BR112012010389A2 - "reator de fissão nuclear de ondas estacionárias e métodos" - Google Patents

Abstract

Patente de Invenção: REATOR DE FISSÃO NUCLEAR DE ONDAS ESTACIONÁRIAS E MÉTODOS. A presente invenção refere-se às modalidades descritas que incluem núcleos de reator de fissão nuclear, reatores de fissão nuclear, métodos de operar um reator de fissão nuclear, e métodos de gerenciar a reatividade em excesso em um reator de fissão nuclear.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "NÚCLEO DE RE- ATOR DE FISSÃO NUCLEAR, REATOR DE FISSÃO NUCLEAR, MÉTODO DE

OPERAR UM REATOR DE FISSÃO NUCLEAR E MÉTODO DE GERENCIAR A REATIVIDADE EM EXCESSO EM UM REATOR DE FISSÃO NUCLEAR". 5 REFERÊNCIA CRUZADA AOS PEDIDOS RELACIONADOS O presente pedido refere-se e reivindica o benefício da data de depósito disponível mais recente a partir do pedido listado a seguir (um "Pe- dido Relacionado") (por exemplo, reivindica os benefícios sob 35 USC § 119(e) para pedidos de patente provisórios, para quaisquer e todos os pedi- dos antecessores de pais, avós, bisavós, etc. do Pedido Relacionado). PEDIDOS RELACIONADOS: Por propósitos das exigências extraestatutárias do USPTO, o pre- sente pedido reivindica o benefício à prioridade do Pedido de Patente Provisório Norte-Americano No. 61/280,370, intitulado TRAVELING WAVE REATOR DE FISSÃO NUCLEAR FUEL SYSTEM AND METHOD, em nome de Charles E. Ahlfeld, Thomas M. Burke, Tyler S. Ellis, John Rogers Gilleland, Jonatan Hejzlar, Pavel Hejzlar, Roderick A. Hyde, David G. McAlees, Jon D. McWhir- ter, Ashok Odedra, Robert C. Petroski, Nicholas W. Touran, Joshua C. Wal- ter, Kevan D. Weaver, Thomas Allan Weaver, Charles Whitmer, Lowell L. Wood, Jr., e George B. Zimmerman como inventores, depositado em 2 de No- vembro de 2009, que foi depositado dentro de doze meses anteriores à data de depósito do presente pedido ou consiste em um pedido a partir do qual um pedi- do atualmente copendente é intitulado ao benefício da data de depósito. Por propósitos das exigências extraestatutárias do USPTO, o presente pedido constitui uma continuação-em-parte do Pedido de Patente Norte-Americano No. To Be Assigned, intitulado TRAVELING WAVE REA- TOR DE FISSÃO NUCLEAR FUEL SYSTEM AND METHOD, em nome de Charles E. Ahlfeld, Thomas M. Burke, Tyler S. Ellis, John Rogers Gille- land, Jonatan Hejzlar, Pavel Hejzlar, Roderick A. Hyde, David G. McAle- es, Jon D. McWhirter, Ashok Odedra, Robert C. Petroski, Nicholas W. Touran, Joshua C. Walter, Kevan D. Weaver, Thomas Allan Weaver, Charles Whitmer, Lowell L. Wood, Jr., e George B. Zimmerman como inventores, depositado em 2 de Novembro de 2010, que se encontra atual-

mente copendente ou consiste em um pedido a partir do qual um pedido a-

-, tualmente copendente é intitulado ao beneficio da data de depósito.

O Escritório de Patentes Norte-Americanas (USPTO) publicou uma notícia no sentido de que os programas computacionais do USPTO exi- 5 gem que os requerentes de patente façam referência tanto a um número de série como indiquem se um pedido é uma continuação ou uma continuação- em-parte.

Stephen G.

Kunin, Benefit of Prior-Fi/ed App/icat/on, USPTO Offi- cial Gazette 18 de março de 2003, disponivel em http://www.uspto.cjov/web/ officesl com/soVoçj/2003/ weekll/patbene.htm.

A presente Entidade Reque- lO rente (nas partes que se seguem do presente documento, "Requerente") forneceu anteriormente uma referência específica ao(s) pedido(s) a partir dos quais está se reivindicando prioridade conforme citado por estatuto.

O m requerente compreende que o estatuto não é ambíguo em sua linguagem de p4 m referência específica e não requer um número de série nem qualquer carac- , 15 terização, tal como "continuação" ou "continuação-em-parte," para reivindi- car prioridade aos pedidos de patente U.S.. Apesar disto, o Requerente

. compreende que os programas computacionais do USPTO apresentam de- terminadas exigências de entrada de dados, e, portanto, o Requerente está " designando o presente pedido como uma continuação-em-parte de seus pe- 20 didos antecessores de pais conforme apresentado anteriormente, porém, aponta expressamente que tais designações não devem ser construídas de forma alguma como qualquer tipo de comentário e/ou admissão quanto a se o presente pedido contém ou não algum assunto novo além do assunto de seu(s) pedido(s) antecessores de pais. 25 Todo o assunto em questão do Pedido Relacionado e de todos e quaisquer pedidos antecessores de pais, avós, bisavós etc. do Pedido Rela- cionado se encontra aqui incorporado a título de refRrência no qentido de que tal as"1unto em questão não é incompativel como o presente.

ANTECEDENT'ES 30 O presente pedido de patente se refere a reatores de fissão nu- clear e métodos.

SUMÁRIO / As modalidades descritas incluem núcleos de reator de fissão r nuclear, reatores de fissão nuclear, métodos de operação de um reator de fissão nuclear, e métodos de gerenciamento de reatividade em excesso em 5 um reator de fissão nuclear. O que foi disposto acima consiste em um sumário e, portanto, pode conter simplificações, generalizações, inclusões, e/ou omissões de de- talhes; consequentemente, os ind ivíduos versados na técnica avaliarão que o sumário é apenas ilustrativo e NÃO se destina a ser limitante de forma al- lO guma. Além de quaisquer aspectos ilustrativos, modalidades, e recursos descritos anteriormente, outros aspectos, modalidades, e recursos se torna- rão aparentes a titulo de referência aos desenhos e à descrição detalhada a - seguir. Outros aspectos, recursos, e vantagens dos dispositivos e/ou pro-

W cessos e/ou outro assunto em questão aqui descritos se tornarão aparentes 15 nos ensinamentos apresentados no presente documento.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS m As Figuras 1A-1C são vistas em perspectiva em corte parcial de um reator de fissão nuclear ilustrativo. " A Figura 2 é uma vista superior sob a forma esquemática de um 20 núcleo de reator de fissão nuclear ilustrativo. A Figura 3 é uma vista em perspectiva em corte parcial sob a forma esquemática de um conjunto combustível nuclear ilustrativo. A Figura 4A é uma vista em perspectiva em corte parcial sob a forma esquemática de receptáculos de fluxo de conjunto combustível ilustra- 25 tivos. A Figura 4B ilustra um gráfico de distribuição de fluxo relativo sobreposto a uma vista em planta lateral sob a forrna esquemática de uma placa de grade de suporte de núcleo escalonada ilustrativa. As Figuras 5A e 5B são vistas em planta Iateral sob a forma es- 30 quemática de sistemas de remoção de calor de decaimento ilustrativos. As Figuras 6A e 6B são gráficos ilustrativos de reatividade ver- sus consumo.

- A Figura 7 é um gráfico ilustrativo da evolução do isótopo de plu-

-, tônio versus a utilização de U238. A Figura 8A é um fluxograma de um método ilustrativo de opera- ção de um reator de fissão nuclear. 5 As Figuras 8B-8X são fluxogramas de detalhes ilustrativos do método da Figura 8A.

A Figura 9A é um fluxograma de outro método ilustrativo de ope- râção de um reator de fissão nuclear.

As Figuras 9B-9V são fluxogramas de detalhes ilustrativos do 10 método da Figura 9A.

A Figura IOA é um fluxograma de um método ilustrativo de ge- renciamento de reatividade em excesso em um reator de fissão nuclear. m

As Figuras 1OB-1OH são fluxogramas de detalhes ilustrativos do

~ método da Figura IOA- 15 DESCRIÇÃO DETALHADA lntrodução m Na descrição detalhada a seguir, faz-se referência aos desenhos em anexo, que formam parte da mesma.

Nos desenhos, o uso de símbolos

" iguais ou similares em diferentes desenhos indicam tipicamente itens simila- 20 res ou idênticos, exceto onde indicado em contrário.

As modalidades ilustrativas descritas na descrição detalhada, desenhos, e reivindicações não são destinadas a ser limitantes.

Outras mo- dalidades podem ser utilizadas, e outras alterações podem ser feitas, sem que se divirja do espírito do assunto em questão aqui apresentado. 25 Um indivíduo versado na técnica reconhecerá que os componen- tes aqui descritos (por exemplo, operações), dispositivos, objetos, e a dis- cussão que os acompanha são usados como exemplos por motivos de cla- reza conceitual e que várias modificações de configuração são contempla- das.

Consequentemente, conforme o uso em questão, os exemplares espe- 30 cíficos apresentados e a discussão em anexo são destinados a serem repre- sentativos das duas classes mais gerais.

Em geral, o uso de qualquer exem- plar especifico é destinado a ser representativo de sua classe, e a não inclu-

são de componentes específicos (por exemplo, operações), dispositivos, e objetos não devem ser tomados como limitantes.

O presente pedido usa cabeçalhos de planilhas formais por mo- tivos de clareza de apresentação.

No entanto, deve-se compreender que os 5 cabeçalhos de planilha servem para propósitos de apresentação, e que dife- rentes tipos de assuntos podem ser discutidos ao longo do pedido (por e- xemplo, dispositivo(s)/estrutura(s) podem ser descritos sob cabeçalho(s) de processo(s)/operações e/ou processo(s)/operações podem ser discutidos sob cabeçalhos de estrutura(s)/processo(s); e/ou descrições de tópicos úni- lO cos podem transpor dois ou mais cabeçalhos de tópico). Portanto, o uso dos cabeçalhos de planilhas formais não se destina a ser limitante de forma al- guma.

Visão Geral m Reportando-se agora às Figuras 1A-1C e à Figura 2 e dado por 15 meio da visão geral não limitante, um reator de fissão nuclear ilustrativo 10 será descrito por meio de ilustração e não por limitação.

Conforme será dis-

. cutido abaixo em detalhes, as modalidades do reator de fissão nuclear 10 são reatores de regeneração e queima (também referidos como reatores de " onda em propagação, ou TWRS) onde uma onda estacionária de regenera- 20 ção e fissão (também referida como uma onda de regeneração e queima) através do movimento (também referido como mistura) de conjuntos com- bustíveis nucleares.

Ainda por meio da visão geral, um núcleo de reator de fissão nu- clear 12 é disposto em um recipiente do reator 14. Uma região de núcleo 25 central 16 (Figura 2) do núcleo de reator de fissão nuclear 12 inclui conjuntos combustíveis nucleares físseis 18 (Figura 2). A região de núcleo central 16 também inclui conjuntos combustíveis nucleares férb=is 20a (Figura 2). A região de núcleo central 16 também inclui conjuntos de controle de reativi- dade móvel 22 (Figura 2). 30 Uma região de núcleo periférico 24 (Figura 2) do núcleo de rea- tor de fissão nuclear 12 inclui conjuntos combustíveis nucleares férteis 20b (Figura 2). Avaliar-se-á que os conjuntos combustíveis nucleares férteis 20a e 20b podem ser constituídos através de uma construção igual ou similar (conforme indicado pelo uso de referências numéricas similares). Conforme . será explicado adicionalmente abaixo, os conjuntos combustíveis nucleares férteis 20a residem em um ambiente de fluxo de nêutron na região de núcleo 5 central 16 que é diferente do ambiente de fluxo de nêutron na região de nú- cleo periférico 24 (na qual os conjuntos combustíveis nucleares férteis 20b residem). Como resultado, ao longo da vida útil do núcleo, os conjuntos combustíveis nucleares férteis 20a podern ser submetidos à regeneração e podem experimentar um consumo em taxas que sejam diferentes das taxas 10 submetidas e experimentadas pelos conjuntos combustíveis nucleares fér- teis 20b. Portanto, as referências numéricas similares (mas não iguais) 20a e 20b são usadas para ajudar a rastrear os conjuntos combustíveis nucleares m férteis 20a e 20b durante as discussões das várias fases da vida útil do nú- , cleo. A região de núcleo periférico 24 também inclui conjuntos absorvedores 15 de nêutron 26. Um sistema de manipulação em recipiente 28 é configurado para -. misturar os conjuntos combustíveis nucleares físseis 18 e os conjuntos com- bustíveis nucleares férteis 20a e 20b. O reator de fissão nuclear 10 também " inclui um sistema de refrigeração de reator 30. 20 Dando-se continuidade à visão geral não limitante, de acordo com alguns aspectos, os métodos são proporcionados para operar um reator de fissão nuclear. Dado por meio de exemplo não limitante, em algumas modalidades, o material combustível nuclear físsil em uma pIuralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis é fissionado em uma região de nú- 25 cleo central de um núcleo de reator de fissão nuclear de um reator de fissão nuclear. O material físsil é regenerado em uma pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares férteis na região de núcleo central do núcleo de rea- tor de fissão nuclear, e aqueles selecionados entre a pluralidade de conjun- tos combustíveis nucleares físseis e aqueles selecionados entre uma pIurali- 30 dade de conjuntos combustíveis nucleares férteis são misturados de modo que estabeleça uma onda estacionária de material combustível nuclear físsil em regeneração e material combustível nuclear físsil em fissão.

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- Dando-se continuidade à visão geral não limitante, de acordo com alguns aspectos, os métodos são proporcionados para gerenciar uma reatividade em excesso em um reator de fissão nuclear.

Dado por meio de um exemplo não Iimitante, em algumas modalidades, obtém-se um estado 5 crítico com uma quantidade positiva de reatividade em uma região de núcleo central de um núcleo de reator de um reator de fissão nuclear.

A quantidade de reatividade é aumentada até que um nivel de consumo predeterminado seja alcançado naqueles selecionados dos conjuntos combustíveis no nú- cleo do reator, e o aumento na reatividade seja compensado. 10 Os detalhes serão apresentados abaixo por meio de exemplos não Iimitantes.

Reatores de fissão nuclear ilustrativos m

Na discussão apresentada abaixo, os detalhes referentes a componentes extranúcleo do reator de fissão nuclear 10 serão apresentados « 15 primeiramente apor meio de exemplos não limitantes.

Os detalhes referentes aos componentes extranúcleo do reator de fissão nuclear 10 será apresen- tados posteriormente por meio de exemplos não limitantes.

Esta ordenação de detalhes de discussão facilitará uma compreensão de estabelecimento de

" uma onda estacionária de regeneração e fissão no núcleo de reator de fis- 20 sâo nuclear 10. Componentes extranúcleo Ainda com referência às Figuras 1A-1C e Figura 2, as modalida- des do reator de fissão nuclear 10 podem ser dimensionadas para qualquer aplicação conforme desejado.

Por exemplo, várias modalidades do reator de 25 fissão nuclear 10 podem ser usadas em aplicações de potência baixa (cerca de 300 MW, - cerca de 500 MW,), aplicações de potência média (cerca de 500 MW, - cerca de 1000 MW,), e aplicações de potência alta (cerca de 1000 MW, e superior), conforme desejado.

As modalidades do reator de fissão nuclear 10 se baseiam nos 30 elementos da tecnologia de reator rápido resfriado por metal líquido.

Por e- xemplo. ern várias modalidades, o sistema de refrigeração de re.ator 30 inclui um acúmulo de sódio líquido disposta no recipiente do reator 14. Nestes ca-

.

sos, o núcleo de reator de fissão nuclear 12 é submerso no acúmulo de re- frigerante de sódio no recipiente do reator 14. O recipiente do reator 14 é ^ cercado por um recipiente de contenção 32 que ajuda a evitar a perda de refrigerante de sódio no caso improvável de um vazamento a partir do reci- 5 piente do reator 14. Em várias modalidades, o sistema de refrigeração de reator 30 também inclui bombas de refrigerante de reator 34. As bombas de refrige- rante de reator 34 podem ser quaisquer bombas adequadas conforme a ne- cessidade, tais como, por exemplo, bombas eletromecânicas ou bombas 10 eletromagnéticas. Em várias modalidades, o sistema de refrigeração de reator 30 também inclui trocadores de calor 36. Os trocadores de calor 36 são dispos- " tos no acúmulo de sódio líquido primário. Os trocadores de calor 36 têm um refrigerante de sódio intermediário não radioativo no outro lado dos trocado- . 15 res de calor 36. Neste sentido, os trocadores de calor 36 podem ser conside- rados trocadores de calor intermediários. Os gerados de vapor (não mostra- dos por motivos de clareza nas Figuras 1A-1C e 2) se encontram em comu- nicação térmica com os trocadores de calor 36. Avaliar-se-á que qualquer " número de bombas de refrigerante de reator 34, trocadores de calor 36, e 20 geradores de vapor podem ser usados, conforme desejado. As bombas de refrigerante de reator 34 circulam refrigerante de sódio primário através do núcleo de reator de fissão nuclear 12. O refrigeran- te de sódio primário bombeado sai do núcleo de reator de fissão nuclear 12 em um topo do núcleo de reator de fissão nuclear 12 e passa através de um 25 lado dos trocadores de calor 36. O refrigerante de sódio intermediário aque- cido é circulado através de loops de sódio intermediário 4.2 aos geradores de vapor (não mostrados) que, sucessivamente, geram vapor às turbinas de acionamento (não mostradas) e geradores elétricos (não mostrados). Durante os períodos de desligamento do reator, em algumas 30 niodahdades, as cargas elétricas de usina são acionadas pela rede elétrica e a remoção de calor de decaimento é proporcionada por motores·-pônei (não mostrados por motivos de clareza) nas bombas de refrigerante de reator 34 que distribuem fluxo refrigerante de reator reduzido atravês de sistemas de transporte de calor. Reportando-se, ainda, às Figuras 5A e 5B, em várias modalida- des, o reator de fissão nuclear 10 inclui um sistema de remoção de calor de 5 decaimento 38. No caso onde a energia elétrica não está disponível a partir da rede elétrica, o calor de decaimento é removido utilizando-se o sistema de remoção de calor de decaimento 38. Em várias modalidades, o sistema de remoção de calor de decaimento 38 pode incluir um ou ambos sistemas de remoção de calor de decaimento de classe de segurança dedicada 38a 10 (Figura 5A) e 38b (Figura 5B) que operam totalmente por circulação natural sem a necessidade para a energia elétrica. No sistema de remoção de calor de decaimento de classe de segurança 38a (Figura 5A), primeiramente, o calor proveniente do núcleo de reator de fissão nuclear 12 é transferido por

A sódio naturalmente circulado ao recipiente do reator 14, então, é radiado 15 através de um vão preenchido com argônio 40 entre o recipiente do reator 14 e o recipiente de contenção 32, e, finalmente, é removido circulando-se . naturalmente o ar ambiente que flui ao longo da parede do recipiente de con- tenção 32. ' No sistema de remoção de calor de decaimento de classe de 20 segurança 38b (Figura 5B), os trocadores de calor 36 e os loops de sódio intermediário 42 (Figuras 1A - lC) transferem calor por circulação natural de sódio aos geradores de vapor 44 onde o calor é dissipado através das pare- des de corpo do gerador de vapor 44 utilizando-se ar em temperatura ambi- ente em entradas atravessantes protegidas de ar 46. 25 Reportando-se novamente às Figuras 1A-1C e 2, o sistema de manipulação em recipiente 28 é con'figurado para misturar um dos conjuntos combustíveis nucleares físseis 18 e um dos conjurItos combustlveis nuclea- res férteis 20a e 20b. Em alguns estágios da vida útil do núcleo (conforme será discutido abaixo), pode ser desejado misturar um dos conjuntos com- 30 bustíveis nucleares físseis 18 e um dos conjuntos combustíveis nucleares férteis 20a e 20b entre a região de núcleo central 16 e a região de núcleo periférico 24. Portanto, o sistema de rnanipulação em recipiente 28 também

.

pode ser configurado para misturar um dos conjuntos combustíveis nuclea- res físseis 18 e um dos conjuntos combustíveis nucleares férteis 20a e 20b entre a região de núcleo central 16 e a região de núcleo periférico 24. Avaliar-se-á que o sistema de manipulação em recipiente 28 5 permite um movimento dos conjuntos combustíveis nucleares físseis 18 e conjuntos combustíveis nucleares férteis 20a e 20b selecionados sem remo- ver os conjuntos combustíveis nucleares físseis 18 e conjuntos combustíveis nucleares férteis 20a e 20b movidos a partir do reator de fissão nuclear 10. Em várias modafidades, o sistema de manipulação em recipiente 10 28 inclui um plugue giratório 48 e um plugue giratório 50 que são vertical- mente espaçados a partir do topo do núcleo de reator de fissão nuclear 12. O plugue giratório 50 é menor que o plugue giratório 48 e é disposto no topo " do plugue giratório 48. Uma máquina de braço de deslocamento 52 se es- , tende através do plugue giratório 48 até o topo do núcleo de reator de fissão 15 nuclear 12. A mãquina de braço de deslocamento 52 é giratória através do plugue giratório 48. Uma máquina de tração retilínea 54 se estende através do plugue giratório 50 até o topo do núcleo de reator de fissão nuclear 12. As extremidades inferior da máquina de braço de deslocamento " 52 e da máquina de tração retilínea 54 incluem dispositivos de preensão a- 20 dequados, tais como grampos ou similares, que permitem a preensão de conjuntos combustíveis nucleares físseis 18 e conjuntos combustíveis nucle- ares férteis 20a e 20b selecionados (e em algumas aplicações, conforme discutido abaixo, os conjuntos absorvedores de nêutron dispostos na região de núcleo periférico 24) pela máquina de braço de deslocamento 52 e pela 25 máquina de tração retilínea 54 durante as operações de movimento. A rotação dos plugues giratórios 48 e 50 e da máquina de braço de deslocamento 52 permite que a máquina de braço de deslocamento 52 e a máquina de tração retilínea 54 sejam localizadas a qualquer posição dese- jada para extrair o conjunto selecionado a partir do núcleo de reator de fis- 30 sâo nuclear 12 e para reinserir o conjunto selecionado no núcleo de reator de fissão nuclear 12 em qualquer local vazio desejado. Em algumas modalidades, o sistema de manipulação em recipi- .Nlx :°^'F x.N '*" F "N-" '" ' ' '$R-· =Si. " " $ "' - K · . »'· ,í *FÒ" " § È ' " ' ' " '" " -m *à "' ,'í eA. & '" <YT' '" N& ' *r""' "' QE'- -. . . ..

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ente 28 pode ser adicionalmente configurado para mover um dos conjuntos absorvedores de nêutron dentre os locais selecionados na região de núcleo periférico 24. Nestes casos, os locais na região de núcleo periférico 24 po- dem ser selecionados a partir dos locais radiais predeterminados na região 5 de núcleo periférico 24 com base em um nível de consumo predeterminado de conjuntos combustíveis nucleares 18, 20a, e/ou 20b (dependendo do es- tágio dos níveis de vida útil do núcleo e consumo) que ficam localizados na região de núcleo periférico 24. Em algumas outras modalidades, o sistema de manipulação em recipiente 28 pode ser adicionalmente configurado para 10 girar um dos conjuntos absorvedores de nêutron. Em algumas ouras modalidades, o sisterna de manipulação em recipiente 28 pode ser adicionalmente configurado para misturar um dos

R conjuntos combustíveis nucleares físseis 18 e um dos conjuntos combustí- m veis nucleares férteis 20a e/ou 20b (dependendo do estágio de níveis de 15 vida útil e consumo) entre a região de núcleo central 16 e uma porção do recipiente do reator 14 que fica localizada conforme desejado externamente ao núcleo de reator de fissão nuclear 12. Componentes em núcleo . Dado por meio de uma visão geral não limitante, em modalida- 20 des do núcleo de reator de fissão nuclear 12, um número suficiente dos con- juntos combustíveis nucleares físseis alcança um estado critico inicial e re- generação suficiente para se aproximar de uma condição de regeneração e queima (regeneração e fissão) do núcleo do reator em estado estacionário. Os conjuntos físseis são primariamente localizados na região de núcleo cen- 25 tral 16, que gera a maior parte da energia do núcleo. Os conjuntos combus- tíveis nucleares férteis são coIocados na região de núcleo central 16 e na região de núcleo periférico 24 e seu número é selecionado de tal modo que a operação do reator seja possÍvel por até 40 anos ou mais sem a necessi- dade de colocar mais combustível no reator. O carregamento inicial do nú- 30 cleo é configurado para alcançar o estado crítico com urna pequena quanti- dade e reatividade em excesso e ascensão para uma saída de energia com- pleta logo após a inicialização do reator inicial. A reatividade em excesso

P aumenta por causa da regeneração até que um consumo predeterminado seja alcançado em um número selecionado de conjuntos combustíveis.

O aumento de reatividade é compensado por conjuntos de controle de reativi- dade móvel, que são gradualmente inseridos no núcleo para manter o esta- 5 do crítico do núcleo.

Ainda dado por meio de uma visão geral não limitante, uma onda de regeneração e fissão (uma "onda de regeneração e queima" é originada na região de núcleo central 16, porém, não se move através do material de núcleo fixo.

Ao invés disso, uma onda "estacionária" de regeneração e fissão 10 ("queima") é estabelecida movendo-se periodicamente o material de núcleo para dentro e para fora da região de regeneração e queima.

Este movimento dos conjuntos combustíveis é referido como "mistura de combustível" e con- . forme será descrito em maiores detalhes a seguir.

K.

Detalhes referentes aos componentes dentro do núcleo de reator 15 de fissão nuclear 12 serão discutidos por meio de exemplos não limitantes.

Quando relevante, serão notadas as diferenças em relação à vida útil do nú- cleo em niveis de composição e/ou consumo de conjuntos combustiveis e/ou locais de conjuntos combustíveis dentro do núcleo de reator de fissão nucle- ' ar 12. 20 ]ndependentemente do estágio da vida útil do núcleo, a região de núcleo central 16 inclui os conjuntos de controle de reatividade móvel 22. Os conjuntos de controle de reatividade móvel 22 podem ser adequadamen- te proporcionados como varetas de controle e podem ser movidos axialmen- te para dentro e/ou para fora da região de núcleo central 16 por mecanismos 25 de acionamento de vareta de controle associada.

Avaliar-se-á que a posição axial dos conjuntos de controle de reatividade móvel 22 pode ser ajustada pelos mecanismos de acionamento de vareta de controle para inserir o ma- terial de absorção de nêutrons na região de núcleo central 16 e/ou remover o material de absorção de nêutrons a partir da região de núcleo central 16 con- 30 forme desejado (tal como compensar aumentos na reatividade, compensar as reduções em reatividade, desligar o reator para desligamentos planeja-- dos, e/ou iniciar o reator após o reator ter sido desligado). Avaliar-se-á, tam-

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" bém, que em algumas modalidades, os conjuntos de controle de reatividade móvel 22 podem realizar funções de segurança, tal como inserir rapidamente o material de absorção de nêutrons para desligar rapidamente o reator (ou seja, desligamento repentino do reator). Em algumas modalidades, o materi- 5 al de absorção de nêutrons disposto nos conjuntos de controle de reativida- de móvel 22 podem incluir hidreto de háfnio. lndependentemente do estado da vida útil do núcleo, a região de núcleo periférico 24 inclui os conjuntos absorvedores de nêutron 26. Diferen- temente dos conjuntos de controle de reatividade móvel 22 (que podem ser 10 movidos durante a operação do reator conforme desejado, tal como com- pensar os aumentos na reatividade), os conjuntos absorvedores de nêutron 26 permanecem em posição e não se movem durante a operação do reator. " Os conjuntos absorvedores de nêutron 26 ajudam a manter um nível de e-

. nergia de núcleo baixo na região de núcleo periférico 24. Este nivel de ener- 15 gia baixa ajuda a simplificar os requerimentos de fluxo de refrigerante na região de núcleo periférico 24. Este nível de energia baixo também ajuda a

. mitigar os aumentos adicionais em consumo nos conjuntos combustíveis que foram previamente usados para a produção de energia na região de núcleo ' central 16 e foram subsequentemente movidos a partir da região de núcleo 20 central 16 até a região de núcleo periférico 24. Em algumas modalidades, o material de absorção de nêutrons disposto nos conjuntos absorvedores de nêutron 26 pode incluir hidreto de háfnio.

No entanto, conforme discutido anteriormente, em algumas mo- dalidades, se desejado, os conjuntos absorvedores de nêutron 26 podem ser 25 movidos pelo sistema de manipulação em recipiente 28 dentre os locais se- lecionados na região de núcleo periférico 24. Conforme mencionado anteri- ormente, os locais na região de núcleo periférico 24 podem ser selecionados a partir de locais radiais predeterminados na região de núcleo periférico 24 com base em um nível de consumo predeterminado de conjuntos combustí- 30 veis nucleares 18, 20a, e/ou 20b (dependendo do estágio dos níveis de vida útil do núcleo e consumo) que ficam localizados na região de núcleo periféri- co 24. Conforme discutido anteriormente, em aigumas outras modalidades,

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os conjuntos absorvedores de nêutron 26 podem ser girados pelo sistema de manipulação em recipiente 28. Agora que os conjuntos de controle de reatividade móvel 22 e os conjuntos absorvedores de nêutron 26 foram discutidos, os conjuntos com- 5 bustíveis nucleares 18, 20a, e 20b será discutidos.

Conforme mencionado anteriormente, a discussão inclui referências a vários estágios da vida útil do núcleo. lndependentemente do estágio de vida útil do núcleo, o material fértil nos conjuntos combustíveis nucleares férteis 20 (ou seja, os conjuntos 10 combustíveis nucleares férteis 20a e os conjuntos combustíveis nucleares férteis 20b) inclui U238, Em várias modalidades, o U238 pode incluir urânio natural e/ou urânio empobrecido.

Portanto, em várias modalidades, pelo me- nos um dos conjuntos combustíveis nucleares férteis 20a pode incluir U238

. que inclui urânio natural.

Em algumas outras modalidades, pelo menos um 15 dos conjuntos combustíveis nucleares férteis 20a pode incluir U238 que inclui urânio empobrecido.

Em algumas modalidades, pelo menos um dos conjun- , tos combustíveis nucleares férteis 20b pode incluir U238 que inclui urânio na- tural.

Em algumas modalidades, pelo menos um dos conjuntos combustíveis " nucleares férteis 20b pode incluir U238 que inclui urânio emijobrecido.

Ou 20 seja, em qualquer ponto na vida útil do núcleo qualquer um ou mais conjun- tos combustíveis nucleares 20a pode incluir U238 que inclui urânio natural, qualquer um ou mais conjuntos combustíveis nuclear 20a pode incluir U238 que inclui urânio empobrecido, qualquer um ou mais conjuntos combustíveis nucleares 20b pode incluir U238 que inclui urânio natural, e/ou qualquer um 25 ou mais conjuntos combustíveis nucleares 20b pode incluir U238 que inclui urânio empobrecido.

Portanto, independentemente do estágio de vida útil do núcleo, o U238 nos conjuntos combustíveis nucleares férteis 20a e/ou 20b não precisa ser limitado ao urânio natural ou ao urânio empobrecido.

Portanto, em qual- 30 quer estágio na vida útil do núcleo, um ou mais dos conjuntos combustíveis nucleares 20a pode incluir urânio natural, um ou mais dos conjuntos com- bustíveis nucleares 20a pode incluir urânio empobrecido, um ou mais dos

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conjuntos combustíveis nucleares 20b pode incluir urânio natural, e/ou um ou mais dos conjuntos combustíveis nucleares 20b pode incluir urânio em- pobrecido. No início da vida (BOL), em várias modalidades, a região de nú- 5 cleo central 16 inclui os conjuntos combustíveis nucleares físseis 18, os con- juntos combustíveis nucleares férteis 20a, e os conjuntos de controle de rea- tividade móvel 22, e a região de núcleo periférico inclui os conjuntos com- bustíveis nucleares férteis 20b e os conjuntos absorvedores de nêutron 26. Os conjuntos combustíveis nucleares férteis 20a e 20b, os conjuntos de con- lO trole de reatividade móvel 22, e os conjuntos absorvedores de nêutron 26 foram discutidos anteriormente para todos os estágios da vida útil do núcleo, que inclui BOL. - Na BOL, a região de núcleo central 16 inclui os conjuntos com-

A bustíveis nucleares físseis 18 e os conjuntos combustíveis nucleares férteis 15 20, e durante a vida útil do núcleo (e possivelmente no fim da vida) a região de núcleo central 16 inclui os conjuntos combustíveis nucleares físseis 18 e os conjuntos combustíveis nucleares férteis 20a e/ou 20b. Os conjuntos combustíveis nucleares 18 e 20 podem ser dispostos conforme desejado na região de núcleo centra! 16. Em algumas modalidades, os conjuntos com- 20 bustlveis nucleares 18 e 20 podem ser simetricamente dispostos na região de núcleo central 16. Na BOL, os conjuntos combustíveis nucleares físseis 18 incluem conjuntos nucleares fisseis enriquecidos 18a. Em várias modalidades, o ma- terial físsil enriquecido nos conjuntos nucleares físseis enriquecidos 18a in- 25 clui U235. O urânio nos conjuntos combustíveis nucleares flsseis enriquecidos 18a é tipicamente enriquecido menos que vinte por cento (20%) no isótopo U'35. Avaliar-se-á que em algumas modalidades (tal como, a primeira de uma série de reatores de fissão nuclear 10), na BOL todos os materiais fís- seis nos conjuntos combustíveis nucleares físseis 18a inclui U235. 30 No entanto, em outras modalidades (tal como nos últimos n- ésimos membros do mesmo tipo de uma série de reatores de fissão nuclear 10), conforme será discutido mais adiante na BOL pelo menos parte do ma-

" terial físsil nos conjuntos combustíveis nucleares físseis 18a pode incluir pu239 (que foi regenerado nos membros anteriores da série de reatores de fissão nuclear 10). Avaliar-se-á, também, que apenas uma pequena massa de ma- 5 terial combustível nuclear fissil (em relação à massa total de material com- bustivel nuclear, que inclui um materid combustível nuciear fértil, incluldo no núcleo de reator de fissão nuclear 10 e, conforme será avaliado, oposto a um reator regenerador rápido convencional) é conferida no início de uma onda de regeneração e fissão (regeneração e queima) no núcleo de reator 10 de fissão nuclear 10. A iniciação e propagação ilustrativas de uma onda de regeneração e fissão (regeneração e queima) são descritas a titilo de exem- plo e sem caráter limitativo no Pedido de Patente Norte-Americano No. " 11/605,943, intitulado AUTOMATED NUCLEAR POWER REACTOR FOR

. LONG-TERM OPERATION, em nome de RODERICK A.

HYDE, MURIEL Y. 15 ISHIKAWA, NATHAN P.

MYHRVOLD, AND LOWELL L.

WOOD, JR. como inventores, depositado em 28 de Novembro de 2006, estando os conteúdos desta aqui incorporados a titulo de referência.

Notar-se-á, ainda, que está dentro das possibilidades de um indivíduo versado na técnica do projeto e operação de reator de fissão nuclear determinar, sem experimentação inde- 20 vida, a quantidade e material combustível nuclear físsil que é conferida no inicio de uma onda de regeneração e fissão (regeneração e queima) em um núcleo de reator de fissão nuclear 10 de qualquer tamanho, conforme dese- jado.

Avaliar-se-á, também, que uma onda de regeneração e queima 25 não se move através de um material de núcleo fixo.

Ao invés disso, uma on- da "estacionária" de regeneração e queima (fissão) é estabelecida movendo- se periodicamente o material de núcleo para dentro e para fora da região de regeneração e queima.

Este movimento de conjuntos combustíveis é referi- do como "mistura combustível" e será descrito em maiores mais adiante. 30 Avaliar-se-á que após a BOL, o reator de fissão nuclear 10 foi i- nicializado e os conjuntos combustíveis nucleares físseis erÍriquecidos 18a começou a 'fissionar.

Alguns dos nêutrons podem ser absorvidos pelos nú-

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P cleos de material fértil, tal como U238, nos conjuntos combustíveis nucleares férteis 20a na região de núcleo central 16. Como resultado desta absorção, em alguns casos, o U238 será convertido através da captura ao U239, então, através de decaimento j3 a Np23', então, através de um decaimento j3 adicio- 5 nal a pu239, Portanto, nestes casos, o material fértil (ou seja, U238) nos con- juntos combustíveis nucleares férteis 20a será regenerado em material físsil (ou seja, pu239) e, como resultado, tais conjuntos combustíveis nucleares férteis 20a serão convertidos em conjuntos combustíveis nucleares regene- rados 18b. 10 Portanto, avaliar-se-á que após a BOL, os conjuntos combustí- veis nucleares físseis 18 na região de núcleo central 16 incluem os conjuntos combustíveis nucleares físseis enriquecidos 18a e os conjuntos combustl- veis nucleares físseis regenerados 18b. Conforme discutido anteriormente, o + material físsil nos conjuntos combustíveis nucleares físseis enriquecidos 18a 15 pode incluir U235 e o material físsil nos conjuntos combustíveis nucleares fís- seis regenerados 18b pode incluir pu239. Alguns dos outros nêutrons podem ser absorvidos por outros núcleos de material fértil, tal como U238, nos conjuntos combustíveis nuclea- res férteis 20a na região de núcleo central 16. Como resultado desta absor- 20 ção, em alguns outros casos, avaliar-se-á que o U238 em alguns dos conjun- tos combustíveis nucleares férteis 20a pode ser submetido à fissão rápida. Avaliar-se-á, ainda, que, após a BOL, alguns nêutrons podem vazar a partir da região de núcieo central 16 até a região de núcleo periférico 24- Nesses casos, alguns dos nêutrons vazados podem ser absorvidos pelo 25 material fértil (tal como U238) nos conjuntos combustíveis nucleares férteis 20b na região de núcleo periférico 24. Como resultado dessa absorção e conforme discutido anteriormente, em alguns casos, o U238 será convertido através da captura ao U'", então, através do decaimento j3 a Np'39, então, através de um decaimento j3 adicional a pu239, Portanto, nestes casos, o ma- 30 terial fértil (ou seja, U238) nos conjuntos combustíveis nucleares férteis 20b será regenerado em material físsil (ou seja, pu239) e, como resultado, esses conjuntos combustíveis nucleares férteis 20b serão convertidos em conjun-

tos combustíveis nucleares regenerados 18b.

Portanto, nestes casos, após a BOL, a região de núcleo periférico 24 pode incluir um dos conjuntos combus- tíveis nucleares físseis regenerados 18b.

Alguns outros nêutrons vazados podem ser absorvidos por ou- 5 tros núcleos de material fértil, tal como U238, nos conjuntos combustíveis nu- cleares férteis 20b na região de núcleo periférico 24. Como resultado desta absorção, em alguns outros casos, avaliar-se-á que o U238 em alguns dos conjuntos combustiveis nucleares férteis 20b pode ser submetido à fissão rápida.

Conforme discutido anteriormente, os conjuntos absorvedores de 10 nêutron 26 ajudam a manter um nível de energia baixo na região de núcleo periférico mesmo que uma fissão rápida de U238 nos conjuntos combustíveis nucleares férteis 20b na região de núcleo periférico 24 possa ocorrer.

Os conjuntos combustíveis nucleares físseis enriquecidos 18a

- serão submetidos a consumo após a BOL.

Depois de algum tempo após a 15 BOL, os conjuntos cornbustíveis nucleares físseis enriquecidos 18a acumu- larão um consumo suficiente de tal modo que seja desejado misturar (ou mover) tais conjuntos combustíveis nucleares flsseis enriquecidos 18a a par- tir da região de núcleo central 16 até a região de núcleo periférico 24 (com o " sistema de manipulação em recipiente 28). Avaliar-se-á que um indivíduo 20 versado na técnica de projeto e operação de reator de fissão nuclear será capaz de determinar, sem uma experimentação indevida, um nível de con- sumo no qual um dos conjuntos combustíveis nucleares físseis enriquecidos 18a deve ser misturado a partir da região de núcleo central 16 até a região de núcleo periférico 24. Portanto, nestes casos, a região de núcleo periférico 25 24 pode incluir, ainda, um dos conjuntos combustiveis nucleares físseis enri- quecidos 18a selecionados tendo pelo menos um nível de consumo prede- terminado.

Da mesma forma, os conjuntos combustíveis nucleares físseis regenerados 18b serão submetidos a consumo após a BOL.

Depois de al- 30 gum tempo após a BOL, os conjuntos combustíveis nucleares físseis rege- nerados 18b acumularão um consumo suficiente de tal modo que seja dese- jado misturar (ou mover) tais conjuntos combustíveis nucleares físseis rege-

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" nerados 18b a partir da região de núcleo central 16 até a região de núcleo periférico 24 (com o sistema de manipulação em recipiente 28). Avaliar-se-á que um indivíduo versado na técnica de projeto e operação de reator de fis- são nuclear será capaz de determinar, sem uma experimentação indevida, 5 um nlvel de consumo no qual um dos conjuntos combustiveis nucleares fís- seis enriquecidos 18b deve ser misturado a partir da região de núcleo central 16 até a região de núcleo periférico 24. Portanto, nestes casos, a região de núcleo periférico 24 pode incluir, ainda, um dos conjuntos combustíveis nu- cleares físseis regenerados 18b selecionados tendo pelo menos um nível de 10 consumo predeterminado. Avaliar-se-á, ainda, que, conforme discutido anteriormente, al- guns dos conjuntos combustíveis nucleares férteis 20b na região de núcleo periférico 24 serão convertidos em conjuntos combustíveis nucleares físseis regenerados 18b. Conforme discutido anteriormente, os conjuntos combustí- - 15 veis nucleares férteis 20b podem ter sido submetidos a níveis de fluxo de nêutron na região de núcleo periférico 24 abaixo dos níveis de fluxo de nêu- tron na região de núcleo central 16 aos quais os conjuntos combustíveis nu- cleares férteis 20a foram submetidos. Como resultado, a região de núcleo periférico 24 pode incluir um dos conjuntos combustíveis nucleares físseis 20 regenerados 18b (ou seja, convertidos a partir dos conjuntos combustíveis nucleares férteis 20b na região de núcleo periférico 24) tendo menos que um nível de consumo predeterminado. Durante vários estágios da vida útil do núcleo, um dos conjuntos absorvedores de nêutron 26 pode ser movido peío sistema de manipulação 25 em recipiente 28 dentre quaisquer um dos vários locais na região de núcleo periférico 24. Os locais na região de núcleo periférico 24 podem incluir locais radiais predeterminados na região de núcleo periférico 24 que são selecio- náveis com base em um nível de consumo predeterminado dos conjuntos combustíveis nucleare.s 18 e 20 que estão localizados na região de núcleo 30 periférico 24. Em relação ao fim da vida útil (EOL), os conjuntos combustíveis nucleares fisseis enr'iquecidos 18a podem ter sido submetidos a um consu-

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" mo suficiente de tal modo que os conjuntos combustíveis nucleares físseis enriquecidos 18a sejam misturados (movidos) a partir da região de núcleo central 16 até a região de núcleo periférico 24. Portanto, em relação a EOL, os conjuntos combustíveis nucleares físseis 18 que ficam localizados na re- 5 gião de núcleo central 16 são os conjuntos combustíveis nucleares físseis regenerados 18b.

Portanto, em relação a EOL, os conjuntos combustíveis nucleares fisseis 18 (na região de núcleo central 16) incluem os conjuntos combustíveis nucleares fisseis regenerados 18b, e a região de núcleo perifé- rico 24 inclui os conjuntos combustíveis nucleares físseis enriquecidos 18a 10 tendo pelo menos um nível de consumo predeterminado.

Avaliar-se-á que, em relação a EOL, a região de núcleo periféri- co também pode incluir conjuntos combustlveis físseis regenerados 18b.

Alguns dos conjuntos combustiveis nucleares físseis regenerados 18b na região de núcleo periférico 24 podem incluir um dos conjuntos combustíveis 15 nucleares físseis regenerados 18b selecionados que foram misturados a par- tir da região de núcleo central 16 até a região de núcleo periférico 24 e que têm pelo menos um nível de consumo predeterminado.

Avaliar-se-á, ainda, que alguns outros conjuntos combustíveis nucleares físseis regenerados 18b

" na região de núcleo periférico 24 podem incluir (i) um dos conjuntos combus- 20 tíveis nucleares físseis regenerados 18b que foram misturados a partir da região de núcleo central 16 até a região de núcleo periférico 24 que tenha menos que um nlvel de consumo predeterminado e/ou (ii) um dos conjuntos combustiveis nucleares físseis regenerados 18b que foram convertidos em um dos conjuntos combustíveis nucleares férteis 20b (que residiram na regi- 25 ão de núcleo periférico 24) que tenha menos que um nlvel de consumo pre- determinado.

As modalidades do reator de fissão nLjc|ear 10 se combinam com a reciclagem de combustível.

Algumas modalidades do reator de fissão nuclear 10 podem descarregar seu combustível em um consumo médio de 30 aproximadamente 15% de átomos de metal pesado inicial, com o pico axial tornando o consumo de pico na faixa de 28-32%. Entretanto, o material físsil regenerado em várias modalidades do reator de fissão nuclear 10 de com-

" posição 'tuNa' nominal pode permanecer crítico acima de 40°/o de consumo médio (mesmo sem qualquer remoção de produto de fissão) através de refi- nação por derretimento. lncluindo o efeito de refinação por derretimento pe- riódico, pode-se obter consumos que excedem 50%. Portanto, o combustível 5 descarregado a partir de um primeiro reator de fissão nuclear de geração 10 ainda tem a maior parte de sua vida útil potencial permanecendo a partir de um ponto de vista neutrônico (considera-se mesmo antes de qualquer "ex- tensão de vida" associada à remoção térmica de produtos de fissão durante o rerrevestimento) e estaria disponível para reutilização sem qualquer ne- lO cessidade de reprocesamento químico.

Neste sentido e conforme mencionado anteriormente, em algu- mas modalidades (tal como nos últimos n-ésimos membros do mesmo tipo de uma série de reatores de fissão nuclear 10), em BOL pelo menos parte do material físsil nos conjuntos combustiveis nucleares físseis 18a pode in- - 15 cluir pu239 (que foi regenerado em membros prévios da série de reatores de fissão nuclear 10). Nestes casos, um ou mais conjuntos combustiveis nucle- ares físseis 18 pode incluir um material físsil que foi descarregado a partir de um reator de fissão nuclear.

Ademais, em alguns desses casos, os conjuntos combustíveis nucleares físseis 18 que incluem um material físsil que foi des- 20 carregado a partir de um reator de fissão nuclear podem incluir conjuntos combustíveis físseis rerrevestidos.

Nestas modalidades, os conjuntos combustíveis nucleares fís- seis 18 podem ser reciclados através de rerrevestimento combustível — um processo onde o revestimento antigo é removido e o combustível usado é re- 25 fabricado em um novo combustível.

O material combustível físsil é reciclado através de processos térmicos e físicos (porém, não químicos). Os conjuntos combustíveis usados são desmontados em hastes combustíveis individuais que, então, têm seu revestimento mecanicamente removido.

Então, o com- bustível usado é submetido a um processo de refinação por fusão em alta 30 temperatura (1300-1400 °C) em uma atrnosfera inerte que separa muitos produtos de fissão a partir do combustível em duas formas principais: (i) os produtos de fissão volátil e gasoso (por exemplo, Br, Kr, Rb, Cd, ], Xe, Cs)

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" siinplesmente escapam; enquanto (ii) mais de 95% dos produtos de fissão quimicamente reativos (por exemplo, Sr, Y, Te, Ba, e terras raras) se tornam - oxidados em uma reação com cadinho de zircônia e são prontamente sepa- rados. Então, o combustível refinado por fusão pode ser fundido ou extruda- 5 do em novos bastões de combustível, colocados em um novo revestimento com uma ligação de sódio, e integrados em novos conjuntos combustíveis. Reportando-se adicionalmente à Figura 3, um conjunto combus- tível nuclear ilustrativo (independentemente se consiste em um conjunto combustível nuclear físsil 18 ou em um conjunto combustível nuclear fértil 10 20) inclui pinos combustíveis (ou hastes combustiveis ou elementos combus- tíveis) 56. Em várias modalidades, os pinos combustíveis 56 incluem com- bustível metálico (novamente, independentemente se o combustível é um combustivel físsil ou fértil). Avaliar-se-á que o combustível metálico oferece grandes carregamentos de metal pesado e excelente economia de nêutrons, 15 o que seria desejável para um processo de regeneração e queima no núcleo de reator de fissão nuclear 12. Em várias modalidades, o combustlvel metálico pode ser ligado com cerca de 3'yo a cerca de 8% de zircônio para estabilizar dimensional- " mente a liga durante a irradiação e inibir o eutético em baixa temperatura e 20 danos por corrosão do revestimento. Uma ligação térmica de sódio preenche o vão que existe entre o combustível de liga e a parede interna do tubo de revestimento para permitir que combustível inche e proporcionar uma trans- ferência térmica eficiente que mantenha as temperaturas de combustível baixas. Os pinos combustíveis individuais 56 podem ter um fio delgado 58 25 com diâmetro de cerca de 0,8 mm a cerca de 1,6 mm helicoidalmente enro- lado ao redor da circunferência do tubo de revestimento para proporcionar espaço refrigerante e separação mecânica de pinos combustíveis individuais 56 dentro do compartimen'to do conjunto combustível 18 e 20 (que tambérn serve como duto refrigerante). Em várias modalidades, o revestimento, enro- 30 lador de fios, e o compartimento podem ser fabricados a partir de aço mar- tensítico férrico por causa de seu desempenho de irradiação por um corpo de dados empíricos.

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' Grandes diferenças de energia entre os conjuntos combustíveis nucleares físseis 18 na região de núcleo central 16 e os conjuntos combustí- . veis nucleares férteis 20a e/ou 20b na região de núcleo peri'férico 24 confe- rem diferentes significativas na distribuição de fluxo de conjunto para ade- 5 quar o fluxo à energia e, portanto, à temperatura de saída.

Em várias moda- lidades, esta distribuição de fluxo é realizada através dos orificios, tal como uma combinação de orifícios fixos e variáveis, tornando possível otimizar o fluxo de refrigerante primário proporcionalmente à energia de conjunto pre- vista. 10 Reportando-se, agora, à Figura 4A, em várias modalidades, os orifícios 60, tais como os orifícios fixos, são instalados em receptáculos de fluxo de conjunto combustível 62 abaixo do núcleo de reator de fissão nucle- ar 12. Os receptáculos de fluxo de conjunto combustível 62 se encaixam aos assentos 64 em uma placa de grade de suporte de núcleo 66 e contêm so- - 15 quetes 68 onde os conjuntos combustíveis nucleares 18 e 20 são inseridos.

Os receptáculos de fluxo de conjunto combustível 62 têm orifí- cios 60 que podem ser usados para adequar o fluxo à energia gerada nos conjuntos combustíveis nucleares.

Por exemplo, os receptáculos de fluxo de ^ conjunto combustível 62 sob a região de núcleo periférico 24 têm muitos ori- 20 ficios de alta queda de pressão 60 para minimizar o fluxo nos conjuntos combustiveis nucleares férteis de energia muito baixa 20. Por outro lado, os receptáculos de fluxo de conjunto combustível 62 abaixo dos conjuntos combustiveis nucleares 18 e 20 na região de núcleo central 16 podem ser divididos em vários grupos tendo orifícios 60 variando de resistência muito 25 baixo até uma resistência maior de modo a adequar o perfil energético radial na região de núcleo central 16. Além dos orifícios fixos 60, em algumas modalidades, cada con- junto combustível de fissão nuclear 18 e 20 pode ter uma capacidade de a- justar o 'fluxo de conjunto por rotação durante as operações de mistura de 30 combustível para permitir ajustes mínimos de vazão no nível de conjunto, se desejado.

Portanto, em algumas modalidades, os receptáculos de fluxo de

" conjunto combustível 62 podem definir um grupo de orifícios de vazão de refrigerante de reator 60 na região de núcleo central 16 e outro grupo de ori- fícios de vazão de refrigerante de reator 60 na região de núcleo periférico 24. O grupo de orifícios de vazão de refrigerante de reator 60 na região de nú- 5 cleo central 16 pode incluir grupos de orifícios de vazão de refrigerante de reator. Nestes casos, a taxa de vazão através daquele selecionado entre os grupos de orifícios de vazão de refrigerante de reator pode se basear em um perfil energético em um local radial daquele selecionado entre os grupos de orifícios de vazão de refrigerante de reator. Ademais, a taxa de vazão atra- lO vés dos orifícios de vazão de refrigerante de reator 60 na região de núcleo periférico 24 pode incluir uma taxa de vazão predeterminada com base no nível de energia na região de núcleo periférico 24. Em várias modalidades, os orifícios 60 incluem orifícios fixos.

. Em outras modalidades, os orifícios variáveis podem ser proporcionados 15 (através da rotação dos conjuntos combustiveis nucleares 18 e 20). Em al- gumas outras modalidades, os orifícios 60 podem incluir orifícios fixos, e ori- . fícios variáveis também podem ser proporcionados (através da rotação dos conjuntos combustíveis nucleares 18 e 20)- Em algumas outras modalidades e com referência adicional à 20 Figura 4B, uma placa de grade de suporte de núcleo 66a pode ser "escalo- nada". Ou seja, a placa de grade de suporte de núcleo escalonada 66a pode ser usada para deslocar os conjuntos combustíveis nucleares 18 e 20 axial- mente. Como tal, a placa de grade de suporte de núcleo escalonada 66a permite a alteração de posição dos conjuntos combustíveis nucleares 18 e 25 20 na direção axial como uma função de sua posição na direção radial. A utilização de combustível no núcleo de reator de fissão nuclear 12 pode ser adicionalmente aumentada deslocando-se os conjuntos axial- mente (além de misturar os conjuntos combustíveis nucleares 18 e 20 radi- almente). Avaliar-se-á que a distribuicão de fiuxo de nêutron relativo é maior > 30 na zona axial central do núcleo de reator de fissão nuclear 12 do que nas extensões axiais do núcleo de reator de fissão nuclear 12, conforme mostra- do pela curva 67. Esse deslocamento axial pode permitir a regeneração de ' "C ·m " ' àj ¢·" · 4y'"'"e* - -' g; " ?" ' ' ,. ·-± .. .· — , - u , , N & $ '$ ' '' . .. , 'E .. '? g .,- ,.· . , .. ', " % ' . . F.:- , -. , W . ,. ,

" combustivel próxima às extensões axiais dos conjuntos combustíveis nucle- ares férteis 20 a serem movidos mais próximos (ou, se necessário, afastan- do-se) à zona axial central do núcleo de reator de fissão nuclear 12. Esse deslocamento pode, portanto, permitir um alto grau de controle de consumo 5 na dimensão axial, o que pode ajudar em um rendimento maior da utilização de combustível.

Em algumas modalidades, a placa de grade de suporte de nú- cleo escalonada 66a pode incluir um único conjunto axialmente seccionado.

Em algumas modalidades, o nivel de deslocamento pode ser fixo e pode 10 incluir uma estratégia de gerenciamento de combustível predeterminada.

Em algumas ouras modalidades, o nível de deslocamento pode ser alterado a- través do uso de espaçadores, tais como elevadores ou calços ou similares, que podem ser instalados na parte inferior dos conjuntos combustíveis nu- Ƕ cleares 18 e 20 ou diretamente sobre a placa de grade de suporte de núcleo 15 escalonada 66a.

Os aspectos de operação das modalidades do núcleo de reator

. de fissão nuclear 12 serão explicados.

Avaliar-se-á que vários recursos de projeto das modalidades do

' núcleo de reator de fissão nuclear 10 podem ajudar a aumentar o consumo 20 máximo e a fluência do combustível pode se manter antes que o acúmulo de produtos de fissão torne o combustível subcritico.

Por exemplo, os conjuntos combustíveis nucleares fisseis 18 na região de núcleo central 16 são circundados pelo combustível de alimenta- ção subcrítico (ou seja, os conjuntos combustíveis nucleares férteis 20 na 25 região de núcleo central 16 e na região de núcleo periférico 24), que absorve os nêutrons em vazamento e os usa para regenerar um novo combustível.

Avaliar-se-á pelos individuos versados na técnica que o projeto e operação de reator nuclear acima de uma espessura de combustível de alimentação que circunda a recjião de núcleo central 16 de aproximadamente 70 cm (ou, 30 dependendo do tamanho dos conjuntos cornbustíveis nucleares férteis 20, cerca de 5 fileiras de conjunto), a fração dos nêutrons que vazam a partir do núcleo de reator de fissão nuclear 12 é reduzida tendendo a zero.

.

Esses recursos de conversão de nêutron realizam duas coisas. Primeiramente, estes minimizam o consumo e a fluência conferidos na ob- tenção da propagação de onda de regeneração e fissão, quem sucessiva- mente, facilita as questões de degradação do material e permite que as mo- 5 dalidades do reator de fissão nuclear 10 sejam realizadas com os materiais existentes. Em segundo lugar, aumentam o consumo máximo e a fluência do combustlvel pode se manter antes que o acúmulo de produtos de fissão tor- ne o combustível subcrítico. Este segundo ponto é ilustrado na Figura 6A. Reportando-se adicionalmente à Figura 6A, um gráfico 70 repre- lO senta a reatividade versus o consumo para modalidades ilustrativas do nú- cleo de reator de fissão nuclear 12 ao longo de uma curva 72. O gráfico 70 compara a evolução de reatividade de combustível de alimentação nas mo- dalidades ilustrativas do núcleo de reator de fissão nuclear 12 (ilustrado ao . longo da curva 72) com a evolução da reatividade de combustível enriqueci- 15 do a partir de um reator rápido de sódio típico que é ilustrado ao longo de uma curva 74. O combustível enriquecido a partir de um reator rápido de . sódio tlpico é modelado como tendo um combustivel SuperPhénix, frações de volume de refrigerante e estrutura com densidade turva de 75%, e um ' enriquecimento inicial de 16%. Conforme conhecido, o combustível de reator 20 rápido de sódio típico deve iniciar em um enriquecimento alto para alcançar um estado crítico, e a reatividade em excesso de combustível fresco é perdi- da para controfar os elementos, absorção na zona fértil de regeneração, e

P vazamento a partir do núcleo. Conforme mostrado pela curva 74, o combus- tível de reator rápido de sódio típico perde rapidamente a reatividade à me- 25 dida que U235 é empobrecido, e se torna subcrítico em aproximadamente 310 MWd/kgHM de consumo. No ponto onde o combustível de reator rápido de sódio típico se torna subcrítico, cerca da metade das fissões totais ocor- rem devido ao U235, e a fração de utilização de U238 é menor que 20%.

Entretanto, conforme mostrado pela cuNa 72, o combustível de 30 alimentação nas modalidades do núcleo de reator de fissão nuclear 12 co- meça como combustíveis férteis subcríticos nos conjuntos combustíveis nu- cleares férteis 20 e ganha reatividade à medida que o pu239 é regenerado.

Uma vez que o combustível se torna crítico, a reatividade em excesso é des- locada regenerando-se um combustível de alimentação subcrítico adicional . (será notado que durante os primeiros 50 MWd/kgHM de consumo, o com- bustivel acionador torna o reator crltico). Um consumo de combustível total 5 de até 400 MWd/kgHM ou maior pode ser alcançado antes de o combustível se tornar subcrítico, e visto que o combustível começa como quase todo U238, a fração de utilização de U238 pode ser maior que 4O°/,.

Reportando-se adicionalmente à Figura 6B, um gráfico 76 de re- atividade versus consumo mostra os efeitos de remoção térmica periódica 10 de produtos de fissão ao longo de uma cuNa 78. O gráfico 76 também inclui o gráfico 72 para combustível de alimentação sem uma remoção térmica de produtos de fissão. As modalidades do núcleo de reator de fissão nuclear 12 são presentemente projetadas para descarregar seu combustível em um . consumo médio de aproximadamente 15% dos átomos de metal pesado ini- 15 cial, com um pico axial realizando o consumo de pico na faixa de 28-32%. Entretanto, conforme mostrado pela curva 72, o combustível de alimentação . regenerado em um núcleo de reator de fissão nuclear ilustrativo 12 de com- posição 'turva" nominal permanece crítico acima de um consumo médio de " 4Õ°/o, mesmo sem qualquer remoção de produto de fissão através de refina- 20 ção por fusão. lncluindo o efeito de refinação periódica por fusão, conforme mostrado pela curva 78, permite que consumos excedendo 50% sejam al- cançados. Portanto, o combustível descarregado a partir de um primeiro rea- tor de fissão nuclear de geração 10 ainda tem a maior parte de sua vida po- tencial permanecendo a partir de um ponto de vista neutrônico (mesmo an- 25 tes de qualquer "extensão de vida" associada com a remoção térmica de produtos de fissão durante rerrevestimento seja considerada) e estaria dis- ponível para reutilização sem qualquer necessidade por reprocessamento químico. Reportando-se, agora, à Figura 7, um gráfico 80 ilustra a evolu- 30 ção do isótopo de plutônio versus a utilização de U238. Em baixa utilização, o plutônio produzido é substancialmente todo pu239, visto que a operação co- meça com U238 e sem plutônio algum. Em utilizações maiores, a quantidade %· +S " " h'8" Ã'A'"., /< ' : '&' 'r"¥ ""$3 ,ê^' *_ § . ,, ,, .µ. ,, , . . , ,» . . '. ... . Y ^;- -WT :- àk?A S # L ##^Z., J ^ S' * ' N a '" " ' A^ de pIutônio se torna crescentemente degradada à medida que são criados maiores isótopos de plutônio.

No ponto onde a k-infinidade do combustível de alimentação fica abaixo de uma unidade (conforme mostrado pela cuNa 72 nas Figuras 6A e 6B), a fração de plutônio físsil está abaixo de 70%, simi- 5 lar ao plutônio de grade de reator a do combustível gasto LWR.

Adicional- mente, o pIutônio em combustível gasto das modalidades do reator de fissão nuclear 10 é contaminado em um grau muito maior com produtos de fissão, tornando-o, assim, mais difícil de manipular e reprocessar e menos atraente para diversão para propósitos bélicos. 10 MÉTODOS ILUSTRATIVOS A seguir, descreve-se uma série de fluxogramas que descrevem implementações.

Para facilidade de compreensão, os fluxogramas são orga- nizados de tal modo que os fluxogramas iniciais apresentem implementa-

. ções através de uma implementação exemplificadora e, posteriormente, os 15 fluxogramas seguintes apresentem implementações e/ou expansões alter- nadas do(s) fluxograma(s) inicial(is) como operações de subcomponente ou

- operações de componente adicional construídas em um ou mais fluxogra- mas apresentados anteriormente.

Os indivíduos versados na técnica avalia- " rão que o estilo de apresentação utilizado no presente documento (por e- 20 xemplo, começando com uma apresentação de um fluxograma que apresen- ta uma implementação exemplificadora e, posteriormente, proporciona adi- ções e/ou detalhes adicionados nos fluxogramas subsequentes) generica- mente permite uma compreensão rápida e fácil das várias implementações de processo.

Ademais, os indivíduos versados na técnica avaliarão, ainda, 25 que o estilo de apresentação aqui usado também fornece paradigmas de projeto de programa modular e/ou orientações por objetos.

Dado por meio da visão geral e com referência agora à Figura 8A, proporciona-se um método 100 para operar um reator de fissão nuclear.

O método 100 começa em um bloco 102. Em um bloco 104, o material com- 30 bustível nuclear físsil é fissionado em uma pluralidade de conjuntos combus- tiveis nucleares físseis em uma região de núcleo central de um núcleo de reator de fissão nuclear de um reator de fissão nuclear.

Em um bioco 106, o

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" material físsi! é regenerado naqueles entre uma pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares férteis na região de núcleo central do núcleo de rea- tor de fissão nuclear.

Em um bloco 108, aqueles selecionados entre a plura- lidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis e aqueles outros selecio- 5 nados entre a pIuralidade de conjuntos combustíveis nucleares férteis são misturados de modo que estabeleçam uma onda estacionária de material combustivel nuclear físsil em regeneração e material combustível nuclear físsil em fissão.

O método 100 termina em um bloco 110. Os detalhes serão apresentados abaixo por meio de exemplos não limitantes. 10 Reportando-se à Figura 8B, em algumas modalidades, o materi- al combustível nuclear fissil em fissão em uma pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis em uma região de núcleo central de um nú- - cleo de reator de fissão nuclear de um reator de fissão nuclear no bloco 104

, pode incluir gerar na região de núcfeo central pelo menos uma quantidade 15 predeterminada de energia no núcleo de reator de fissão nuclear em um blo- co 112. Reportando-se à Figura 8C, em algumas modalidades, os nêu- trons podem ser absorvidos em uma região de núcleo periférico em um blo- " co 114. 20 Reportando-se à Figura 8D, em algumas modalidades, a absor- ção de nêutrons em uma região de núcleo periférico no bloco 114 pode in- cIuir absorver nêutrons em outros entre a pluralidade de conjuntos combustí- veis nucleares férteis na região de núcleo periférico em um bloco 116. Reportando-se à Figura 8E, em algumas modalidades, a absor- 25 ção de nêutrons em outros entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares férteis na região de núcleo periférico no bloco 116 pode incluir re- generar um material físsil em outros entre a pluraliclade de conjuntos com- bustíveis nucleares férteis na região de núcleo periférico em um bloco 118, Reportando-se à Figura 8F, em algumas modalidades, a absor- 30 ção de nêutrons em uma região de núcleo periférico no bloco 114 pode in- cluir absorver nêutrons eni uma pluralidade de conjuntos absorvedores de nêutron na região de núcleo periférico em um bloco 120.

. Reportando-se à Figura 8G, em algumas modalidades, a absor- ção de nêutrons em uma pluralidade de conjuntos absoNedores de nêutron na região de núcleo periférico no bloco 120 pode incluir absorver nêutrons em uma pluralidade de conjuntos absorvedores de nêutron na região de nú- 5 cleo periférico de tal modo que a energia produzida na região de núcleo peri- férico seja mantida abaixo de um nível de energia predeterminado em um bloco 122. Reportando-se à Figura 8H, em algumas modalidades, a absor- ção de nêutrons em uma região de núcleo periférico no bloco 114 pode in- lO ciuir absorver nêutrons em outros entre a pluralidade de conjuntos combustí- veis nucleares férteis na região de núcleo periférico e absorver nêutrons em uma pluralidade de conjuntos absorvedores de nêutron na região de núcleo periférico em um bloco 124. Reportando-se à Figura 81, em algumas modalidades, em um - 15 bloco 126 o reator de fissão nuclear pode ser desligado antes de misturar aqueles selecionados entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nuclea- res físseis e aqueles selecionados e outros selecionados da pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares férteis.

F Reportando-se à Figura 8J, em algumas modalidades, misturar 20 aqueles selecionados entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nuclea- res físseis e aqueles selecionados e outros selecionados entre a pIuralidade de conjuntos combustíveis nucleares férteis de modo que estabeleça uma onda estacionária de material combustível nuclear físsil em regeneração e material combustível nuclear físsil em fissão no bloco 108 pode incluir mistu- 25 rar aqueles selecionados entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nu- cleares físseis e aqueles selecionados e outros selecionados entre a plurali- dade de conjuntos combustíveis nucleares 'férteis entre a região de núcleo central e a região de núcleo periférico de modo que estabeleça uma onda estacionária de material combustível nuclear físsil em regeneração e materi- 30 al combustível nuclear físsil em fissão em um bloco 128. Reportando-se à Figura 8K, em algumas modalidades, misturar aqueles selecionados entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nuclea-

" res fisseis e aqueles selecionados e outros selecionados entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares férteis no bloco 108 pode incluir substi- tuir aqueles selecionados entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nu- cIeares físseis da região de núcleo central por aqueles selecionados entre a 5 pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares férteis da região de núcleo central e com outros selecionados entre a pluralidade de conjuntos combus- tíveis nucleares férteis da região de núcleo periférico em um bloco 130. Reportando-se à Figura 8L, em algumas modalidades, misturar aqueles selecionados entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nuclea- lO res físseis e aqueles selecionados e outros selecionados entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares férteis no bloco 108 pode incluir mistu- rar aqueles selecionados entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nu- . cleares físseis tendo um nível de consumo predeterminado e aqueles sele-

. cionados e outros selecionados entre a pluralidade de conjuntos combustí- 15 veis nucleares férteis em um bloco 132. Reportando-se à Figura 8M, em algumas modalidades, a reativi- dade na região de núcleo central pode ser controlada em um bloco 134. Reportando-se à Figura 8N, em algumas modalidades, controlar " a reatividade na região de núcleo central no bloco 134 pode incluir controlar 20 a reatividade na região de núcleo central com uma pluralidade de conjuntos de controle de reatividade móvel em um bloco 136. Reportando-se à Figura 80, em algumas modalidades, controlar a reatividade na região de núcleo central no bloco 134 pode incluir misturar aqueles selecionados entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nuclea- 25 res físseis e aqueles selecionados e outros selecionados entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares férteis em um bloco 138. Reportando-se à Figura 8P, em algumas modalidades, controlar a reatividade na região de núcleo central no bloco 134 pode incluir controlar a reatividade na região de núcleo central com uma pluralidade de conjuntos 30 de controle de reatividade móvel e misturar aqueles selecionados entre a pluralidade de conjuntos cornbustíveis nucleares físseis e aqueles selecio- nados e outros selecionados entre a pluralidade de cor)juntos combustíveis

" nucleares férteis em um bloco 140. Reportando-se à Figura 8Q, em algumas modalidades, o refrige- rante de reator pode fluir através de uma primeira pluralidade de orifícios de vazão de refrigerante de reator na região de núcleo central em um bloco 142 5 e o refrigerante de reator pode fluir através de uma segunda pluralidade de orifícios de vazão de refrigerante de reator na região de núcleo periférico em um bloco 144. Reportando-se à Figura 8R, em algumas modalidades, fluir o re- frigerante de reator através de uma primeira pluralidade de orifícios de vazão 10 de refrigerante de reator na região de núcleo central no bloco 142 pode in- cluir fluir o refrigerante de reator através de uma pluralidade de grupos de orifícios de vazão de refrigerante de reator na região de núcleo central em

W um bloco 146. Em algumas modalidades, a taxa de vazão através de um selecionado entre a pluralidade de grupos de orifícios de vazão de refrige- 15 rante de reator pode se basear em um perfil energético em um local radial daquele selecionado entre a pluralidade de grupos de orifícios de vazão de . refrigerante de reator. Em algumas modalidades, a taxa de vazão através da segunda pluralidade de orifícios de vazão de refrigerante de reator pode in- " cluir uma taxa de vazão predeterminada com base no nível de energia na 20 região de núcleo periférico. Reportando-se à Figura 8S, em algumas modalidades, fluir o re- frigerante de reator através de uma primeira pluralidade de orifícios de vazão de refrigerante de reator na região de núcleo central no bloco 142 e fluir o refrigerante de reator através de uma segunda pluralidade de orifícios de 25 vazão de refrigerante de reator na região de núcleo periférico no bloco 144 pode incluir rnanter um Hlixo substancialmente estacionário de refrigerante de reator através daqueles entre a primeira e a segunda pluralidade de orifl- cios de vazão de refrigerante de reator em um bloco 148. Reportando-se à Figura 8T, em algumas modalidades, fluir o re- 30 frigerante de reator através de uma primeira pIuralidade de orifícios de vazão de refrigerante de reator na região de núcleo central no bloco 142 e fluir o refrigerante de reator através de uma segunda pluralidade de orifícios de

" vazão de refrigerante de reator na região de núcleo periférico no bloco 144 pode incluir variar o fluxo de refrigerante de reator através de outros entre a primeira e a segunda pluralidade de orificios de vazão de refrigerante de rea- tor em um bloco 150. 5 Reportando-se à Figura 8U, em algumas modalidades, fluir o re- frigerante de reator através de uma primeira pluralidade de orifícios de vazão de refrigerante de reator na região de núcleo central no bloco 142 e fluir o refrigerante de reator através de uma segunda pluralidade de orifícios de vazão de refrigerante de reator na região de núcleo periférico no bloco 144 10 pode incluir manter um fluxo substancialmente estacionário de refrigerante de reator através daqueles entre a primeira e a segunda pluralidade de orifi- cios de vazão de refrigerante de reator e variar o fluxo de refrigerante de rea- tor através de outros entre a primeira e a segunda pluralidade de orifícios de vazão de refrigerante de reator em um bloco 152. ~ 15 Reportando-se à Figura 8V, em algumas modalidades, o fluxo de refrigerante de reator pode variar através de pelo menos um dos conjuntos combustíveis nucleares misturados em um bloco 154. Reportando-se à Figura 8W, em algumas modalidades, variar o fluxo de refrigerante de reator através de pelo menos um dos conjuntos 20 combustíveis nucleares misturados no bloco 154 pode incluir girar pelo me- nos um dos conjuntos combustíveis nucleares misturados em um bloco 156. Reportando-se à Figura 8X, em algumas modalidades, aqueles entre a pluralidade de conjuntos absorvedores de nêutron podem ser movi- dos dentre uma pluralidade de locais na região de núcleo periférico em um 25 bloco 158. Em algumas modalidades, a pluralidade de locais na região de núcleo periférico pode incluir uma pluralidade de Iocais radiais predetermi- nados na região de núcleo periférico que são selecionáveis com base em um nível de consumo predeterminado daqueles conjuntos combustíveis nuclea- res físseis que fora misturados na região de núcleo periférico. 30 Reportando-se à Figura 8Y, em algumas modalidades, em um bloco 160, aqueles entre a pluralidade de conjuntos combL|stÍveis nucleares físseis e outros entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucieares fér-

7q = , Iw 0,i iri ::" r - Ilu & e ·'·3u. ¢dÀ .-.. . .íz À¥ Á} , Míy k4à4ÁY- --X' t .Jl ':z9u. á E' ' ' '% " ' "'" "*í"g,t"±'C" ' " "' .."Mx'a. -Q"":a'- - .-.: '" ' "" ' "' "" '

" teis podem ser selecionados para mistura de modo que estabeleçam uma onda estacionária de material combustivel núclear físsil em regeneração e material combustivel nLlc|ear fissil em fissão.

Em algumas modalidades, se- lecionar aqueles entre a pluralidade de conjuntos combustiveis nucleares 5 físseis e outros entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares fér- teis para mistura de modo que estabeleçam uma onda estacionária de mate- rial combustível nuclear físsil em regeneração e material combustível nuclear físsil em fissão podem se basear em pelo menos um dado operacional esco- lhido a partir dos dados de fluxo de nêutrons, temperatura de saída do con- lO junto combustivel, e taxa de vazão do conjunto combustível.

Dado por meio da visão geral e com referência agora à Figura 9A, proporciona-se um método 200 para operar um reator de fissão nuclear.

O método 200 inicia em um bloco 202. Em um bloco 204, o material combus- tível nuclear físsil é fissionado em uma pIuralidade de conjuntos combustí- . 15 veis nucleares físseis em uma região de núcleo central de um núcleo de rea- tor de fissão nuclear de um reator de fissão nuclear.

Em um bloco 206, o material físsil é regenerado em um entre uma pluralidade de conjuntos com- bustíveis nucleares férteis na região de núcleo central do núcleo de reator de fissão nuclear.

Em um bloco 208, a reatividade na região de núcleo central é 20 controlada.

Em um bloco 210, os nêutrons são absorvidos em uma região de núcleo periférico.

Em um bloco 212, aqueles selecionados entre a pluralida- de de conjuntos combustíveis nucleares físseis e aqueles selecionados e outros selecionados entre a pIuralidade de conjuntos combustíveis nucleares férteis são misturados de modo que estabeleçam uma onda estacionária de 25 material combustivel nuclear físsil em regeneração e material combustível nuciear físsil em fissão.

O método 200 termina em um bloco 214. Os deta- lhes serão apresentados por meio de exemplos não Iimitantes.

Reportando-se à Figura 9B, em algumas modalidades, o materi- al combustível nuclear físsil em fissão em uma pluralidade de conjuntos 30 combustíveis nucleares físseis em uma região de núcleo central de um nú- cleo de reator de fissão nuclear de um reator de fissão nuclear no bloco 204 pode incluir gerar na região de núcleo central pelo menos uma quantidade predeterminada de energia no núcleo de reator de fissão nuclear em um blo- co 216. Reportando-se à Figura 9C, em algumas modalidades, a absor- ção de nêutrons em uma região de núcleo periférico no bloco 210 pode in- 5 cluir absorver nêutrons em outros entre a pluralidade de conjuntos combustí- veis nucleares férteis na região de núcleo periférico em um bloco 218. Reportando-se à Figura 9D, em algumas modalidades, a absor- ção de nêutrons em outros entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares férteis na região de núcleo periférico no bloco 218 pode incluir re- lO generar o material físsil em outros entre a pluralidade de conjuntos combus- tíveis nucleares férteis na região de núcleo periférico em um bloco 220. Reportando-se à Figura 9E, em algumas modalidades, a absor- . ção de nêutrons em uma região de núcleo periférico no bloco 210 pode in-

. cluir absorver nêutrons em uma pluralidade de conjuntos absorvedores de 15 nêutron na região de núcleo periférico em um bloco 222. Reportando-se à Figura 9F, em algumas modalidades, a absor- ção de nêLltrons em uma pluralidade de conjuntos absorvedores de nêutron na região de núcleo periférico no bloco 222 pode incluir absorver nêutrons " em uma pluralidade de conjuntos absorvedores de nêutron na região de nú- 20 cIeo periférico de tal modo que a energia produzida na região de núcleo peri- férico seja mantida abaixo de um nível de energia predeterminado em um bloco 224. Reportando-se à Figura 9G, em algumas modalidades, a absor- ção de nêutrons em uma região de núcleo periférico no bloco 210 pode in- 25 cluir absorver nêutrons em outros entre a pluralidade de conjuntos combustí- veis nucleares férteis na região de núcleo periférico e absorver os nêutrons em uma pluralidade de conjuntos absoNedores de nêutron na região de nú- cleo periférico em um bloco 226. Reportando-se à Figura 9H, em algumas niodalidades, em um 30 bloco 228, o reator de fissão nuclear pode ser desligado antes de misturar aqueles selecionados entre a pluralidade de conjuntos combustiveis nuclea- res físseis e aqueles selecionados e outros selecionados entre a pluralidade

" de conjuntos combustíveis nucleares férteis entre a região de núcleo central e a região de núcleo periférico. Reportando-se à Figura 91, em algumas modalidades, misturar aqueles selecionados entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nuclea- 5 res físseis e aqueles selecionados e outros selecionados entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares férteis de modo que estabeleçam uma onda estacionária de material combustível nuciear físsil em regeneração e material combustivel nuclear físsil em fissão no bloco 212 pode incluir mistu- rar aqueles selecionados entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nu- lO cleares físseis e aqueles selecionados e outros selecionados entre a plurali- dade de conjuntos combustíveis nucleares férteis entre a região de núcleo central e a região de núcleo periférico de modo que estabeleçam uma onda estacionária de material combustível nuclear físsil em regeneração e materi- , al combustível nuclear físsil em fissão em um bloco 230. 15 Reportando-se à Figura 9J, em algumas modalidades, misturar aqueles selecionados entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nuclea- res físseis e aqueles selecionados e outros selecionados entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares férteis no bloco 212 pode incluir substi- ° tuir aqueles selecionados entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nu- 20 cleares físseis da região de núcleo central por aqueles selecionados entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares férteis da região de núcleo central e por outros selecionados a partir da pluralidade de conjuntos com- bustíveis nucleares férteis da região de núcleo periférico em um bloco 232. Reportando-se à Figura 9K, em algumas modalidades, misturar 25 aqueles selecionados entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nuclea- res físseis e aqueles selecionados e outros selecionados entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares férteis no bloco 212 pode incluiir rnistu- rar aqueles selecionados entre a pluralidade de coniljntos combustíveis nu- cleares físseis terido um nível cle consumo predeterminado e aqueles sele- 30 cionados e outros selecionado"l entre a pluralidade de conjuntos con1bL|stÍ- veis nucleares férteis em um bloco 234. Reportando-se à Figura 9L, em algurnas modalidades, controlar .

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' a reatividade na região de núcleo central no bloco 208 pode incluir controlar reatividade na região de núcleo central com uma pIuralidade de conjuntos de controle de reatividade móvel em um bloco 236. Reportando-se à Figura 9M, em algumas modalidades, controlar 5 a reatividade na região de núcleo central no bloco 208 pode incluir misturar aqueles selecionados entre a pIuralidade de conjuntos combustíveis nuclea- res físseis e aqueles selecionados e outros selecionados entre a pluralidade de conjuntos combustlveis nucleares férteis em um bloco 238. Reportando-se à Figura 9N, em algumas modalidades, controlar 10 a reatividade na região de núcleo central no bloco 208 pode incluir controlar reatividade na região de núcleo central com uma pluralidade de conjuntos de controle de reatividade móvel e misturar aqueles selecionados entre a plura- . lidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis e aqueles selecionados e

TT outros selecionados entre a plL|ra|idade de conjuntos combustíveis nucleares 15 férteis em um bloco 240. Reportando-se à Figura 90, em algumas modalidades, o refrige- rante de reator pode fluir através de uma primeira pluralidade de orifícios de vazão de refrigerante de reator na região de núcleo central em um bloco 242 " e o refrigerante de reator pode fluir através de uma segunda pluralidade de 20 orifícios de vazão de refrigerante de reator na região de núcleo periférico em um bloco 244. Reportando-se à Figura 9P, em algumas modalidades, fluir o re- frigerante de reator através de uma primeira pluralidade de orifícios de vazão de refrigerante de reator na região de núcleo central no bloco 242 pode in- 25 cluir fluir o refrigerante de reator através de uma pluralidade de grupos de orificios de vazão de refrigerante de reator na região de núcleo central em um bloco 246. Em algumas modalidades, a taxa de vazão através daquele selecionado entre a pluralidade de grupos de orifícios de vazão de refrige- rante de reator pode se basear em um perfil de energia em um local radial 30 daquele selecionado entre a pluralidade de grupos de orifícios de vazão de refrigerante de reator. Em algumas modalidades, a taxa de vazão através da segunda pluralidade de orifícios de vazão de refrigerante de reator pode in- .

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cluir uma taxa de vazão predeterminada com base em um nível de energia na região de núcleo periférico.

Reportando-se à Figura 9Q, em algumas modalidades, fluir o re- frigerante de reator através de uma primeira pluralidade de orifícios de vazão 5 de refrigerante de reator na região de núcleo central no bloco 242 e fluir o refrigerante de reator através de uma segunda pluralidade de orifícios de vazão de refrigerante de reator na região de núcleo periférico no bloco 244 pode incluir manter um fluxo substancialmente estacionário de refrigerante de reator através daqueles entre a primeira e a segunda pluralidade de orifí- 1O cios de vazão de refrigerante de reator em um bloco 248. Reportando-se à Figura 9R, em algumas modalidades, fluir o re- frigerante de reator através de uma primeira pluralidade de orifícios de vazão ¥ de refrigerante de reator na região de núcleo central no bloco 242 e fluir o .' refrigerante de reator através de uma segunda pluralidade de orificios de 15 vazão de refrigerante de reator na região de núcleo periférico no bloco 244 pode incluir variar o fluxo de refrigerante de reator através de outros entre a primeira e a segunda pluralidade de orifícios de vazão de refrigerante de rea- tor em um bloco 250. . Reportando-se à Figura 9S, em algumas modalidades, fluir o re- 20 frigerante de reator através de uma primeira pluralidade de orifícios de vazão de refrigerante de reator na região de núcleo central no bloco 242 e fluir o refrigerante de reator através de uma segunda pluralidade de orifícios de vazão de refrigerante de reator na região de núcleo periférico no bloco 244 pode incluir manter um fluxo substancialmente estacionário de refrigerante 25 de reator através daqueles en'tre a primeira e a segunda pIuralidade de orifí- cios de vazão de refrigerante de reator e variar o fluxo de refrigprante de rea- tor através de outros entre a primeira e a segunda pluralidade de orifícios de vazão de refrigerante de reator em um bloco 252. Reportando-se à Figura 9T, em algurnas modalidades, a vazão 30 do refrigerante de reator através de pelo menos um dos conjuntos combustí- veis nucleares misturados pode variar em um bloco 2"4. Reportando-se à Figura 9U, em algumas modalidades, variar a

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vazão do refrigerante de reator através de pelo menos um dos conjuntos combustíveis nucleares misturados no bloco 254 pode incluir girar pelo me- nos um dos conjuntos combustíveis nucleares misturados em um bloco 256. Reportando-se à Figura 9V, em algumas modalidades, aqueles 5 entre a pIuralidade de conjuntos absorvedores de nêutron podem ser movi- dos dentre uma pluralidade de locais na região de núcleo periférico em um bloco 258. Em algumas modalidades, a pluralidade de locais na região de núcleo periférico pode incluir uma pluralidade de locais radiais predetermi- nados na região de núcleo periférico que são selecionáveis com base em um 10 nível de consumo predeterminado daqueles dos conjuntos combustíveis nu- cleares físseis que foram misturados na região de núcleo periférico, Reportando-se à Figura 9W, em algumas modalidades, em um . bloco 260, aqueles entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis e aqueles outros entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nu- . 15 cIeares férteis podem ser selecionados para mistura de modo que estabele- çam uma onda estacionária de material combustível nuclear físsil em rege- neração e material combustível nuclear físsil em fissão.

Em algumas modali- dades, selecionar aqueles entre a pIuralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis e aqueles outros entre a pluralidade de conjuntos combus- 20 tíveis nucleares férteis para mistura de modo que estabeleçam uma onda estacionária de material combustível nuclear físsil em regeneração e materi- al combustível nuclear físsil em fissão pode se basear em pelo menos um dado operacional escolhido a partir de dados de fluxo de nêutrons, tempera- tura de saída de conjunto combustível, e taxa de vazão de conjunto combus- 25 tível.

Dado por meio da visão geral e com referência agora à Figura IOA, proporciona-se um método 300 para gerenciar a reatividade em exces- so in a reator de fissão nuclear.

O método 300 inicia em um bloco 302. Em um bloco 304, o estado crítico com uma quantidade positiva de reatividade é 30 alcançado em uma região de núcleo central de um núcleo do reator de um reator de fissão nuclear.

Em um bloco 306, a quantidade de reatividade é aumentada até que um nível de consumo predeterminado seja alcançado naqueles selecionados entre os conjuntos combustíveis no núcleo do reator. Em um bloco 308, o aumento na reatividade é compensado. O método 300 termina em um bloco 310. Os detalhes serão apresentados abaixo por meio de exemplos não limitantes. 5 Reportando-se à Figura 108, em algumas modalidades, aumen- tar a quantidade de reatividade até que um nível de consumo predetermina- do seja alcançado naqueles selecionados entre os conjuntos combustíveis no núcleo do reator no bloco 306 pode incluir aumentar monotonamente a quantidade de reatividade até que um nível de consumo predeterminado se- lO ja alcançado naqueles selecionados a partir de conjuntos combustíveis no núcleo do reator em um bloco 312. Reportando-se à Figura lOC, em algumas modalidades, aumen- - tar a quantidade de reatividade até que um nível de consumo predetermina- do seja alcançado naqueles selecionados entre os conjuntos combustíveis » 15 no núcleo do reator no bloco 306 pode incluir aumentar a quantidade de ma- terial físsil naqueles entre os conjuntos combustíveis do núcleo do reator até que um nível de consumo predeterminado seja alcançado naqueles selecio- nados entre os conjuntos combustíveis no núcleo do reator em um bloco

314. 20 Reportando-se à Figura IOD, em algumas modalidades, aumen- tar a quantidade e material físsil naqueles entre os conjuntos combustíveis do núcleo do reator até que um nível de consumo predeterminado seja al- cançado naqueles selecionados entre os conjuntos combustíveis no núcleo do reator no bloco 314 pode incluir regenerar o material combustivel físsil a 25 partir do material combustível fértil em um bloco 316. Reportando-se à Figura IOE, em algumas modalidades, com- pensar o aumento na reatividade no bloco 308 pode incluir inserir o material de absorção de nêutrons na região de núcleo central em um bloco 318. Reportando-se à Figura IOF, em algumas modalidades, inserir o 30 material de absorção de nêutrons na região de núcleo central no bloco 3'1 8 pode incluir inserir hastes de controle na região de núcieo central em um bloco 320.

Reportando-se à Figura lOG, em algumas modalidades, inserir o material de absorção de nêutrons na região de núcleo central no bloco 318 pode incluir substituir os conjuntos combustíveis físseis selecionados na re- gião de núcleo central por conjuntos combustíveis férteis a partir de uma re- 5 gião de núcleo periférico do núcleo do reator em um bloco 322. Reportando-se à Figura IOH, em algumas modalidades, inserir o material de absorção de nêutrons na região de núcleo central no bloco 318 pode incluir inserir hastes de controle na região de núcleo central e substituir os conjuntos combustíveis físseis selecionados na região de núcleo central 10 por conjuntos combustiveis férteis a partir de uma região de núcleo periférico do núcleo do reator em um bloco 324. Todas as patentes U.S., publicações de pedido de patente U.S., b.

pedidos de patente U.S., patentes anteriores, pedidos de patente anteriores e publicações de não patente referidos neste relatório descritivo e/ou listados 15 em qualquer Folha de Dados de Pedidos, se encontram aqui incorporados a título de referência, no sentido de que não é incompatível com o presente - documento. Em relação ao uso de substancialmente quaisquer termos no " plural e/ou singular, os indivíduos versados na técnica podem traduzir do 20 plural para o singular e/ou do singular para o plural, conforme apropriado ao contexto e/ou apficação. As várias permutações no singular/plural não são expressamente apresentadas por motivos de clareza. Algumas vezes, o assunto em questão aqui descrito ilustra dife- rentes componentes contidos, ou conectados, a outros componentes diferen- 25 tes. Deve-se compreender que tais arquiteturas descritas são meramente exemplificadoras, e que, de fato, podem-se implementar muitas outras arqui- teturas que atinjam a mesma funcionalidade. Em um sentido conceitual, qua|qL1er disposição de componentes para alcançar a mesma funcionalidade está efetivamente "associada" de tal modo que a funcionalidade desejada 30 seja alcançada. Portanto, quaisquer dois componentes combinados para alcançar uma funcionalidade particular podem ser observados como "asso- ciados" entre si de tal modo que a funcionaiidade desejada seja alcançada,

independentemente das arquiteturas ou componentes intermediários.

Da mesma forma, quaisquer dois componentes assim associados também po- dem ser observados como estando "operacionalmente conectados", ou "ope- racionalmente acoplados," entre si para alcançar a funcionalidade desejada, 5 e quaisquer dois ou mais componentes capazes de serem assim associados também podem ser observados como sendo "operacionalmente acopláveis," entre si para alcançar a funcionalidade desejada.

Exemplos específicos de componentes operacionalmente acopláveis incluem, mas não se Iimitam a, componentes fisicamente compatíveis e/ou fisicamente interagidos, e/ou 10 componentes remotamente passíveis de interação, e/ou interagidos remo- tamente, elou componentes localmente interagidos, e/ou logicamente passi- veis de interação.

Em alguns casos, um ou mais componentes podem ser referidos

, como "configurados para," "configurados por," "configuráveis para," "opera- 15 cionais/operativos para," "adaptados/adaptáveis," "capazes de," "conformá- veis/conformados a," etc.

Os ind ivíduos versados na técnica reconhecerão

- que tais termos (por exemplo, "configurados para") podem abranger generi- camente componentes em estado ativo e/ou componentes em estado inativo e/ou componentes em estado de espera, exceto onde o contexto indicar em 20 contrário.

Muito embora aspectos particulares do presente assunto em questão aqui descrito tenham sido mostrados e descritos, ficará aparente aos indivíduos versados na técnica que, com base nos ensinamentos do presente documento, alterações e modificações possam ser realizadas sem 25 que se divirja do assunto em questão aqui descrito e seus aspectos mais amplos e, portanto, as reivindicações em anexo devern abranger em seu escopo todas as alterações e modificações conforme se encontram no ver- dadeiro espírito e escopo do assunto em questão aqui descrito.

Compreen- de-se pelos indivíduos versados na técnica que, em geral, os termos aqui 30 usados, e especialrnente nas reivindicações em anexo (por exemplo, corpos das reivindicacões em anexo) são genericamente destinados como termos » "abertos" (por exemplo, o termo "que inclui" deve ser interpretado como "que inclui, mas não se limita a," o termo "tendo" deve ser interpretado como "ten- do pelo menos um," o termo "inclui" deve ser interpretado como "inclui, mas não se limita a," etc.). Compreende-se, ainda, pelos indivíduos versados na técnica que se um número especlfico de citação de reivindicação introduzida 5 for pretendido, tal intenção será explicitamente citada na reivindicação, e na ausência de tal citação, nenhuma intenção está presente.

Por exemplo, co- mo um auxiliar à compreensão, as reivindicações em anexo a seguir podem conter o uso das frases introdutórias "pelo menos um" e "um ou mais" para introduzir as citações de reivindicação.

No entanto, o uso dessas frases não 10 deve ser construído de modo a implicar que a introdução de uma citação de reivindicação pelos artigos indefinidos "um" ou "uma" limite qualquer reivin- dicação particular contendo tal citação de reivindicação introduzida às reivin- dicações contendo apenas uma citação, mesmo quando a mesma reivindi-

b cação incluir as frases introdutórias "um ou mais" ou "pelo menos um" e os 15 artigos indefinidos, com "um" ou "uma" (por exemplo, "um" e/ou "uma" de- vem tipicamente ser interpretados para significar "pelo menos um" ou "um ou

^ mais"); o mesmo se mantém verdadeiro para o uso de artigos definidos usa- dos para introduzir as citações de reivindicação.

Ademais, mesmo se um número especifico de uma citação de reivindicação introduzida for explicita- 20 mente citado, os indivíduos versados na técnica reconhecerão que tal cita- ção deve ser tipicamente interpretada para significar pelo menos o número citado (por exemplo, uma cifação revelada de "duas citações," sem outros modificadores, tipicamente significa pelo menos duas ci'tações, ou duas ou mais citações). Além disso, nestes casos onde um análogo convencional a 25 "pelo menos um entre A, B, e C, etc." é usado, em geral, tal construção é destinada no sentido de que um indivíduo versado na técnica compreenderia a convenção (por exemplo, "um sistema tendo pelo menos um entre A, B, e C" inclui, mas não se imita a, sistemas que tenham A sozinho, B sozinho, C sozinho, A e B juntos, A e C juntos, B e C juntos, e/ou A, b, e C juntos, etc.). 30 Nestes casos, onde um análogo convencional a "pelo menos urn entre A, B, ou C, etc." é usado, em geral, tal construção é destinada no sentido de que um indivíduo versado na técnica compreenderia a convenção (por exemplo,

"um sistema tendo pelo menos um entre A, B, ou C" inclui, mas não se limita a, sistemas que tenham A sozinho, B sozinho, C sozinho, A e B juntos, A e C juntos, B e c juntos, e/ou a, b, e c juntos, etc.). Compreende-se, ainda, pe- los individuos versados na técnica que, tipicamente, uma palavra e/ou frase 5 disjuntiva que apresentam dois ou mais termos alternativos, seja na descri- ção, reivindicações, ou desenhos, deve ser compreendida como contem- plando as possibilidades de incluir um dos termos, qualquer um dos termos, ou ambos os termos, exceto onde o contexto indicar em contrário. Por e- xemplo, a frase "A ou B" será tipicamente compreendida por incluir as possi- lO bilidades de "A" ou "B" ou "A e B." Em relação às reivindicações em anexo, os indivíduos versados na técnica avaliarão que as operações citadas podem ser genericamente realizadas em qualquer ordem. Da mesma forma, embora vários fluxos ope- racionais estejam presentes em uma sequência, deve-se compreender que - 15 várias operações podem ser realizadas em outras ordens diferentes daque- las ilustradas, ou podem ser realizadas de modo concorrente. Exemplos de . tais ordenações alternadas podem incluir ordenações sobrepostas, interva- ladas, interrompidas, reordenadas, incrementais, preparatórias, suplementa- " res, simultâneas, inversas, ou outras ordenações variantes, exceto onde o 20 contexto indicar em contrário. Além disso, os termos "responsável por," "re- lacionado a," ou outros adjetivos no tempo passado não genericamente não destinados a excluir tais variantes, exceto onde o contexto indicar em contrá- rio. Os indivíduos versados na técnica avaliarão que os processos 25 e/ou dispositivos e/ou tecnologias exemplificadores específicos anteriores são representativos de processos processes e/ou dispositivos e/ou tecnolo- gias mais gerais aqui ensinados, tal como no campo das reivindicações e/ou em qualquer parte do presente pedido. Os aspectos do assunto em questão aqui descrito são apresen- 30 tados nas cláusulas nunieradas a seguir:

1. Núcleo d(= reator de fissão nuclear, que compreende: uma região de núcleo central que inclui:

uma pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis; aqueles entre uma pluralidade de conjuntos combustíveis nucle- ares férteis; e uma pIuralidade de conjuntos de controle de reatividade móvel; e 5 uma região de núcleo periférico que inclui: outros entre a pIuralidade de conjuntos combustíveis nucleares férteis; e uma pluralidade de conjuntos absorvedores de nêutron.

2. Núcleo de reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 1, 10 sendo que o material fértil na pluralidade de conjuntos combustíveis nuclea- res férteis inclui U238.

3. Núcleo de reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 2, . sendo que o U238 inclui pelo menos um tipo de urânio escolhido a partir de urânio natural e urânio empobrecido. . 15 4. Núcleo de reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 2, sendo que o U238 naqueles entre a pluralidade de conjuntos combustíveis ,. nucleares inclui urânio natural e o U238 em outros entre a pluralidade de con- juntos combustíveis nucleares inclui urânio empobrecido.

5. Núcleo de reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 1, 20 sendo que a pluralidade de conjuntos combustiveis nucleares físseis inclui um material físsil enriquecido.

6. Núcleo de reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 5, sendo que o material físsit enriquecido inclui U235,

7. Núcleo de reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 1, 25 sendo que a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis inclui: uma pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares fisseis en- riquecidos; e uma pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis re- generados. 30 8. Núcleo de reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 7, sendo que o material tissil enriquecido na pIuralidade de conjuntos combus- tiveis nucleares físseis enriquecidos inclui U235 e o material físsil regenerado na pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis regenerados in- clui pu239,

9. Núcleo de reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 7, sendo que uma região de núcleo periférico inclui, ainda, aqueles entre a plu- 5 ralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis regenerados.

10. Núcleo de reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 7, sendo que uma região de núcleo periférico inclui, ainda, aqueles seleciona- dos entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis enrique- cidos tendo pelo menos um nível de consumo predeterminado.

10 11. Núcleo de reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 7, sendo que uma região de núcleo periférico inclui, ainda, aqueles seleciona- dos entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis regene- rados tendo pelo menos um nível de consumo predeterminado.

12. Núcleo de reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 7, 15 sendo que uma região de núcleo periférico inclui, ainda, aqueles entre a pIu- ralidade de conjuntos combustíveis nucleares fisseis regenerados tendo me- . nos que um nível de consumo predeterminado.

13. Núcleo de reator de fissão nuclear, de acordo com a cIáusula 1, " sendo que: 20 a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares flsseis inclui uma pluralidade de conjuntos combustiveis nucleares físseis regenerados; e a região periférica de núcleo inclui uma pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares fisseis enriquecidos tendo pelo menos um nível de consumo predeterminado.

25 14. Núcleo de reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 13, sendo que uma região de núcleo periférico inclui, ainda, aqueles entre a pIuralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis regenerados.

15. Núcleo de reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 14, sendo que uma região de núcleo periférico inclui, ainda, aqueles selecio- 30 nados entre a pIuralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis rege- nerados tendo pelo menos um nível de consumo predeterminado.

16. Núcleo de reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula t':=

2.4iN: <,- " Úm- ,m ,>"7 maz-m~,- ': -& . . .-. .-; .-,. . . , .. . - ' . . '- ,. . Á ., - :"- ?x,. ' ' ' * "»& '"A z' " " ""' """«'X'%{ ' ' í · 'Mzn- " -? * " .dç..

14, sendo que uma região de núcleo periférico inclui, ainda, aqueles entre a pIuralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis regenerados tendo menos que um nível de consumo predeterminado.

17. Núcleo de reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 1, 5 sendo que pelo menos um entre a pIuralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis inclui um material físsil descarregado a partir de um reator de fissão nuclear.

18. Núcleo de reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 17, sendo que a pIuralidade de conjuntos combustiveis nucleares físseis que 10 inclui um material físsil descarregado a partir de um reator de fissão nuclear inclui pelo menos um conjunto combustível físsil rerrevestido.

19. Núcleo de reator de fissão nuclear, de acordo com a cIáusula 1, que compreende, ainda, uma pluralidade de receptáculos de fluxo de conjun- to combustível que define: 15 uma primeira pluralidade de orifícios de vazão de refrigerante de reator na região de núcleo central; e uma segunda pluralidade de orifícios de vazão de refrigerante de .. reator na região de núcleo periférico.

20. Núcleo de reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 20 19, sendo que a primeira pluralidade de orifícios de vazão de refrigerante de reator inclui uma pluralidade de grupos de orifícios de vazão de refrigerante de reator.

21. Núcleo de reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 20, sendo que a taxa de vazão através de um selecionado entre a pluralida- 25 de de grupos de orifícios de vazão de refrigerante de reator se baseia em um perfil energético em um local radial daquele selecionado entre a pluralidade de grupos de orifícios de vazão de refrigerante de reator.

22. Núcleo de reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 19, sendo que a taxa de vazão através da segunda pluralidade de orificios 30 de vazão de refrigerante de reator inclui uma taxa de vazão predeterminada corn base no nível de energia na região de núcleo periférico.

23. Núcleo de reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula

19, sendo que a primeira e a segunda pluralidade de orifícios de vazão de refrigerante de reator inclui orifícios fixos.

24. Núcleo de reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 19, sendo que a primeira e a segunda pluralidade de orifícios de vazão de 5 refrigerante de reator incluj orifícios variáveis.

25. Núcleo de reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 19, sendo que a primeira e a segunda pluralidade de orifícios de vazão de refrigerante de reator inclui orifícios fixos e orifícios variáveis.

26. Núcleo de reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 1, 10 sendo que a pluralidade de conjuntos de controle de reatividade móvel e a pIuralidade de conjuntos absorvedores de nêutron incluem hidreto de háfnio.

27. Reator de fissão nuclear, que compreende: um recipiente do reator; um núcleo de reator de fissão nuclear disposto no recipiente do - 15 reator, sendo que o núcleo de reator de fissão nuclear inclui: uma região de núcleo central que inclui: rr uma pluralidade de conjuntos combustlveis nucleares físseis; aqueles entre uma pluralidade de conjuntos combustíveis nucle- ares férteis; e 20 uma pluralidade de conjuntos de controle de reatividade móvel; e uma região de núcleo periférico que inclui: outros entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares férteis; e uma pluralidade de conjuntos absorvedores de nêutron; 25 um sistema de manipulação em recipiente configurado para mis- turar aqueles entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis e aqueles entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares férteis; e um sistema de refrigeração de reator.

28. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 27, sendo 30 que o sistema de manipulação em recipiente é configurado, ainda, para mis- turar aqueles entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis e aqueles entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares férteis entre a região de núcleo central e a região de núcleo periférico.

29. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 27, sendo que o material fértil na pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares fér- teis inclui U238.

5 30. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 29, sendo que o U238 inclui pelo menos um tipo de urânio escolhido a partir de urânio natural e urânio empobrecido.

31. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 29, sendo que o U238 naqueles entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares 10 inclui urânio natural e o U238 em outros entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares incluem urânio empobrecido.

32. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 27, sendo - que a pluralidade de conjuntos combustiveis nucleares físseis inclui um ma- terial físsil enriquecido. 15 33. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 32, sendo que o material físsil enriquecido inclui U235.

F 34. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 27, sendo que a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis inclui: uma pIuralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis en- 20 riquecidos; e uma pluralidade de conjuntos combustiveis nucleares físseis re- generados.

35. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 34, sendo que o material físsil enriquecido na pluralidade de conjuntos combustíveis 25 nucleares físseis enriquecidos inclui U235 e o material físsil regenerado na pIuralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis regenerados inclui pu239,

36. Reator de fissão nuclear, de acordo coni a cláusula 34, serido qLíe uma região de núcleo periférico inclui, ainda, aqueles entre a pluralidade 30 de conjuntos combustíveis nucleares físseis regenerados.

37. Reator de fissão nuclear, d(= acordo com a cláusula 34., ser)do que uma região de núcleo periférico inclui, ainda, aqueles selecionados entre a pIuralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis enriquecidos tendo pelo menos um nível de consumo predeterminado.

38. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 34, sendo que uma região de núcleo periférico inclui, ainda, aqueles selecionados entre 5 a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis regenerados tendo pelo menos um nível de consumo predeterminado.

39. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 34, sendo que uma região de núcleo periférico inclui, ainda, aqueles entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares fisseis regenerados tendo menos que 10 um nível de consumo predeterminado.

40. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 27, sendo que: a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares fisseis inciui . uma pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis regenerados; e 15 a região periférica de núcleo inclui uma pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis enriquecidos tendo pelo menos um nível de - consumo predeterminado.

41. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cIáusula 40, sendo " que uma região de núcleo periférico inclui, ainda, aqueles entre a pluralidade 20 de conjuhtos combustiveis nucleares físseis regenerados.

42. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 41, sendo que uma região de núcleo periférico inclui, ainda, aqueles selecionados entre a pluralidade de conjuntos combustiveis nucleares físseis regenerados tendo pelo menos um nivel de consumo predeterminado. 25 43. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 41, sendo que uma região de núcleo periférico inclui, ainda, aqueles entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares fisseis regenerados tendo menos que um nível de consumo predeterminado.

44. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 27, sendo 30 que pelo menos um entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares fisseis inclui um material físsil descarregado a partir de um reator de fissão nuclear.

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45. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 44, sendo que a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis que inclui um material físsil descarregado a partir de um reator de fissão nuclear inclui pelo menos um conjunto combustível físsil rerrevestido. 5 46. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 27, que compreende, ainda, a pluralidade de receptáculos de fluxo de conjunto com- bustível que define: uma primeira pluralidade de orifícios de vazão de refrigerante de reator na região de núcleo central; e 10 uma segunda pluralidade de orifícios de vazão de refrigerante de reator na região de núcleo periférico.

47. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cIáusula 46, sendo que a primeira pluralidade de orifícios de vazão de refrigerante de reator in- clui uma pluralidade de grupos de orifícios de vazão de refrigerante de rea- 15 tor.

48. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 47, sendo que a taxa de vazão através daquele selecionado um entre a pluralidade de grupos de orifícios de vazão de refrigerante de reator se baseia em um perfil energético em um local radial daquele selecionado entre a pluralidade de 20 grupos de orifícios de vazão de refrigerante de reator.

49. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 46, sendo que a taxa de vazão através da segunda pluralidade de orifícios de vazão de refrigerante de reator inclui uma taxa de vazão predeterminada com base no nível de energia na região de núcleo periférico. 25 50. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 46, sendo que a primeira e a segunda pluralidade de orifícios de vazão de refrigerante de reator incluem orificios fixos.

51. Reator de fissão nuciear, de acordo com a cláusula 46, sendo que a primeira e a segunda pluralidade de orifícios de vazão de refrigerante 30 de reator incluem orificios variáveis.

52. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 46, sendo que a primeira e a segunda pluralidade de orifícios de vazão de refrigerante 'y :'» €" N,' =" ·, X ZL (· ·· ,' " - >*.. " . N'n MÍ ' %"G a.·, ''" ,&. ,¥Y_ "Z 'd É*"'0W "" ,"' &m" * '- â: "" "% "&'- «ú ,'\ · @' Z "n' " ¥'¶ '' ' "G ' " &t -=. -. 9;. ..- "- ..K.-.-G.. ""-.'"· ..AÈ- K .«X- .'"· . ,.= . . ." — ~. 7. ' â- .

de reator incluem orifícios fixos e orifícios variáveis.

53. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 27, sendo que o sistema de manipulação em recipiente é configurado, ainda, para mo- ver aqueles entre a pluralidade de conjuntos absorvedores de nêutron dentre 5 uma pluralidade de locais na região de núcleo periférico.

54. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 53, sendo que a pluralidade de locais na região de núcleo periférico inclui uma plurali- dade de locais radiais predeterminados na região de núcleo periférico que são selecionáveis com base em um níve! de consumo predeterminado de 10 conjuntos combustíveis nucleares localizados na região de núcleo periférico.

55. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 27, sendo que o sistema de manipulação em recipiente é configurado, ainda, para girar aqueles entre a pluralidade de conjuntos absorvedores de nêutron.

56. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 27, sendo 15 que o sistema de manipulação em recipiente é configurado, ainda, para mis- turar aqueles entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis - e aqueles entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares férteis entre a região de núcleo central e uma porção do recipiente do reator exteri- or ao núcleo de reator de fissão nuclear. 20 57. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 27, sendo que a pluralidade de conjuntos de controle de reatividade móvel e a plurali- dade de conjuntos absorvedores de nêutron incluem hidreto de háfnio.

58. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 27, sendo que o sistema de refrigeração de reator inclui um acúmulo de sódio líquido 25 disposto no recipiente do reator, sendo que o núcleo de reator de fissão nu- clear é submerso no acúmulo de sódio líquido.

59. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 58, sendo que o sistema de refrigeração de reator inclui, ainda, pelo rnenos um troca- dor de calor disposto no acúmulo de sódio líquido. 30 60. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cIáusula 59, sendo que peio menos um trocador de calor inclui pelo mer)os um trocador de calor intermediário.

61. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 59, que compreende, ainda: pelo menos um gerador de vapor em comunicação térmica com pelo menos um trocador de calor. 5 62. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cIáusula 27, que compreende, ainda: um sistema de remoção de calor de decaimento.

63. Reator de fissão nuclear, que compreende: um recipiente do reator; 10 um núcleo de reator de fissão nuclear disposto no recipiente do reator, sendo que o núcleo de reator de fissão nuclear inclui: uma região de núcleo central que inclui: . uma pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis; aqueles entre uma pluralidade de conjuntos combustíveis nucle- . 15 ares férteis; e uma pIuralidade de conjuntos de controle de reatividade móvel; e uma região de núcleo periférico que inclui: outros entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares férteis; e 20 uma pluralidade de conjuntos absorvedores de nêutron; um sistema de manipulação em recipiente configurado para mis- turar aqueles entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis e aqueles entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares férteis; um sistema de refrigeração de reator; 25 uma pluralidade de receptáculos de fluxo de conjunto combustí- vel que define: uma primeira pluralidade de orifícios de vazão de refrigerante de reator na região de núcleo central; e uma segunda pluralidade de oriflcios de vazão de refrigerante de 30 reator na região de núcleo periférico; e um sistema de remoção de calor de decaimento.

64. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 63, sendo .? ""9% L«=t- .:"". .m ' K ' 4' A' ' .= y .iS'" "?- .g ' -"·- '&" '· " " ' &' " "" =' ', ' " S 'f" " ' . .. . .. , . .. - . q E-' .. . . F- . h_ E, *" Y . . , .. F?\ ü. .M - .," -Ç que o sistema de manipulação em recipiente é configurado, ainda, para mis- turar aqueles entre a pluralidade de conjuntos combustiveis nucleares físseis e aqueles entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares férteis entre a região de núcleo central e a região de núcleo periférico.

5 65. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cIáusula 63, sendo que o material fértil na pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares fér- teis inclui U238.

66. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 65, sendo que o U238 inclui pelo menos um tipo de urânio escolhido a partir de urânio '1 0 natural e urânio empobrecido.

67. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 65, sendo que o U238 naqueles entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares inclui urânio natural e o U238 em outros entre a pluralidade de conjuntos m combustíveis nucleares incluem urânio empobrecido. 15 68. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 63, sendo que a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis inclui um ma- . terial físsil enriquecido.

69. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 68, sendo " que o material físsil enriquecido inclui U235. 20 70. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 63, sendo que a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis inclui: uma pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis en- riquecidos; e uma pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis re- 25 generados.

71. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 70, sendo que o material físsil enriquecido na pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis enriquecidos inclui U235 e o material fissil regenerado r)a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis regenerados inclui 30 pu239.

72. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 70, sendo que uma região de núcleo periférico inclui, ainda, aqueles entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis regenerados.

73. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 70, sendo que uma região de núcleo periférico inclui, ainda, aqueles selecionados entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis enriquecidos tendo 5 pelo menos um nível de consumo predeterminado.

74. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 70, sendo que uma região de núcleo periférico inclui, ainda, aqueles selecionados entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis regenerados tendo pelo menos um nível de consumo predeterminado. 10 75. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 70, sendo que uma região de núcleo periférico inclui, ainda, aqueles entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis regenerados tendo menos que - um nível de consumo predeterminado.

W"

76. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 63, sendo 15 que: a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis inclui . uma pluralidade de conjuntos combustlveis nucleares físseis regenerados; e a região periférica de núcleo inclui uma pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis enriquecidos tendo pelo menos um nível de 20 consumo predeterminado.

77. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 76, sendo que uma região de núcleo periférico inclui, ainda, aqueles entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis regenerados.

78. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 77, sendo 25 que uma região de núcleo periférico inclui, ainda, aqueles selecionados entre a pIuralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis regenerados tendo pelo menos um nível de consumo predeterminado.

79. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 77, sendo que uma região de núcleo periférico inclui, ainda, aqueles entre a pluralidade 30 de conjuntos combustíveis nucleares físseis regenerados tendo menos que um nível de consumo predeterminado.

80. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 63, sendo que pelo menos um entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis inclui um material físsil descarregado a partir de um reator de fissão nuclear.

81. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 80, sendo 5 que a pluralidade de conjuntos combustiveis nucleares físseis que inclui um material físsil descarregado a partir de um reator de fissão nuclear inclui pelo menos um conjunto combustível físsil rerrevestido.

82. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 63, sendo que a primeira pluralidade de orifícios de vazão de refrigerante de reator in- lO clui uma pluralidade de grupos de orifícios de vazão de refrigerante de rea- tor-

83. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cIáusula 82, sendo

W que a taxa de vazão através de um selecionado entre a pluralidade de gru- . pos de orificios de vazão de refrigerante de reator se baseia em um perfil 15 energético em um Iocal radial daquele selecionado entre a pluralidade de grupos de orifícios de vazão de refrigerante de reator.

84. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cIáusula 63, sendo . que a taxa de vazão através da segunda pluralidade de orifícios de vazão de " refrigerante de reator inclui uma taxa de vazão predeterminada com base em 20 um nível de energia na região de núcleo periférico. 85, Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 63, sendo que a primeira e a segunda pluralidade de orifícios de vazão de refrigerante de reator incluem orifícios fixos.

86. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 63, sendo 25 que a primeira e a segunda pluralidade de orifícios de vazão de refrigerante de reator incluem orifícios variáveis.

87. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 63, sendo que a primeira e a segunda pluralidade de orifícios de vazão de refrigerante de reator inclui orifícios fixos e orificios variáveis. 30 88. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 63, sendo que o sistema de manipulação em recipiente é configurado, ainda, para rno- ver aqueles entre a pluralidade de conjuntos absorvedores de nêutron dentre uma pluralidade de locais na região de núcleo periférico.

89. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 88, sendo que a pluraiidade de locais na região de núcleo periférico inclui a pIuralidade de locais radiais predeterminados na região de núcleo periférico que são 5 selecionáveis com base em um nível de consumo predeterminado de con- juntos combustíveis nucleares localizados na região de núcleo periférico.

90. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 63, sendo que o sistema de manipulação em recipiente é configurado, ainda, para girar aqueles entre a pluralidade de conjuntos absorvedores de nêutron. 10 91. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 63, sendo que o sistema de manipulação em recipiente é configurado, ainda, para mis- turar aqueles entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares fisseis . e aqueles entre a pluralidade de conjuntos combustlveis nucleares físseis entre a região de núcleo central e uma porção do recipiente do reator exteri- . 15 or ao núcleo de reator de fissão nuclear.

92. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 63, sendo que a pluralidade de conjuntos de controle de reatividade móvel e a plurali- dade de conjuntos absorvedores de nêutron incluem hidreto de háfnio.

V

93. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 63, sendo 20 que o sistema de refrigeração de reator inclui um acúmulo de sódio líquido disposto no recipiente do reator, sendo que o núcleo de reator de fissão nu- clear é submerso no acúmulo de sódio Iíquido.

94. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cIáusula 93, sendo que o sistema de refrigeração de reator inclui, ainda, pelo menos um troca- 25 dor de calor disposto no acúmulo de sódio líquido.

95. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 94, sendo que pelo menos um trocador de calor inclui pelo menos um trocador de calor intermediário.

96. Reator de fissão nuclear, de acordo com a cláusula 94, que 30 compreende, ainda: pelo menos um gerador de vapor in comunicação térmica com pelo menos um trocador de calor.

97. Método de operar um reator de fissão nuclear, sendo que o mé- todo compreende: um material combustível nuclear físsil em fissão em uma plurali- dade de conjuntos combustíveis nucleares físseis em uma região de núcleo 5 central de um núcleo de reator de fissão nuclear de um reator de fissão nu- dear; regenerar um material físsil naqueles entre uma pIuralidade de conjuntos combustíveis nucleares férteis na região de núcleo central do nú- cleo de reator de fissão nuclear; e 10 misturar aqueles selecionados entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares fisseis e aqueles selecionados e outros seleciona- dos entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares férteis de modo que estabeleçam uma onda estacionária de material combustível nuclear

O físsil em regeneração e material combustível nuclear físsil em fissão. 15 98. Método, de acordo com a cláusula 97, sendo que o material combustivel nuclear físsil em fissão em uma pIuralidade de conjuntos com- bustíveis nucleares físseis em uma região de núcleo central de um núcleo de reator de fissão nuclear de um reator de fissão nuclear inclui gerar na região " de núcleo central pelo menos uma quantidade predeterminada de energia no 20 núcleo de reator de fissão nuclear.

99. Método, de acordo com a cláusula 97, que compreende, ainda: absorver nêutrons em uma região de núcleo periférico.

100. Método, de acordo com a cláusula 99, sendo que absorver nêu- trons em uma região de núcleo periférico inclui absorver nêutrons em outros 25 entre a pIuralidade de conjuntos combustíveis nucleares férteis na região de núcleo periférico.

101. Método, de acordo com a cláusula 100, sendo que absorver nêutrons em outros entre a piuralidade de conjuntos combustíveis nucleares férteis na região de núcleo periférico inclui regenerar um material físsil em 30 outros entre a pluralidade de conjur)tos combustíveis nucleares férteis na região de núcleo periférico.

102. Método, de acordo com a c|áusLj|a 99, sendo que absorver nêu-

trons em uma região de núcleo periférico inclui absorver nêutrons em uma pluralidade de conjuntos absorvedores de nêutron na região de núcleo peri- férico.

103. Método, de acordo com a cláusula 102, sendo que absorver 5 nêutrons em uma pluralidade de conjuntos absorvedores de nêutron na regi- ão de núcleo periférico inclui absorver nêutrons em uma pIuralidade de con- juntos absorvedores de nêutron na região de núcleo periférico de tal modo que a energia produzida na região de núcleo periférico seja mantida abaixo de um nível de energia predeterminado. 10 104. Método, de acordo com a cláusula 99, sendo que absorver nêu- trons em uma região de núcleo periférico inclui absorver nêutrons em outros entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares férteis na região de + núcleo periférico e absorver nêutrons em uma pluralidade de conjuntos ab- . sorvedores de nêutron na região de núcleo periférico. 15 105. Método, de acordo com a cláusula 97, que compreende, ainda: desligar o reator de fissão nuclear antes de misturar aqueles se- . lecionados entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis e aqueles selecionados e outros selecionados entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares férteis. 20 106. Método, de acordo com a cláusula 97, sendo que misturar aque- les selecionados entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis e aqueles selecionados e outros selecionados entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares férteis de modo que estabeleçam uma onda estacionária of material combustível nuclear físsil em regeneração e 25 material combustivel nuclear físsil em fissão inclui misturar aqueles selecio- nados entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis e a- queles selecionados e outros selecionados entre a pluralidade de conjuntos cornbustíveis nucleares férteis entre a região de núcleo central e a região de núcleo periférico de modo que estabeleçam uma onda estacionária de mate- 30 rial combustível nuclear físsil em regeneração e material combustível nuclear físsil em fissão.

107. Método, de acordo com a cláusula 97, sendo que misturar aque-

les selecionados entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucieares físseis e aqueles selecionados e outros selecionados entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares férteis inclui substituir aqueles seleciona- dos entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis da regi- 5 ão de núcleo central por aqueles selecionados entre a pfuralidade de conjun- tos combustíveis nucleares férteis da região de núcleo central e por outros selecionados entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares férteis da região de núcleo periférico.

108. Método, de acordo com a cláusula 97, sendo que misturar aque- lO les selecionados entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis e aqueles selecionados e outros selecionados entre a pluralidade de conjuntos combustiveis nucleares férteis inclui misturar aqueles seleciona- dos entre a pluralidade de conjuntos combustlveis nucleares físseis tendo um nível de consumo predeterminado e aqueles selecionados e outros sele- 15 cionados entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares férteis.

109. Método, de acordo com a cláusula 97, que compreende, ainda: - controlar a reatividade na região de núcleo central.

110. Método, de acordo coni a cláusula 109, sendo que controlar a reatividade na região de núcleo central inclui controfar a reatividade na regi- 20 ão de núcleo central com uma pluralidade de conjuntos de controle de reati- vidade móvel.

111. Método, de acordo com a cláusula 109, sendo que controlar a reatividade na região de núcleo central inclui misturar aqueles selecionados entre a pIuralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis e aqueles 25 selecionados e outros selecionados entre a pluralidade de conjuntos com- bustíveis nucleares férteis.

112. Método, de acordo com a cláusula 109, sendo que controlar a reatividade na região de núcleo central inclui controlar a reatividade na regi- ão de núcleo central com uma pluralidade de conjuntos de controle de reati- 30 vidade móvel e misturar aqueles selecionados entre a pluralidade de conjun- tos combustíveis nucleares fisseis e aqueles selecionados e outros selecio- nados entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares férteis.

113. Método, de acordo com a cláusula 97, que compreende, ainda: fluir o refrigerante de reator através de uma primeira pluralidade de orifícios de vazão de refrigerante de reator na região de núcleo central; e fluir o refrigerante de reator através de uma segunda pIuralidade 5 de orificios de vazão de refrigerante de reator na região de núcleo periférico.

114. Método, de acordo com a cláusula 113, sendo que fluir o refrige- rante de reator através de uma primeira pluralidade de orifícios de vazão de refrigerante de reator na região de núcleo central inclui fluir o refrigerante de reator através de uma pluralidade de grupos de orifícios de vazão de refrige- lO rante de reator na região de núcleo central.

115. Método, de acordo com a cláusula 114, sendo que a taxa de vazão através de um selecionado entre a pluralidade de grupos de orifícios - de vazão de refrigerante de reator se baseia em um perfil energético em um local radial daquele selecionado entre a pluralidade de grupos de orifícios de * 15 vazão de refrigerante de reator.

116. Método, de acordo com a cláusula 113, sendo que a taxa de vazão através da segunda pluralidade de orifícios de vazão de refrigerante de reator inclui a taxa de vazão predeterminada com base no nível de ener- gia na região de núcleo periférico. 20 117. Método, de acordo com a cláusula 113, sendo que fluir o refrige- rante de reator através de uma primeira pluralidade de orifícios de vazão de refrigerante de reator na região de núcleo central e fluir o refrigerante de rea- tor através de unia segunda pluralidade de orifícios de vazão de refrigerante de reator na região de núcleo periférico incluem manter um fluxo substanci- 25 almente estacionário de refrigerante de reator através daqueles entre a pri- meira e a segunda pluralidade de orifícios de vazão de refrigerante de reator.

118. Método, de acordo com a cláusula 113, sendo que fluir o refrige- rante de reator através de uma primeira pluralidade de orifícios de vazão de refrigerante de reator na região de núcleo central e fluir o refrigerante de rea- 30 tor através de uma segunda pluralidade de orifícios de vazão de refrigerante de reator na região de núcleo periférico incluem variar o fluxo de refrigerante de reator através de outros entre a primeira e a segunda pluralidade de orifí-

cios de vazão de refrigerante de reator.

119. Método, de acordo com a cláusula 113, sendo que fluir o refrige- rante de reator através de uma primeira pluralidade de orifícios de vazão de refrigerante de reator na região de núcleo central e fluir o refrigerante de rea- 5 tor através de uma segunda pluralidade de orifícios de vazão de refrigerante de reator na região de núcleo periférico incluem manter um fluxo substanci- almente estacionário de refrigerante de reator através daqueles entre a pri- meira e a segunda pluralidade de orifícios de vazão de refrigerante de reator e variar o fluxo de refrigerante de reator através de outros entre a primeira e 10 a segunda pIuralidade de orifícios de vazão de refrigerante de reator.

120. Método, de acordo com a cláusula 113, que compreende, ainda: variar o fluxo de refrigerante de reator através de pelo menos um dos conjuntos combustíveis nucleares misturados. +

121. Método, de acordo com a cláusula 120, sendo que variar o fluxo 15 de refrigerante de reator através de pelo menos um dos conjuntos combustí- veis nucleares misturados inclui girar pelo menos L|m dos conjuntos combus- tíveis nucleares misturados.

122. Método, de acordo com a cláusula 102. que compreende, ainda: mover aqueles entre a pluralidade de conjuntos absorvedores de 20 nêutron dentre uma pluralidade de locais na região de núcleo periférico.

123. Método, de acordo com a cláusula 122, sendo que a pluralidade de locais na região de núcleo periférico inclui uma pluralidade de locais radi- ais predeterminados na região de núcleo periférico que são selecionáveis com base em um nivel de consumo predeterminado daqueles entre os con- 25 juntos combustíveis nucleares fisseis que foram misturados na região de núcleo periférico.

124. Método, de acordo com a cláusula 97, que compreende, ainda: selecionar aqueles entre a pluralidade de conjuntos combustí- veis nucleares físseis e aqueles outros entre a pluralidade de conjuntos 30 combustíveis nucleares férteis para mistura de modo que estabeleçam uma onda estacionária de material combustível nuclear físsil em regeneração e material combustível nuclear flssil em fissão.

125. Método, de acordo com a cláusula 124, sendo que selecionar aqueles entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis e aqueles outros entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares fér- teis para mistura de modo que estabeleçam uma onda estacionária de mate- 5 rial combustível nuclear físsil em regeneração e material combustível nuclear fissil em fissão se baseia em pelo menos um dado operacional escolhido a partir de dados de fluxo de nêutrons, temperatura de saida de conjunto com- bustível, e taxa de vazão de conjunto combustível.

126. Método de operar um reator de fissão nuclear, sendo que o mé- lO todo compreende: material combustível nuclear fissil em fissão em uma pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis em uma região de núcleo cen- tral de um núcleo de reator de fissão nuclear de um reator de fissão nuclear; regenerar um material fissil in aqueles entre uma pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares férteis na região de núcleo central do nú- cleo de reator de fissão nuclear; controlar a reatividade na região de núcleo central; absorver os nêutrons em uma região de núcleo perifêrico; e misturar aqueles selecionados entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucteares físseis e aqueles selecionados e outros seleciona- dos entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares férteis de modo que estabeleçam uma onda estacionária de material combustlvel nuclear físsil em regeneração e material combustivel nuclear físsil em fissão.

127. Método, de acordo com a cláusula 126, sendo que o material combustível nuclear físsil em fissão em uma pluralidade de conjuntos com- bustíveis nucleares físseis em uma região de núcleo central de um núcleo de reator de fissão nuclear de um reator de fissão nuclear inclui cjerar ría região de núcleo central pelo menos uma quantidade predeterminada de energia no núcleo de reator de fissão nuclear.

128. Método, de acordo com a cláusula 126, sendo que absorver nêutrons ern uma região de núcleo periférico inclui absorver nêutrons em outros entre a pIuralidade de conjuntos combustíveis nucleares férteis na região de núcleo periférico.

129. Método, de acordo com a cláusula 128, sendo que absoNer nêutrons em outros entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares férteis na região de núcleo periférico inclui regenerar o material físsil em ou- 5 tros entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares férteis na regi- ão de núcleo periférico.

130. Método, de acordo com a cláusula 126, sendo que absoNer nêutrons em uma região de núcleo periférico inclui absorver nêutrons em uma pluralidade de conjuntos absorvedores de nêutron na região de núcleo 10 periférico.

131. Método, de acordo com a cláusula 130, sendo que absorver nêutrons em uma pluralidade de conjuntos absorvedores de nêutron na regi- ão de núcleo periférico inclui absorver nêutrons em uma pIuralidade de con- juntos absorvedores de nêutron na região de núcleo periférico de tal modo 15 que a energia produzida na região de núcleo periférico seja mantida abaixo de um nlvel de energia predeterminado. r 132. Método, de acordo com a cláusula 126, sendo que absorver nêutrons em uma região de núcleo periférico inclui absorver nêutrons em " outros entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares férteis na 20 região de núcleo periférico e absorver nêutrons em uma pluralidade de con- juntos absoNedores de nêutron na região de núcleo periférico.

133. Método, de acordo com a cláusula 126, que compreende, ainda: desligar o reator de fissão nuclear antes de misturar aqueles se- lecionados entre a pIuralidade de conjuntos combustíveis nucleares fisseis e 25 aqueles selecionados e outros selecionados entre a pIuralidade de conjuntos combustíveis nucleares férteis entre a região de núcleo central e a região de núcleo periférico.

134. Método, de acordo com a cláusula 126, sendo que misturar a- queles selecionados entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nuclea- 30 res físseis e aqueles selecionados e outros selecionados entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares férteis de modo que estabeleçam uma onda estacionária de material combustível nuclear físsil em regeneração e material combustível nuclear físsil em fissão inclui misturar aqueles selecio- nados entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis e a- queles selecionados e outros selecionados entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares férteis entre a região de núcleo central e a região de 5 núcleo periférico de modo que estabeleçam uma onda estacionária de mate- rial combustível nuclear físsil em regeneração e material combustível nuclear físsil em fissão.

135. Método, de acordo com a cláusula 126, sendo que misfurar a- queles selecionados entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nuclea- lO res físseis e aqueles selecionados e outros selecionados entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares férteis inclui substituir aqueles selecio- nados entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis da região de núcleo central por aqueles selecionados entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares férteis da região de núcleo central e por . 15 aquetes outros selecionados entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares férteis da região de núcleo periférico.

136. Método, de acordo com a cláusula 126, sendo que misturar a- queles selecionados entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nuclea- " res físseis e aqueles selecionados e outros selecionados entre a pluralidade 20 de conjuntos combustíveis nucleares férteis inclui misturar aqueles selecio- nados entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis tendo um nível de consumo predeterminado e aqueles selecionados e outros sele- cionados entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares férteis.

137. Método, de acordo com a cláusula 126, sendo que controlar a 25 reatividade na região de núcleo central inclui controlar a reatividade na regi- ão de núcleo central com uma pluralidade de conjuntos de controle de reati- vidade móvel.

138. Método, de acordo com a cláusula 126, sendo que controlar a reatividade na região de núcleo central inclui misturar aqueles selecionados 30 entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis e aqueles selecionados e outros selecionados entre a pluralidade de conjuntos com- bustíveis nucleares férteis.

139. Método, de acordo com a cláusula 126, sendo que controlar a reatividade na região de núcleo central inclui controlar a reatividade na regi- ão de núcleo central com uma pluralidade de conjuntos de controle de reati- vidade móvel e misturar aqueles selecionados entre a pluralidade de conjun- 5 tos combustiveis nucleares físseis e aqueles selecionados e outros selecio- nados entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares férteis.

140. Método, de acordo com a cláusula 126, que compreende, ainda: fluir o refrigerante de reator através de uma primeira pluralidade de orifícios de vazão de refrigerante de reator na região de núcleo central; e 10 fluir o refrigerante de reator através de uma segunda pIuralidade de orifícios de vazão de refrigerante de reator na região de núcleo periférico.

141. Método, de acordo com a cIáusula 140, sendo que fluir o refrige- rante de reator através de uma primeira pluralidade de orifícios de vazão de . refrigerante de reator na região de núcleo central inclui fluir o refrigerante de 15 reator através de uma pluralidade de grupos de orifícios de vazão de refrige- rante de reator na região de núcleo central.

142. Método, de acordo com a cláusula 141, sendo que a taxa de vazão através daquele selecionado entre a pluralidade de grupos de orifícios de vazão de refrigerante de reator se baseia em um perfil energético em um 20 local radial daquele selecionado entre a pluralidade de grupos de orifícios de vazão de refrigerante de reator.

143. Método, de acordo com a cláusula 140, sendo que a taxa de vazão através da segunda pluralidade de orifícios de vazão de refrigerante de reator inclui uma taxa de vazão predeterminada com base no nivel de 25 energia na região de núcleo periférico.

144. Método, de acordo com a cláusula 140, sendo que fluir o refrige- rante de reator através de uma primeira pluralidade de orifícios de vazão de refrigerante de reator na região de núcleo central e fluir o refrigerante de rea- tor através de uma segunda pluralidade de orifícios de vazão de refrigerante 30 de reator na região de núcleo periférico incluem rnanter o fluxo substancial- mente estacionário de refrigerante de reator através daqueles entre a primei- ra e a segunda pluralidade de orifícios de vazão de refrigerante de reator.

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145. Método, de acordo com a cláusula 140, sendo que fluir o refrige- rante de reator através de uma primeira pluralidade de orifícios de vazão de refrigerante de reator na região de núcleo central e fluir o refrigerante de rea- tor através de uma segunda pluralidade de orifícios de vazão de refrigerante 5 de reator na região de núcleo periférico incluem variar o fluxo de refrigerante de reator através de outros entre a primeira e a segunda pluralidade de orifí- cios de vazão de refrigerante de reator.

146. Método, de acordo com a cláusula 140, sendo que fluir o refrige- rante de reator através de uma primeira pluralidade de orifícios de vazão de 10 refrigerante de reator na região de núcleo central e fluir o refrigerante de rea- tor através de uma segunda pluralidade de orifícios de vazão de refrigerante de reator na região de núcleo periférico incluem manter o fluxo substancial- mente estacionário de refrigerante de reator através daqueles entre a primei- ra e a segunda pluralidade de orifícios de vazão de refrigerante de reator e ^ 15 variar o fluxo de refrigerante de reator através de outros entre a primeira e a segunda pIuralidade de orifícios de vazão de refrigerante de reator.

147. Método, de acordo com a cláusula 140, que compreende, ainda: variar o fluxo de refrigerante de reator através de pelo menos um " dos conjuntos combustiveis nucleares misturados. 20 148. Método, de acordo com a cláusula 147, sendo que variar o fluxo de refrigerante de reator através de pelo menos um dos conjuntos combustí- veis nucleares misturados inclui girar pelo menos um dos conjuntos combus- tíveis nucleares misturados.

149. Método, de acordo com a cláusula 130, que compreende, ainda: 25 mover aqueles entre a pluralidade de conjuntos absoNedores de nêutron dentre uma pluralidade de locais na região de núcleo peri'férico.

150. Método, de acordo com a cláusula 149, sendo que a pluralidade de locais na região de núcleo periférico inclui uma p|LIra|idade de locais radi- ais predeterminados na região de núcleo periférico que são selecionáveis 30 com base em um nivel de consumo predeterminado daqueles entre os con- juntos combustíveis nucleares físseis que foram niisturados na região de núcleo peri'férico.

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151. Método, de acordo com a cláusula 126, que compreende, ainda: selecionar aqueles entre a pluralidade de conjuntos combustí- veis nucleares físseis e aqueles outros entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares férteis para mistura de modo que estabeleçam uma 5 onda estacionária de material combustível nuclear físsil em regeneração e materid combustível nuclear físsil em fissão.

152. Método, de acordo com a cláusula 151, sendo que selecionar aqueles entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis e aqueles outros entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares fér- lO teis para mistura de modo que estabeleçam uma onda estacionária de mate- rial combustível nuclear físsil em regeneração e material combustível nuclear físsil em fissão se baseia em pelo menos um dado operacional escolhido a partir de dados de fluxo de nêutrons, temperatura de saida de conjunto com- bustível, e taxa de vazão de conjunto combustivel. ^ 15 153. Método de gerenciar a reatividade em excesso em um reator de fissão nuclear, sendo que o método compreende: alcançar um estado critico com uma quantidade positiva de rea- tividade em uma região de núcleo central de um núcleo do reator de um rea- ' tor de fissão nuclear; 20 aumentar a quantidade de reatividade até que um nível de con- sumo predeterminado seja alcançado naqueles selecionados entre os con- juntos combustíveis no núcleo do reator; e compensar o aumento na reatividade.

154. Método, de acordo com a cláusula 153, sendo que aumentar a 25 quantidade e reatividade até que um nível de consumo predeterminado seja alcançado naqueles selecionados entre os conjuntos combLlstÍveis no núcleo clo reator inclui aumentar monotonamente a quantidade de reatividade até que um nível de consumo predeterminado seja alcançado naqueles selecio- nados entre os conjuntos combustíveis no núcleo do reator. 30 155. Método, de acordo com a cláusula 153, sendo que aumentar a cjuantidade e reatividade até que um nível de consumo predeterminado seja alcançado naqueles selecionados dos conjuntos combustíveis no núcleo do reator inclui aumentar a quantidade de material fissil naqueles entre os con- juntos combustíveis do núcleo do reator até que um nível de consumo prede- terminado seja alcançado naqueles selecionados entre os conjuntos com- bustíveis no núcleo do reator.

, 5 156. Método, de acordo com a cIáusula 155, sendo que aumentar a quantidade de materid físsil naqueles entre os conjuntos combustíveis do núcleo do reator até que um nível de consumo predeterminado seja alcan- çado naqueles selecionados entre os conjuntos combustíveis no núcleo do reator inclui regenerar o material combustível físsil a partir do material com- lO bustível fértil.

157. Método, de acordo com a cláusula 153, sendo que compensar o aumento na reatividade inclui inserir o material de absorção de nêutrons na região de núcleo central.

. 158. Método, de acordo com a cláusula 157, sendo que inserir o ma- 15 terial de absorção de nêutrons na região de núcleo central inclui inserir has- tes de controle na região de núcleo central. 159, Método, de acordo com a cláusula 157, sendo que inserir o ma- terial de absorção de nêutrons na região de núcleo central inclui substituir os conjuntos combustíveis físseis selecionados na região de núcleo central por 20 conjuntos combustíveis férteis a partir de uma região periférica do núcleo do reator.

160. Método, de acordo com a cIáusula 157, sendo que inserir o ma- terial de absorção de nêutrons na região de núcleo central inclui inserir has- tes de controle na região de núcleo central e substituir os conjuntos combus- 25 tlveis físseis selecionados na região de núcleo central por conjuntos com- bustíveis férteis a partir de uma região periférica do núcleo do reator. Muito embora vários aspectos e modalidades tenham sido des- critos no presente documento, outros aspectos e modalidades se tornarão aparentes aos indivíduos versados na técnica. Os vários aspectos e modali- 30 dades aqui descritos servem para propósitos de ilustração e não se desti- nam a ser limitantes, com o verdadeiro escopo e espírito sendo indicados pelas reivindicações a seguir.

Claims (8)

REIVINDICAÇÕES

1. Núcleo de reator de fissão nuclear (12), caracterizado por compreender: uma região de núcleo central (16) que inclui: 5 uma pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis (18); aqueles entre uma pluralidade de conjuntos combustíveis nucle- ares férteis (18); e uma pluralidade de conjuntos de controle de reatividade móvel (22); e uma região de núcleo periférico (24) que inclui: outros entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares férteis (18); e uma pluralidade de conjuntos absorvedores de nêutron.

2. Núcleo de reator de fissão nuclear (12), de acordo com a rei- vindicação 1, caracterizado pelo fato de que: a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis (18) inclui uma pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis (18) re- generados; e a região periférica de núcleo inclui uma pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis (18) enriquecidos tendo pelo menos um nível de consumo predeterminado.

3. Reator de fissão nuclear, caracterizado por compreender: um recipiente do reator; um núcleo de reator de fissão nuclear (12), como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 2; um sistema de manipulação em recipiente configurado para mis- turar aqueles entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis (18) e aqueles entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares fís- seis (18); e um sistema de refrigeração de reator.

4. Reator de fissão nuclear, de acordo com a reivindicação 3, ca-

racterizado pelo fato de que o sistema de manipulação em recipiente é adi- cionalmente configurado para misturar aqueles entre a pluralidade de con- juntos combustíveis nucleares físseis (18) e aqueles entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis (18) entre a região de núcleo cen- 5 tral (16) e a região de núcleo periférico (24).

5. Método de operar um reator de fissão nuclear, caracterizado por compreender: um material combustível nuclear físsil em fissão em uma plurali- dade de conjuntos combustíveis nucleares físseis (18) em uma região de núcleo central (16) de um núcleo de reator de fissão nuclear (12) de um rea- tor de fissão nuclear; regenerar um material físsil naqueles entre uma pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis (18) na região de núcleo central (16) do núcleo de reator de fissão nuclear (12); e misturar aqueles selecionados entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis (18) e aqueles selecionados e outros selecio- nados entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis (18) de modo que estabeleçam uma onda estacionária de material combustível nuclear físsil em regeneração e material combustível nuclear físsil em fissão.

6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que misturar aqueles selecionados entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis (18) e aqueles selecionados e outros selecio- nados entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis (18) de modo que estabeleçam uma onda estacionária de material combustível nuclear físsil em regeneração e material combustível nuclear físsil em fissão inclui misturar aqueles selecionados entre a pluralidade de conjuntos com- bustíveis nucleares físseis (18) e aqueles selecionados e outros seleciona- dos entre a pluralidade de conjuntos combustíveis nucleares físseis (18) en- tre a região de núcleo central (16) e a região de núcleo periférico (24) de modo que estabeleçam uma onda estacionária de material combustível nu- clear físsil em regeneração e material combustível nuclear físsil em fissão.

7. Método de gerenciar a reatividade em excesso em um reator de fissão nuclear, caracterizado por compreender: alcançar um estado crítico com uma quantidade positiva de rea- tividade em uma região de núcleo central (16) de um núcleo do reator de um reator de fissão nuclear; 5 aumentar a quantidade de reatividade até que um nível de con- sumo predeterminado seja alcançado naqueles selecionados entre os con- juntos combustíveis no núcleo do reator; e compensar o aumento na reatividade.

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que aumentar a quantidade de reatividade até que um nível de con- sumo predeterminado seja alcançado naqueles selecionados entre os con- juntos combustíveis no núcleo do reator inclui aumentar a quantidade de ma- terial físsil naqueles entre os conjuntos combustíveis do núcleo do reator até que um nível de consumo predeterminado seja alcançado naqueles selecio- nados entre os conjuntos combustíveis no núcleo do reator.

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