реакторе на быстрых нейтронах.
184. Ядерный реактор по п. 174, в котором вход для топлива и выход для топлива выполнены с обеспечением пропускания смеси расплавленной соли ядерного топлива и по меньшей мере одного лантанида через секцию активной зоны реактора до наработки выбранного количества плутония в жидкосолевом ядерном реакторе на быстрых нейтронах.
185. Ядерный реактор по п. 174, в котором расплавленная соль ядерного топлива включает смесь по меньшей мере двух соединений из первого хлорида урана, второго хлорида урана или дополнительного хлорида металла.
2
2
2
2
3
3
4
4
4
3
4
3
186. Ядерный реактор по п. 185, где дополнительный хлорид металла включает по меньшей мере один из NaCl, MgCl, CaCl, BaCl, KCl, SrCl, VCl, CrCl, TiCl, ZrCl, ThCl, AcCl, NpCl или AmCl.
4
3
187. Ядерный реактор по п. 186, где по меньшей мере один из первого хлорида урана или второго хлорида урана включает по меньшей мере один из UCl или UCl.
4
3
188. Ядерный реактор по п. 187, в котором расплавленная соль ядерного топлива имеет состав 82UCl-18UCl.
3
4
189. Ядерный реактор по п. 187, в котором расплавленная соль ядерного топлива имеет состав 17UCl-71UCl-12NaCl.
4
190. Ядерный реактор по п. 187, в котором расплавленная соль ядерного топлива имеет состав 50UCl-50NaCl.
4
191. Ядерный реактор по п. 187, в котором расплавленная соль ядерного топлива имеет состав 34UCl-66NaCl.
4
192. Ядерный реактор по п. 185, в котором смесь по меньшей мере первого хлорида урана, второго хлорида урана и дополнительного хлорида металла включает по меньшей мере 5% мольн. UCl.
193. Ядерный реактор по п. 185, в котором смесь по меньшей мере первого хлорида урана, второго хлорида урана и дополнительного хлорида металла имеет концентрацию урана более 61% масс.
194. Ядерный реактор по п. 185, в котором смесь по меньшей мере первого хлорида урана, второго хлорида урана и дополнительного хлорида металла имеет температуру плавления от 330 до 800°C.
195. Способ снабжения топливом жидкосолевого ядерного реактора на быстрых нейтронах, включающий:
обеспечение расплавленной соли ядерного топлива;
обеспечение по меньшей мере одного лантанида;
перед запуском жидкосолевого ядерного реактора на быстрых нейтронах, смешивание расплавленной соли ядерного топлива по меньшей мере с одним лантанидом с образованием расплавленной соли ядерного топлива с введенным лантанидом; и
подачу расплавленной соли ядерного топлива с введенным лантанидом по меньшей мере в секцию активной зоны жидкосолевого ядерного реактора на быстрых нейтронах.
196. Способ по п. 195, в котором обеспечение расплавленной соли ядерного топлива включает обеспечение смеси по меньшей мере двух соединений из первого хлорида урана, второго хлорида урана и дополнительного хлорида металла.
4
3
197. Способ по п. 195, в котором обеспечение расплавленной соли ядерного топлива включает обеспечение смеси по меньшей мере двух соединений из UCl, UCl и дополнительного хлорида металла.
2
2
2
2
3
3
4
4
4
3
4
3
198. Способ по п. 197, в котором дополнительный хлорид металла включает по меньшей мере один из NaCl, MgCl, CaCl, BaCl, KCl, SrCl, VCl, CrCl, TiCl, ZrCl, ThCl, AcCl, NpCl или AmCl.
4
199. Способ по п. 197, в котором обеспечение расплавленной соли ядерного топлива включает обеспечение расплавленной соли ядерного топлива, имеющей по меньшей мере 0,01% мольн. UCl.
200. Способ по п. 195, в котором обеспечение расплавленной соли ядерного топлива включает обеспечение расплавленной соли ядерного топлива, имеющей концентрацию урана более 61% масс.
201. Способ по п. 195, в котором обеспечение расплавленной соли ядерного топлива включает обеспечение расплавленной соли ядерного топлива, имеющей температуру плавления от 330 до 800°C.
202. Способ по п. 195, в котором обеспечение по меньшей мере одного лантанида включает обеспечение по меньшей мере одного из La, Се, Pr или Nd.
203. Способ по п. 195, в котором обеспечение по меньшей мере одного лантанида включает обеспечение по меньшей мере одного лантанида в форме хлорида лантанида.
3
3
3
3
204. Способ по п. 195, в котором обеспечение по меньшей мере одного лантанида в форме хлорида лантанида включает обеспечение по меньшей мере одного из LaCl, CeCl, PrCl или NdCl.
205. Способ по п. 195, в котором смешивание расплавленной соли ядерного топлива по меньшей мере с одним лантанидом с получением расплавленной соли ядерного топлива с введенным лантанидом включает смешивание расплавленной соли ядерного топлива по меньшей мере с одним лантанидом с получением расплавленной соли ядерного топлива с введенным лантанидом, имеющей концентрацию лантанида от 0,1 до 10% масс.
206. Способ по п. 205, в котором смешивание расплавленной соли ядерного топлива по меньшей мере с одним лантанидом с получением расплавленной соли ядерного топлива с введенным лантанидом, имеющей концентрацию лантанида от 0,1 до 10% масс., включает смешивание расплавленной соли ядерной топливной по меньшей мере с одним лантанидом, с получением расплавленной соли ядерного топлива с введенным лантанидом, имеющей концентрацию лантанида от 4 до 8% масс.
207. Способ по п. 195, в котором смешивание расплавленной соли ядерного топлива по меньшей мере с одним лантанидом с получением расплавленной соли ядерного топлива с введенным лантанидом включает смешивание расплавленной соли ядерного топлива по меньшей мере с одним лантанидом вне жидкосолевого ядерного реактора на быстрых нейтронах.
208. Способ по п. 195, в котором смешивание расплавленной соли ядерного топлива по меньшей мере с одним лантанидом с получением расплавленной соли ядерного топлива с введенным лантанидом включает смешивание расплавленной соли ядерного топлива по меньшей мере с одним лантанидом внутри жидкосолевого ядерного реактора на быстрых нейтронах.
209. Способ по п. 195, в котором, перед запуском жидкосолевого ядерного реактора на быстрых нейтронах, смешивание расплавленной соли ядерного топлива по меньшей мере с одним лантанидом с получением расплавленной соли ядерного топлива с введенным лантанидом включает смешивание расплавленной соли ядерного топлива по меньшей мере с одним лантанидом с получением расплавленной соли ядерного топлива с введенным лантанидом до достижения выбранного порога реакционной способности в жидкосолевом ядерном реакторе на быстрых нейтронах.
210. Способ по п. 195, в котором, перед запуском жидкосолевого ядерного реактора на быстрых нейтронах, смешивание расплавленной соли ядерного топлива по меньшей мере с одним лантанидом с получением расплавленной соли ядерного топлива с введенным лантанидом включает смешивание расплавленной соли ядерного топлива по меньшей мере с одним лантанидом с получением расплавленной соли ядерного топлива с введенным лантанидом до достижения условий критичности в жидкосолевом ядерном реакторе на быстрых нейтронах.
211. Способ по п. 195, в котором, перед запуском жидкосолевого ядерного реактора на быстрых нейтронах, смешивание расплавленной соли ядерного топлива по меньшей мере с одним лантанидом с получением расплавленной соли ядерного топлива с введенным лантанидом включает смешивание расплавленной соли ядерного топлива по меньшей мере с одним лантанидом с получением расплавленной соли ядерного топлива с введенным лантанидом до наработки выбранного количества плутония в жидкосолевом ядерном реакторе на быстрых нейтронах.
212. Расплавленная топливная соль для применения в жидкосолевом ядерном реакторе на быстрых нейтронах, полученная при обработке, включающей обеспечение расплавленной соли ядерного топлива; обеспечение по меньшей мере одного лантанида и, перед запуском жидкосолевого ядерного реактора на быстрых нейтронах, смешивание расплавленной соли ядерного топлива по меньшей мере с одним лантанидом с получением расплавленной соли ядерного топлива с введенным лантанидом.
213. Способ эксплуатации ядерного реактора, включающий:
4
3
3
2
2
3
2
2
2
2
3
3
4
4
4
3
4
3
3
3
3
3
подачу в активную зону реактора способной к ядерному делению топливной соли, содержащей UCl и один или более из UClF, UCl, UClF, UClF, а также не способной к ядерному делению соли, выбранной из NaCl, MgCl, CaCl, BaCl, KCl, SrCl, VCl, CrCl, TiCl, ZrCl, ThCl, AcCl, NpCl, AmCl, LaCl, CeCl, PrCl и NdCl; при этом топливная соль имеет температуру плавления ниже 800°C и содержание урана примерно 61% масс.;
инициирование ядерного деления в способной к ядерному делению топливной соли и
поддержание режима «бегущей волны» в способной к ядерному делению топливной соли в течение периода времени, таким образом получая облученную топливную соль.
214. Способ по п. 213, в котором операции инициирования и поддержания проводят при температуре ниже 550°C, но выше температуры плавления способной к ядерному делению топливной соли.
215. Способ по п. 213, дополнительно включающий:
удаление облученной топливной соли из активной зоны реактора;
приведение облученной топливной соли из активной зоны реактора в контакт с газом-носителем, таким образом получая газовую смесь носитель/продукт деления и дегазированную топливную соль, содержащую пониженное количество газообразных продуктов деления по сравнению с облученной топливной солью;
фильтрацию дегазированной топливной соли, таким образом удаляя твердые продукты деления, с получением отфильтрованной топливной соли и
перенос отфильтрованной топливной соли в активную зону реактора.
216. Способ по п. 213, дополнительно включающий, до инициирования ядерного деления в способной к ядерному делению топливной соли, добавление по меньшей мере одного радиоактивного изотопа к способной к ядерному делению топливной соли в количестве, достаточном для получения способной к ядерному делению топливной соли, имеющей показатель качества менее 1,0.
37
37
217. Способ по п. 213, в котором хлорид-ионы в способной к ядерному делению топливной соли имеют первое отношение Cl к общему количеству Cl, причем первое отношение отличается от существующего в природе отношения Cl к общему количеству Cl.
4
3
218. Способ по п. 213, в котором способная к ядерному делению топливная соль содержит UCl и один или более количество из UCl и NaCl.
4
4
219. Способ по п. 213, в котором мольная доля UCl в способной к ядерному делению топливной соли составляет от 13% мольн. до 71% мольн. UCl.