CN102714063A - 用于控制核反应堆中的反应性的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
例示性实施例提供了用于核裂变反应堆的反应性控制组件、用于具有快中子谱的核裂变反应堆的反应性控制系统、具有快中子谱的核裂变行波反应堆、控制具有快中子谱的核裂变反应堆中的反应性的方法、操作具有快中子谱的核裂变行波反应堆的方法、用于控制具有快中子谱的核裂变反应堆中的反应性的系统、确定可控移动棒的应用的方法、用于确定可控移动棒的应用的系统、以及用于确定可控移动棒的应用的计算机程序产品。
Description
技术领域
本申请涉及控制核反应堆中的反应性。
交叉参考相关申请
本申请涉及如下所列申请（“相关申请”）以及要求从如下所列申请中获得最早可用有效申请日的权益（例如，要求非临时专利申请的最早可用优先权日，或要求临时专利申请，以及相关申请的任何和所有父代、祖父代、曾祖父代等申请基于35 USC§119（e）的权益）。包括任何优先权利要求书的相关申请以及相关申请的任何和所有父代、祖父代、曾祖父代等申请的所有主题以这样的主题不会与本文的主题相抵触的程度通过引用并入本文中。
相关申请
根据美国专利商标局（USPTO）的非法定要求，本申请构成2009年11月6日提交、发明人为Charles E.Ahlfeld、Ehud Greenspan、Roderick A.Hyde、Nathan P.Myhrvold、Joshua C.Walter、Kevan D.Weaver、Thomas Allan Weaver、Lowell L.Wood,Jr.、和George B.Zimmerman、发明名称为“SYSTEMS ANDMETHODS FOR CONTROLLING REACTIVITY IN A NUCLEAR FISSIONREACTOR（控制核反应堆中的反应性的系统和方法）”的美国专利申请第12/590,447号的部分继续申请，该申请当前同时待审，或者是给予当前同时待审申请以申请日的权益的申请。
根据美国专利商标局（USPTO）的非法定要求，本申请构成2010年1月25日提交、发明人为Charles E.Ahlfeld、Ehud Greenspan、Roderick A.Hyde、Nathan P.Myhrvold、Robert R.Richardson、Joshua C.Walter、Kevan D.Weaver、Thomas Allan Weaver、Lowell L.Wood,Jr.、和、George B.Zimmerman、发明名称为“SYSTEMS AND METHODS FOR CONTROLLING REACTIVITY INANUCLEAR FISSION REACTOR（控制核反应堆中的反应性的系统和方法）”的美国专利申请第12/657,736号的部分继续申请，该申请当前同时待审，或者是给予当前同时待审申请以申请日的权益的申请。
根据美国专利商标局（USPTO）的非法定要求，本申请构成2010年1月25日提交、发明人为Charles E.Ahlfeld、Ehud Greenspan、Roderick A.Hyde、Nathan P.Myhrvold、Joshua C.Walter、Kevan D.Weaver、Thomas Allan Weaver、Lowell L.Wood,Jr.、和George B.Zimmerman、发明名称为“SYSTEMS ANDMETHODS FOR CONTROLLING REACTIVITY IN A NUCLEAR FISSIONREACTOR（控制核反应堆中的反应性的系统和方法）”的美国专利申请第12/657,734号的部分继续申请，该申请当前同时待审，或者是给予当前同时待审申请以申请日的权益的申请。
美国专利商标局（USPTO）已经发布了内容是USPTO的计算机程序要求专利申请人引用序号和指示申请是父代申请的继续申请、部分继续申请、还是分案申请的公告。有关细节请参阅文章Stephen G.Kunin，Benefit ofPrior-Filed Application，USPTO Official Gazette March 18，2003。本申请实体（下文称为“申请人”）在上面已经提供了如法规所述要求其优先权的申请的特定引用。本申请人明白，该法规在其特定引用语言上是明确的，不需要序列或像“继续”或“部分继续”那样的任何表征来要求美国专利申请的优先权。尽管如上文所述，但本申请人明白，USPTO的计算机程序有某些数据输入要求，因此本申请人提供了如上所述的本申请与其父代申请之间的关系的指定，但应明确指出，这样的指定决不能理解成除了其父代申请的主题之外，本申请是否包含某新主题的任何类型注释和/或承认。
发明内容
例示性实施例提供了用于核裂变反应堆的反应性控制组件、用于具有快中子谱的核裂变反应堆的反应性控制系统、具有快中子谱的核裂变行波反应堆、控制具有快中子谱的核裂变反应堆中的反应性的方法、操作具有快中子谱的核裂变行波反应堆的方法、用于控制具有快中子谱的核裂变反应堆中的反应性的系统、确定可控移动棒的应用的方法、用于确定可控移动棒的应用的系统、以及用于确定可控移动棒的应用的计算机程序产品。
上文的总结只是例示性的，而决不是打算限制本发明的范围。除了上述的例示性方面、实施例、和特征之外，通过参考附图和如下详细描述，将使进一步的方面、实施例、和特征变得显而易见。
附图说明
图1A-1U是核裂变反应堆的例示性反应性控制组件的局部示意形式的例示图；
图2A-2AP是具有快中子谱的核裂变反应堆的例示性反应性控制系统的局部示意形式的例示图；
图3是具有快中子谱的例示性核裂变行波反应堆的局部示意形式的例示图；
图4A是控制具有快中子谱的核裂变反应堆中的反应性的例示性方法的流程图；
图4B-4W是图4A的方法的例示性细节的流程图；
图5A是操作具有快中子谱的核裂变行波反应堆的例示性方法的流程图；
图5B-5X是图5A的方法的例示性细节的流程图；
图6A是控制具有快中子谱的核裂变反应堆中的反应性的例示性系统的方块图；
图6B-6P是图6A的系统的例示性细节的方块图；
图7A是确定可控移动棒的应用的例示性方法的流程图；
图7B-7G是图7A的方法的例示性细节的流程图；
图8A是确定可控移动棒的应用的例示性系统的方块图；
图8B-8I是图8A的系统的例示性细节的方块图；
图9A是操作核裂变行波反应堆的例示性方法的流程图；以及
图9B-9G是图9A的方法的例示性细节的流程图。
具体实施方式
在如下详细描述中，将参考形成其一部分的附图。在这些附图中，相似的符号通常表示相似的部件，除非上下文另有规定。描述在详细描述、附图和权利要求书中的例示性实施例并不意味着限制本发明的范围。可以不偏离本文展示的主题的精神或范围地利用其它实施例，以及可以作出其它改变。
为了清晰地展示起见，本申请使用了形式上的概括性标题。但是，应该明白，这些概括性标题用于展示的目的，可以在整个申请中讨论不同类型的主题（例如，可以在过程/操作标题下描述设备/结构和/或可以在结构/过程标题下讨论过程/操作；和/或单个话题的描述可以跨越两个或更多个话题标题）。因此，形式上的概括性标题的使用决不是打算限制本发明的范围。
例示性反应性控制组件
现有参照图1A以及通过概述给出，所示的是核裂变反应堆（未示出）的反应性控制组件10。反应性控制棒12包括配置成吸收中子（未示出）的中子吸收材料14。中子吸收材料14的至少一部分包括可转换核裂变燃料材料16。至少一个传感器18物理地与反应性控制棒12相联系。传感器18被配置成感测与反应性控制棒12相联系的至少一个反应性参数的状态。例示性细节将在下面通过非限制性例子展示。
应该懂得，反应性控制棒12可以是任何类型的适当反应性控制棒。在一些实施例中，反应性控制棒12可以是独立反应性控制棒。也就是说，在这样的安排中，反应性控制棒12未与像核裂变燃料棒和/或其它反应性控制棒那样的其它棒组装成一个组件。在一些其它实施例中，反应性控制棒12可以是包括核裂变燃料棒和/或其它反应性控制棒的组件的一部分。
还应该懂得，反应性控制棒12可以具有如特定应用所需的任何物理形状。通过非限制性例子给出，在各种实施例中，反应性控制棒12可以具有正方形、长方形、圆形、卵形、或所需的任何形状的截面形状。在各种实施例中，反应性控制棒12可以具体化成叶片，和可以具有像长方形、“X”形、“+”形或任何其它形状那样所需的任何截面形状。反应性控制棒12可以具有适用于使用反应性控制棒12的核裂变反应堆的任何形状。这并不暗示着也不应该推测对反应性控制棒12的形状有任何限制。
在一些实施例中，可以将中子吸收材料14配置成吸收快谱中子。例如，中子吸收材料14可以具有允许吸收快谱中子—即，能级至少约0.11MeV数量级的中子的吸收截面。通过非限制性例子给出，中子吸收材料14可以具有约10靶或更小数量级的吸收截面。在一些实施例中，可转换核裂变燃料材料16可以用作吸收快中子的中子吸收材料14的成分。在一些其它实施例中，中子吸收材料14的其它成分也可以用作吸收快中子的中子吸收材料14的附加成分（除了可转换核裂变燃料材料16之外）。下面展示有关可转换核裂变燃料材料16和中子吸收材料14的其它成分的例示性细节。
在一些应用中，可能希望在快中子系统中保持核裂变反应堆的中子谱。通过非限制性例子给出，反应性控制组件10可以用于帮助控制非限制性地像行波反应堆那样的快中子核裂变反应堆或像液态金属快中子增殖反应堆或气冷快中子增殖反应堆等那样的快中子增殖反应堆中的反应性。为此，在一些其它实施例中，可以将中子吸收材料14配置成降低中子的慢化。例如，中子吸收材料14可以具有可以有助于减少快谱中子的减缓量的适当大小原子质量。这样，可以在中子谱从快中子谱到像超热中子谱或热中子谱那样，中子能级小于约0.1MeV的中子谱的软化中加以减少。应该懂得，通过非限制性例子给出，非限制性地像铀和钍那样的锕系元素具有有助于降低中子的慢化的足够大原子质量。
在一些实施例中，快谱中子可以是核裂变行波的一部分。核裂变行波也可以称为核裂变爆燃波。在如下文献中描述了核裂变行波的引发和传播的非限制性例子：2006年11月28日提交、发明人为RODERICK A.HYDE、MURIEL Y.ISHIKAWA、NATHAN P.MYHRVOLD、和LOWELL L.WOOD,JR.、和发明名称为“AUTOMATED NUCLEAR POWER REACTOR FORLONG-TERM OPERATION（长期运行的自动核动力反应堆）”的美国专利申请第11/605,943号；2006年11月28日提交、发明人为RODERICKA.HYDE、MURIEL Y.ISHIKAWA、NATHAN P.MYHRVOLD、和LOWELL L.WOOD,JR.、和发明名称为“METHOD AND SYSTEM FOR PROVIDING FUEL IN ANUCLEAR REACTOR（在核反应堆中提供燃料的方法和系统）”的美国专利申请第11/605,848号；以及2006年11月28日提交、发明人为RODERICK A.HYDE、MURIEL Y.ISHIKAWA、NATHAN P.MYHRVOLD、和LOWELL L.WOOD,JR.、和发明名称为“CONTROLLABLE LONG TERM OPERATIONOF A NUCLEAR REACTOR（核反应堆的可控长期运行）”的美国专利申请第11/605,933号，特此通过引用将它们的整个内容全文并入本文中。
包括在中子吸收材料14中的可转换核裂变燃料材料16可以包括特定应用所需的任何类型可转换核裂变燃料材料。例如，在一些实施例中，可转换核裂变燃料材料16可以包括像238U那样的铀。应该懂得，238U的快中子的吸收截面具有约0.2靶的数量级。在一些其它实施例中，可转换核裂变燃料材料16可以包括像232Th那样的钍。应该懂得，232Th的快中子的吸收截面具有约0.2靶的数量级。可转换核裂变燃料材料16可以非限制性地像粉末形式、像小珠或小块那样的离散颗粒形式、或所需的任何其它形式那样，以所需的任何适当形式提供。
在一些应用中，可以希望将中子谱从快中子谱软化成像超热中子谱或热中子谱那样，中子能级小于约0.1MeV的中子谱。例如，在这样的应用中，反应性控制组件10可以用于帮助控制非限制性地像压水反应堆那样的热核裂变反应堆中的反应性。举另一个例子来说，在一些其它应用中，反应性控制组件10可以用于帮助控制希望软化中子谱以减少辐射损伤的快中子核裂变反应堆中的反应性。为此，以及现在参照图1B-1G，在一些实施例中，除了可转换核裂变燃料材料16之外，反应性控制棒12还可以包括中子慢化材料20。中子慢化材料20可以包括特定应用所需的任何适当中子慢化材料。通过非限制性例子给出，中子慢化材料20可以包括氢、氘、氦、锂、硼、碳、石墨、钠、铅等的任何一种或多种。
当提供中子慢化材料20时，可以使中子慢化材料20以特定应用所需的任何方式分布在反应性控制棒12内。例如，以及例示性地而非限制地如图1B-1F所示，在一些实施例中，中子慢化材料20可以充分非均匀地分布在反应性控制棒12内。通过非限制性例子给出，中子慢化材料20可以非均匀地分布在盘21中（图1B和1C）。盘21可以与反应性控制棒12的轴取向充分同轴（如图1B所示）或与反应性控制棒12的轴取向充分垂直（如图1C所示）地取向。通过进一步的非限制性例子给出，中子慢化材料20可以靠近反应性控制棒12的两端（如图1D所示）或靠近反应性控制棒12的中间（如图1E所示）地非均匀分布。通过进一步的非限制性例子给出，中子慢化材料20可以作为棒跟随件23提供（如图1F）。应该懂得，如果需要的话，可以使用任何非均匀分布。这并不是打算通过例示暗示着也不应该推测任何特定非均匀分布。在一些其它实施例中，以及如图1G所示，中子慢化材料20可以充分均匀地分布在反应性控制棒12内。
现在参照图1H-1M，在一些实施例中，除了可转换核裂变燃料材料16之外，中子吸收材料14还可以包括中子吸收毒物22。中子吸收毒物22可以包括所需的任何适当中子吸收毒物。例如，以及通过非限制性例子给出，中子吸收毒物22可以包括银、铟、镉、钆、铪、锂、3He（氦）、裂变产物、镤、镎、硼等的一种或多种。中子吸收毒物22可以非限制性地像粉末形式、像小珠或小块那样的离散颗粒形式、或所需的任何其它形式那样，以所需的任何适当形式提供。
当提供中子吸收毒物22时，可以使中子吸收毒物22以特定应用所需的任何方式分布在反应性控制棒12内。例如，以及例示性地而非限制地如图1H-1L所示，在一些实施例中，中子吸收毒物22可以充分非均匀地分布在反应性控制棒12内。通过非限制性例子给出，中子吸收毒物22可以非均匀地分布在盘25中（图1H和1I）。盘25可以与反应性控制棒12的轴取向充分同轴（如图1H所示）或与反应性控制棒12的轴取向充分垂直（如图1I所示）地取向。通过进一步的非限制性例子给出，中子吸收毒物22可以靠近反应性控制棒12的两端（如图1J所示）或靠近反应性控制棒1K的中间（如图1K所示）地非均匀分布。通过进一步的非限制性例子给出，中子吸收毒物22可以作为棒跟随件27提供（如图1L）。应该懂得，如果需要的话，可以使用任何非均匀分布。这并不是打算通过例示暗示着也不应该推测任何特定非均匀分布。在一些其它实施例中，以及如图1M所示，中子吸收毒物22可以充分均匀地分布在反应性控制棒12内。
在一些实施例中，以及现在参照图1H-1P，可以使可转换核裂变燃料材料16可达到的对反应性的影响与中子吸收毒物22可达到的对反应性的影响均衡。例如，这样的均衡可能是缓解局部通量峰化所需的。应该懂得，这样的均衡可能与可转换核裂变燃料材料16非均匀地还是均匀地分布以及中子吸收毒物22非均匀地（图1H-1L和图1O-1P）还是均匀地（图1M）分布无关地受到影响。
在一些其它实施例中，以及仍然参照图1H-1P，可以按照特定应用所需局部调适可转换核裂变燃料材料16的反应性影响和中子吸收毒物22的反应性影响。例如，在一些实施例中，以及一般性地如图1N所示，反应性控制棒12具有区域24和区域26。应该懂得，区域24和26可以处在反应性控制棒12内的任何所需地方。在只是为了例示目的而提供的附图中，这并不是通过外观暗示着也不应该推测什么限制。在区域24中具有中子吸收毒物22的浓度28以及在区域26中具有中子吸收毒物22的浓度30。在区域24中具有可转换核裂变燃料材料16的浓度32以及在区域26中具有可转换核裂变燃料材料16的浓度34。应该懂得，如果需要的话，可以根据体积、面积或长度来确定浓度。
应该懂得，可以按照特定应用所需局部调适中子吸收毒物22的浓度28和30的反应性影响和可转换核裂变燃料材料16的浓度32和34的反应性影响。例如，在一些实施例中，以及如图1H-1P所示，可以使中子吸收毒物22的浓度30的反应性影响与可转换核裂变燃料材料16的浓度32的反应性影响充分均衡。在一些其它实施例中，以及也如图1H-1P所示，可以使中子吸收毒物22的浓度28的反应性影响与可转换核裂变燃料材料16的浓度34的反应性影响充分均衡。
在一些其它实施例中，以及如图1H-1P所示，可以使中子吸收毒物22的浓度30的反应性影响不同于可转换核裂变燃料材料16的浓度32的反应性影响。在一些其它实施例中，可以使中子吸收毒物22的浓度28的反应性影响不同于可转换核裂变燃料材料16的浓度34的反应性影响。
如果需要的话，可以实现其它反应性影响。例如，以及如图1H-1P所示，在一些实施例中，可以使中子吸收毒物22的浓度28和可转换核裂变燃料材料16的浓度32的反应性影响总和与中子吸收毒物22的浓度30和可转换核裂变燃料材料16的浓度34的反应性影响总和充分均衡。在一些其它实施例中，使反应性影响在区域24与区域26之间充分恒定。
如果需要的话，使可转换核裂变燃料材料16和/或中子吸收毒物22的浓度可以变化。例如，以及如图10和1P所示，可转换核裂变燃料材料16和/或中子吸收毒物22的浓度可以沿着连续梯度变化。通过非限制性例子给出，如图1O所示，可以将可转换核裂变燃料材料16和中子吸收毒物22分别配备在沿着它们的斜边40相互邻接的楔块36和38中。通过另一个非限制性例子给出，如图1P所示，可以将可转换核裂变燃料材料16和中子吸收毒物22分别配备在配对平截圆锥部分42和44中。应该懂得，可转换核裂变燃料材料16和中子吸收毒物22可以配备在它们的浓度沿着连续梯度变化的其它适当装置中，这些装置不局限于例示性地而非限制性地显示在图1G和1H中的那些。
在一些其它实施例中，可转换核裂变燃料材料16和/或中子吸收毒物22的浓度可以沿着非连续梯度变化。例如，可转换核裂变燃料材料16和/或中子吸收毒物22的浓度可以作为如图1H-1L所示的非均匀分布的结果沿着非连续梯度变化。在这样的情况下，中子吸收毒物22的浓度可以因中子吸收毒物22被配备在离散单元上（与均匀分布相反）而沿着非连续梯度变化。此外，在这样的情况下，可转换核裂变燃料材料16的浓度可以因可转换核裂变燃料材料16被配备在相互被中子吸收毒物22的离散单元隔开的离散单元上而沿着非连续梯度变化。
在一些实施例中，可转换核裂变燃料材料16和中子吸收毒物22在空间上可以是相对固定的。也就是说，在这样的装置中，可转换核裂变燃料材料16和中子吸收毒物22在物理上不能相对移动。但是，在一些其它实施例中，可转换核裂变燃料材料16和中子吸收毒物22在空间上可相对移动。通过非限制性例子给出，以及短暂参照图1H-1L和10-1P，可以可滑动地将非限制性地像盘25那样，中子吸收毒物22的任何一个或多个离散单元安放在反应性控制棒12中，并且如果需要的话，可以通过像控制棒驱动机构（未示出）等那样的适当机构移入反应性控制棒12中和从反应性控制棒12移出。
传感器18可以以所需的任何适当物理联系在物理上与反应性控制棒12相联系。例如，现在参照图1A-1P以及图1Q，在一些实施例中，物理联系可以包括传感器18处在反应性控制棒12的内部46内。例如，传感器18可以经由任何适当附着方法处在反应性控制棒12的包壳壁50的内表面48上。举进一步的例子来说，以及现在参照图1A-1P以及图1R，在一些其它实施例中，物理联系可以包括传感器18处在反应性控制棒12的外部52附近。例如，传感器18可以经由任何适当附着方法处在包壳壁50的外表面54上。
可以利用传感器18感测与反应性控制棒12相联系的各种反应性参数的任何一个或多个。通过非限制性例子给出，感测的反应性参数可以包括像中子注量、中子通量、中子裂变、裂变产物、放射性衰变事件、温度、压强、功率、同位素浓度、燃耗、和/或中子谱那样的任何一个或多个参数。
传感器18可以包括配置成感测希望感测的反应性参数的任何适当传感器。通过非限制性例子给出，在一些实施例中，传感器18可以包括非限制性地像袖珍裂变检测器那样的至少一个检测器。在一些其它实施例中，传感器18可以包括非限制性地像裂变室和/或裂变离子室那样的中子通量监视器。在一些实施例中，传感器18可以包括非限制性地像积分金刚石传感器那样的中子注量传感器。在一些实施例中，传感器18可以包括非限制性地像气体检测器、β检测器、和/或γ检测器那样的裂变产物检测器。在一些实施例中，当配备时，可以将裂变产物检测器配置成测量裂变产物气体中同位素类型的比率。在一些实施例中，传感器18可以包括温度传感器。在一些其它实施例中，传感器18可以包括压强传感器。在一个实施例中，传感器18可以包括非限制性地像功率范围核仪器那样的功率传感器。在一些实施例中，如果需要的话，传感器18是可替换的。
在一些应用中，可能希望缓解反应性控制棒12内像裂变产物气体那样的裂变产物施加的内部压强的影响。在这样的情况下，以及现在参照图1S，在一些实施例中，反应性控制棒12可以限定配置成累积裂变产物的至少一个腔室56。例如，当配备时，腔室56可以包括空腔58。在一些实施例中，空腔58可以与可转换核裂变燃料材料16相隔裂变诱发中子的至少一个平均自由程λT。在一些实施例中，可以配备像止回阀，例如，球形止回阀等那样的防回流设备60，以便有助于防止从反应性控制棒12中除气的裂变产物气体重新进入反应性控制棒12中。
现在参照图1T，在一些实施例中，可以配备配置成校准传感器18的校准设备62。应该懂得，当配备时，校准设备62适当地是传感器18感测的上述反应性参数的特性或属性已知的校准源。
现在参照图1U，在一些实施例中，如66总体指示，至少一个通信设备64可以可操作地与传感器18耦合。通信设备18适当地是如68总体指示与适当通信接收设备（未示出）信号通信的可以可操作地与传感器18耦合的任何可接受设备。通过非限制性例子给出，通信设备64可以包括电缆、光纤缆线、遥测发送器、射频发送器、光发送器等。
例示性反应性控制系统
现在参照图2A，例示性反应性控制系统210是为具有快中子谱的核裂变反应堆（未示出）提供的。通过概述给出，反应性控制系统210包括反应性控制棒212。反应性控制棒212包括配置成吸收快谱中子的中子吸收材料214。中子吸收材料214的至少一部分包括可转换核裂变燃料材料216。致动器217响应于至少一个反应性参数，以及如219总体指示，可操作地与反应性控制棒212耦合。例示性细节将在下面通过非限制性例子展示。
致动器217可以对特定应用所需的各种反应性参数的任何一个或多个敏感。在一些实施例中，反应性参数可以包括核裂变反应堆的任何一个或多个反应性参数。在一些其它实施例中，反应性参数可以包括反应性控制棒212的任何一个或多个反应性参数。通过非限制性例子给出，反应性参数可以包括像中子注量、中子通量、中子裂变、裂变产物、放射性衰变事件、温度、压强、功率、同位素浓度、燃耗、和中子谱那样的任何一个或多个参数。
如上所述，核裂变反应堆（未示出）具有中子谱。在一些实施例中，核裂变反应堆可以包括行波反应堆，在该情况下快谱中子可以是核裂变行波的一部分。在一些其它实施例中，核裂变反应堆可以包括像液态金属快中子增殖反应堆或气冷快中子增殖反应堆等那样的快中子增殖反应堆。
在一些其它实施例中，可以将中子吸收材料214配置成降低中子的慢化。例如，中子吸收材料14可以具有可以有助于减少快谱中子的减缓量的适当大小原子质量。这样，可以在中子谱从快中子谱到像超热中子谱或热中子谱那样，中子能级小于约0.1MeV的中子谱的软化中加以减少。应该懂得，通过非限制性例子给出，非限制性地像铀和钍那样的锕系元素具有有助于降低中子的慢化的足够大原子质量。
包括在中子吸收材料214中的可转换核裂变燃料材料216可以包括特定应用所需的任何类型可转换核裂变燃料材料。例如，在一些实施例中，可转换核裂变燃料材料216可以包括像238U那样的铀。在一些其它实施例中，可转换核裂变燃料材料216可以包括像232Th那样的钍。可转换核裂变燃料材料216可以非限制性地像粉末形式、像小珠或小块那样的离散颗粒形式、或所需的任何其它形式那样，以所需的任何适当形式提供。
在一些应用中，可以希望将快中子谱内的中子谱软化成仍然在快中子谱内的较软中子谱—即，至少约0.1MeV的中子谱。例如，在这样的应用中，可以希望软化中子谱以减少辐射损伤。为此，以及现在参照图2B-2G，在一些实施例中，除了可转换核裂变燃料材料216之外，反应性控制棒212还可以包括中子慢化材料220。中子慢化材料220可以包括特定应用所需的任何适当中子慢化材料。通过非限制性例子给出，中子慢化材料220可以包括氢、氘、氦、锂、硼、碳、石墨、钠、铅等的任何一种或多种。
当提供中子慢化材料220时，可以使中子慢化材料220以特定应用所需的任何方式分布在反应性控制棒212内。例如，以及例示性地而非限制地如图2B-2F所示，在一些实施例中，中子慢化材料220可以充分非均匀地分布在反应性控制棒212内。通过非限制性例子给出，中子慢化材料220可以非均匀地分布在盘221中（图2B和2C）。盘221可以与反应性控制棒212的轴取向充分同轴（如图2B所示）或与反应性控制棒212的轴取向充分垂直（如图2C所示）地取向。通过进一步的非限制性例子给出，中子慢化材料220可以靠近反应性控制棒212的两端（如图2D所示）或靠近反应性控制棒212的中间（如图2E所示）地非均匀分布。通过进一步的非限制性例子给出，中子慢化材料220可以作为棒跟随件223提供（如图2F）。应该懂得，如果需要的话，可以使用任何非均匀分布。这并不是打算通过例示暗示着也不应该推测任何特定非均匀分布。在一些其它实施例中，以及如图2G所示，中子慢化材料220可以充分均匀地分布在反应性控制棒212内。
现在参照图2H-2M，在一些实施例中，除了可转换核裂变燃料材料216之外，中子吸收材料214还可以包括中子吸收毒物222。中子吸收毒物222可以包括所需的任何适当中子吸收毒物。例如，以及通过非限制性例子给出，中子吸收毒物222可以包括银、铟、镉、钆、铪、锂、3He（氦）、裂变产物、镤、镎、硼等的一种或多种。中子吸收毒物222可以非限制性地像粉末形式、像小珠或小块那样的离散颗粒形式、或所需的任何其它形式那样，以所需的任何适当形式提供。
当提供中子吸收毒物222时，可以使中子吸收毒物222以特定应用所需的任何方式分布在反应性控制棒212内。例如，以及例示性地而非限制地如图2H-2L所示，在一些实施例中，中子吸收毒物222可以充分非均匀地分布在反应性控制棒212内。通过非限制性例子给出，中子吸收毒物222可以非均匀地分布在盘225中（图2H和2I）。盘225可以与反应性控制棒212的轴取向充分同轴（如图2H所示）或与反应性控制棒212的轴取向充分垂直（如图2I所示）地取向。通过进一步的非限制性例子给出，中子吸收毒物222可以靠近反应性控制棒212的两端（如图2J所示）或靠近反应性控制棒2K的中间（如图2K所示）地非均匀分布。通过进一步的非限制性例子给出，中子吸收毒物222可以作为棒跟随件227提供（如图2L）。应该懂得，如果需要的话，可以使用任何非均匀分布。这并不是打算通过例示暗示着也不应该推测任何特定非均匀分布。在一些其它实施例中，以及如图2M所示，中子吸收毒物222可以充分均匀地分布在反应性控制棒212内。
在一些实施例中，以及现在参照图2H-2P，可以使可转换核裂变燃料材料216可达到的对反应性的影响与中子吸收毒物222可达到的对反应性的影响均衡。例如，这样的均衡可能是缓解局部通量峰化所需的。应该懂得，这样的均衡可能与可转换核裂变燃料材料216非均匀地还是均匀地分布以及中子吸收毒物222非均匀地（图2H-2L和图2O-2P）还是均匀地（图2M）分布无关地受到影响。
在一些其它实施例中，以及仍然参照图2H-2P，可以按照特定应用所需局部调适可转换核裂变燃料材料216的反应性影响和中子吸收毒物222的反应性影响。例如，在一些实施例中，以及一般性地如图2N所示，反应性控制棒212具有区域224和区域226。应该懂得，区域224和226可以处在反应性控制棒212内的任何所需地方。在只是为了例示目的而提供的附图中，并不是通过外观暗示着也不应该推测什么限制。在区域224中具有中子吸收毒物222的浓度228以及在区域226中具有中子吸收毒物222的浓度230。在区域224中具有可转换核裂变燃料材料216的浓度232以及在区域226中具有可转换核裂变燃料材料216的浓度234。应该懂得，如果需要的话，可以根据体积、面积或长度来确定浓度。
应该懂得，可以按照特定应用所需局部调适中子吸收毒物222的浓度228和230的反应性影响和可转换核裂变燃料材料216的浓度232和234的反应性影响。例如，在一些实施例中，以及如图2H-2P所示，可以使中子吸收毒物222的浓度230的反应性影响与可转换核裂变燃料材料216的浓度232的反应性影响充分均衡。在一些其它实施例中，以及也如图2H-2P所示，可以使中子吸收毒物222的浓度228的反应性影响与可转换核裂变燃料材料216的浓度234的反应性影响充分均衡。
在一些其它实施例中，以及如图2H-2P所示，可以使中子吸收毒物222的浓度230的反应性影响不同于可转换核裂变燃料材料216的浓度232的反应性影响。在一些其它实施例中，可以使中子吸收毒物222的浓度228的反应性影响不同于可转换核裂变燃料材料216的浓度234的反应性影响。
如果需要的话，可以实现其它反应性影响。例如，以及如图2H-2P所示，在一些实施例中，可以使中子吸收毒物222的浓度228和可转换核裂变燃料材料216的浓度232的反应性影响总和与中子吸收毒物222的浓度230和可转换核裂变燃料材料216的浓度234的反应性影响总和充分均衡。在一些其它实施例中，使反应性影响在区域224与区域226之间充分恒定。
如果需要的话，使可转换核裂变燃料材料216和/或中子吸收毒物222的浓度可以变化。例如，以及如图2O和2P所示，可转换核裂变燃料材料216和/或中子吸收毒物222的浓度可以沿着连续梯度变化。通过非限制性例子给出，如图2O所示，可以将可转换核裂变燃料材料216和中子吸收毒物222分别配备在沿着它们的斜边240相互邻接的楔块236和238中。通过另一个非限制性例子给出，如图2P所示，可以将可转换核裂变燃料材料216和中子吸收毒物222分别配备在配对平截圆锥部分242和244中。应该懂得，可转换核裂变燃料材料216和中子吸收毒物222可以配备在它们的浓度沿着连续梯度变化的其它适当装置中，这些装置不局限于例示性地而非限制性地显示在图2G和2H中的那些。
在一些其它实施例中，可转换核裂变燃料材料216和/或中子吸收毒物222的浓度可以沿着非连续梯度变化。例如，可转换核裂变燃料材料216和/或中子吸收毒物222的浓度可以作为如图2H-2L所示的非均匀分布的结果沿着非连续梯度变化。在这样的情况下，中子吸收毒物222的浓度可以因中子吸收毒物222被配备在离散单元上（与均匀分布相反）而沿着非连续梯度变化。此外，在这样的情况下，可转换核裂变燃料材料216的浓度可以因可转换核裂变燃料材料216被配备在相互被中子吸收毒物222的离散单元隔开的离散单元上而沿着非连续梯度变化。
在一些实施例中，可转换核裂变燃料材料216和中子吸收毒物222在空间上可以是相对固定的。也就是说，在这样的装置中，可转换核裂变燃料材料216和中子吸收毒物222在物理上不能相对移动。但是，在一些其它实施例中，可转换核裂变燃料材料216和中子吸收毒物222在空间上可相对移动。通过非限制性例子给出，以及短暂参照图2H-2L和2O-2P，可以可滑动地将非限制性地像盘225那样，中子吸收毒物222的任何一个或多个离散单元安放在反应性控制棒212中，并且如果需要的话，可以通过像控制棒驱动机构（未示出）等那样的适当机构移入反应性控制棒212中和从反应性控制棒212移出。
现在参照图2Q，在一些实施例中，反应性控制棒212可以限定配置成累积裂变产物的至少一个腔室256。例如，当配备时，腔室256可以包括空腔258。在一些实施例中，空腔258可以与可转换核裂变燃料材料216相隔裂变诱发中子的至少一个平均自由程λT。在一些实施例中，可以配备像止回阀，例如，球形止回阀等那样的防回流设备260，以便有助于防止从反应性控制棒212中除气的裂变产物气体重新进入反应性控制棒12中。
如上所述，致动器217响应于至少一个反应性参数。在一些实施例中，反应性控制系统210可以包括配置成确定反应性参数的装置。通过非限制性例子给出，以及现在参照图2R-2AL，该装置可以包括至少一个传感器218。
如图2R-2AL所示，在一些实施例中，传感器218可以在物理上与反应性控制棒212相联系。通过非限制性例子给出，在图2R-2AH中，传感器218可以在物理上与参考图2A-2Q所示和所述的反应性控制棒212的实施例相联系。在这样的情况下，已经参考2A-2Q展示了有关反应性控制棒212的实施例的细节，无需为了理解而重复这些细节。
在这样的实施例中，传感器218可以以所需的任何适当物理联系在物理上与反应性控制棒212相联系。例如，以及参照图2AI，在一些实施例中，物理联系可以包括传感器218处在反应性控制棒212的内部246内。例如，传感器218可以经由任何适当附着方法处在反应性控制棒212的包壳壁250的内表面248上。举进一步的例子来说，以及现在参照图2AJ，在一些其它实施例中，物理联系可以包括传感器218处在反应性控制棒212的外部252附近。例如，传感器218可以经由任何适当附着方法处在包壳壁250的外表面254上。
应该懂得，传感器218无需在物理上与反应性控制棒212相联系。为此，在一些实施例中，传感器218不在物理上与反应性控制棒212相联系。例如，传感器218可以处在与反应性控制棒212分开但允许传感器218感测希望感测的反应性参数的位置中。通过非限制性例子给出，传感器218可以处在与反应性控制棒212分开但不超过裂变诱发中子的一个平均自由程λT的位置上。
可以利用传感器218感测与反应性控制棒212相联系的各种反应性参数的任何一个或多个。通过非限制性例子给出，感测的反应性参数可以包括像中子注量、中子通量、中子裂变、裂变产物、放射性衰变事件、温度、压强、功率、同位素浓度、燃耗、和/或中子谱那样的任何一个或多个参数。
传感器218可以包括配置成感测希望感测的反应性参数的任何适当传感器。通过非限制性例子给出，在一些实施例中，传感器218可以包括非限制性地像袖珍裂变检测器那样的至少一个检测器。在一些其它实施例中，传感器218可以包括非限制性地像裂变室和/或裂变离子室那样的中子通量监视器。在一些实施例中，传感器218可以包括非限制性地像积分金刚石传感器那样的中子注量传感器。在一些实施例中，传感器218可以包括非限制性地像气体检测器、β检测器、和/或γ检测器那样的裂变产物检测器。在一些实施例中，当配备时，可以将裂变产物检测器配置成测量裂变产物气体中同位素类型的比率。在一些实施例中，传感器218可以包括温度传感器。在一些其它实施例中，传感器218可以包括压强传感器。在一个实施例中，传感器218可以包括非限制性地像功率范围核仪器那样的功率传感器。在一些实施例中，如果需要的话，传感器218是可替换的。
在一些其它实施例中，可以无需传感器感测地确定反应性参数。通过非限制性例子给出，在一些实施例中，该装置可以包括配置成确定至少一个反应性参数（上面已经讨论过）的电路（未示出）。反应性参数可以以任何适当方式确定。通过非限制性例子给出，反应性参数可以通过将像温度、压强、功率水平、堆芯寿命（如用有效满功率小时数度量）等那样的运行参数用作输入变元从查找表中检索。通过另一个非限制性例子给出，反应性参数可以像通过在适当计算机上运行适当核子模拟软件那样模拟。通过例示给出，适当核子模拟软件包括MCNP、CINDER、REBUS等。在进一步的非限制性例子中，反应性参数可以由反应堆操作人员或本领域的普通技术人员根据现有知识或经验确定。
一般说来，本领域的普通技术人员应该认识到，本文所述的各个方面（包括配置成确定至少一个反应性参数的电路）可以通过可以视作由各种类型的“电路”组成的多种多样硬件、软件、固件和/或它们的任何组合体单独和/或集体实现。因此，如本文所使用，“电路”包括但不限于含有至少一个分立电路的电路、含有至少一个集成电路的电路、含有至少一个专用集成电路的电路、形成由计算机程序构成的通用计算设备（例如，由至少部分实现本文所述的过程和/或设备的计算机程序构成的通用计算机、或由至少部分实现本文所述的过程和/或设备的计算机程序构成的微处理器）的电路、形成存储设备（例如，随机访问存储器的形式）的电路、和/或形成通信设备（例如，调制解调器、通信交换机、或光电转换装备）的电路。本领域的普通技术人员应该认识到，本文所述的主题可以以模拟或数字的方式或它们的某种组合来实现。
参照图2AK，在一些实施例中，可以配备配置成校准传感器218的校准设备262。应该懂得，当配备时，校准设备262适当地是传感器218感测的上述反应性参数的特性或属性已知的校准源。
参照图2AL，在一些实施例中，如266总体指示，至少一个通信设备264可以可操作地与传感器218耦合。通信设备218适当地是如268总体指示与适当通信接收设备（未示出）信号通信的可以可操作地与传感器218耦合的任何可接受设备。通过非限制性例子给出，通信设备264可以包括电缆、光纤缆线、遥测发送器、射频发送器、光发送器等。
现在参照图2A-2AL，如219总体指示，反应性控制棒212以所需的任何适当方式可操作地与致动器217耦合。例如，在一些实施例中，反应性控制棒212可以电磁地与致动器217耦合。在一些其它实施例中，反应性控制棒212可以机械地与致动器217链接。
参照图2AM，在一些实施例中，反应性控制系统210可以包括配置成生成棒控制信号272的致动器控制器270。在这样的实施例中，致动器217被配置成响应棒控制信号272移动可操作地与之耦合的反应性控制棒217（如219总体指示）。
致动器控制器270生成棒控制信号272，并且以与致动器217信号通信的方式传送棒控制信号272。参照图2AN，在一些实施例中，在一些实施例中，通信设备274被配置成将棒控制信号272从致动器控制器270通信到致动器217。通信设备274适当地是与致动器217信号通信的可以可操作地与致动器控制器270耦合的任何可接受设备。通过非限制性例子给出，通信设备274可以包括电缆、光纤缆线、遥测发送器、射频发送器、光发送器等。
致动器控制器270可以以所需的任何适当方式生成棒控制信号272。例如，以及参照图2AO，在一些实施例中，致动器控制器270可以包括操作人员界面276。通过非限制性例子给出，在一些实施例中，操作人员界面276可以包括粗调开关。
参照图2AP，在一些其它实施例中，致动器控制器270可以包括配置成根据至少一个反应性参数（上面已经讨论过）自动生成棒控制信号272的电路278。
现在参照图2A-2AP，致动器217可以是特定应用所需的任何适当致动器。通过非限制性例子给出，在一些实施例中，致动器217可以包括反应性控制棒驱动机构。在一些实施例中，致动器217可以被配置成双向驱动反应性控制棒212。也就是说，当反应性控制棒2212被配备成用在核裂变反应堆中时，如果需要的话，可以将反应性控制棒212驱入/驱出核裂变反应堆的堆芯。在一些其它实施例中，致动器217可以进一步被配置成在第一停止位置与第二停止位置之间的至少一个中间位置上停止驱动反应性控制棒217。
例示核裂变行波反应堆
现在参照图3，在一些实施例中，具有快中子谱的例示性核裂变行波反应堆300可以包括反应性控制系统210（图2A-2AP）的任何例示性实施例。
通过非限制性例子给出，核裂变行波反应堆300包括例示性核裂变反应堆堆芯331。核裂变反应堆堆芯331包括配置成在其中传播具有快中子谱的核裂变行波的适当核裂变燃料材料333。
如上所述，反应性控制棒210包括反应性控制棒212。每根反应性控制棒212包括配置成吸收核裂变行波的快谱中子的中子吸收材料。中子吸收材料的至少一部分包括可转换核裂变燃料材料。反应性控制系统210还包括致动器217。每个致动器217响应于至少一个反应性参数，以及如219总体指示，可操作地与至少一根反应性控制棒217耦合。
在一些实施例中，反应性参数可以包括核裂变行波反应堆的至少一个反应性参数。但是，在一些其它实施例中，以及如上面所讨论，反应性参数可以包括至少一根反应性控制棒212的至少一个反应性参数。在各种实施例中，反应性参数可以包括像中子注量、中子通量、中子裂变、裂变产物、放射性衰变事件、温度、压强、功率、同位素浓度、燃耗、和/或中子谱那样的一个或多个反应性参数。
应该懂得，包括在核裂变行波反应堆300中的反应性控制系统210可以以如上所讨论的任何所需方式具体化。例如，反应性控制系统及其任何部件可以非限制性地如上面参照图2A-2A0的任何一个或多个所讨论的那样具体化。因为上面已经详细讨论了反应性控制系统210的实施例，所以为了简洁起见，无需为了理解而重复这些细节。
下面展示核裂变行波反应堆300的实施例的例示性细节。应该懂得，核裂变行波反应堆300是下面为了例示的目的而非限制的目的展示的非限制性例子。
核裂变反应堆堆芯333存放在例示性反应堆堆芯外壳335内，反应堆堆芯外壳335起保持冷却剂垂直流过堆芯的作用。在一些实施例中，反应堆堆芯外壳335还起辐射屏障的作用，以防止像热交换器等那样的池内部件受到中子轰击。反应性控制棒212纵向延伸到核裂变反应堆堆芯331中，以便如上所讨论控制发生在其中的裂变过程。
将核裂变反应堆堆芯331布置在例示性反应堆容器337内。在一些实施例中，反应堆容器337充有适当数量（像90%等那样）的一池冷却剂339，譬如，像钠、钾、锂、铅、它们的混合物等那样的液态金属、或像铅-铋那样的液态金属合金，该池冷却剂339充到使核裂变反应堆堆芯333浸没在该池冷却剂中的程度。适当地，在本文设想的例示性实施例中，冷却剂是液态钠（Na）金属或像钠-钾（Na-K）那样的钠金属混合物。另外，在一些实施例中，安全壳341密封地包围核裂变行波反应堆300的一些部分。
在一些实施例中，将一次冷却管道343与核裂变反应堆堆芯331耦合，使适当冷却剂沿着冷却剂流线或流径345流过核裂变反应堆堆芯331，以便冷却核裂变反应堆堆芯331。在各种实施例中，一次冷却管道343可以由非限制性地像不锈钢那样的材料制成，或由有色金属合金、锆基合金或其它适当结构材料或复合物制成。
在一些实施例中，核裂变反应堆堆芯331形成的带热冷却剂沿着冷却剂流径345流到也浸没在该池冷却剂339中的中间热交换器347。中间热交换器347可以由非限制性地像不锈钢那样，足以抵抗冷该池却剂339中非限制性地像液态钠那样的冷却剂的热和腐蚀影响的任何适当材料制成。沿着冷却剂流径345流动的冷却剂流过中间热交换器347并继续流过一次冷却管道343。应该懂得，离开中间热交换器347的冷却剂因发生在中间热交换器347中的热传递而已经冷却。在一些实施例中，如果需要的话可以是机电泵或电磁泵的泵349与一次冷却管道343耦合。在这样的实施例中，泵349与一次冷却管道343传送的冷却剂流体连通。泵349抽运冷却剂使其通过一次冷却管道343，通过核裂变反应堆堆芯331，沿着冷却剂流径345进入中间热交换器347中。
二次冷却管道351是为了从中间热交换器347中除热而配备的。二次冷却管道351包括二次热支路管段353和二次冷支路管段355。二次热支路管段353和二次冷支路管段355整体与中间热交换器347连接。二次冷却管道351包含作为像上述冷却剂选项的任何一种那样的流体的二次冷却剂。
二次热支路管段353从中间热交换器347延伸到蒸汽发生器357。在一些实施例中，如果需要的话，蒸汽发生器357可以包括过热器。在通过蒸汽发生器357之后，流过二次冷却管道351和从蒸汽发生器357出来的二次冷却剂因发生在蒸汽发生器357内的热传递而处在进入蒸汽发生器357之前低的温度和焓上。在通过蒸汽发生器359之后，像通过可以是机电泵或电磁泵等的泵359那样，沿着延伸到提供上述热传递的中间热交换器347的二次冷支路管段355抽运二次冷却剂。
布置在蒸汽发生器357中的是具有预定温度的水体361。流过二次热支路管段353的二次冷却剂通过传导和对流将它的热量传递给处在比流过二次热支路管段353的二次冷却剂低的温度上的水体361。随着流过二次热支路管段353的二次冷却剂将它的热量传递给水体361，一部分水体361将按照蒸汽发生器357内的预定温度蒸发成蒸汽363。然后，蒸汽363通过蒸汽管365行进。蒸汽管365的一端与蒸汽365蒸气连通，而蒸汽管365的另一端与水体361液体连通。
可旋转涡轮机367与蒸汽管365耦合，以便涡轮机367随着蒸汽365从中通过而旋转。发电机369通过可旋转涡轮机主轴371与涡轮机260耦合。发电机369随着涡轮机367旋转而发电。
冷凝器373与蒸汽管365耦合，接收通过涡轮机367的蒸汽。冷凝器373使蒸汽363凝结成液态水，并且经由再循环流体路径375和像机电泵那样的冷凝泵将任何废热传递给像冷却塔那样，与冷凝器373相联系的散热器379。冷凝器373凝结的给水由给水泵383沿着给水线381从冷凝器373抽运到蒸汽发生器357，给水泵383可以是插在冷凝器373与蒸汽发生器357之间的机电泵。
核裂变反应堆堆芯331的实施例可以包括如接纳反应性控制系统210所需的任何适当配置。关于这一点，在一些实施例中，核裂变反应堆堆芯331可以做成充分圆柱体形状以获得充分圆形横截面。在一些其它实施例中，核裂变反应堆堆芯331可以做成充分六边形形状以获得充分六边形横截面。在其它实施例中，核裂变反应堆堆芯331可以做成充分平行六面体形状以获得充分长方形横截面。
与为核裂变反应堆堆芯331所选的配置或形状无关，核裂变反应堆堆芯331起行波核裂变反应堆堆芯的作用。例如，使包括非限制性地像U-233、U-235或Pu-239那样的可裂变核材料的浓缩同位素的核裂变点火器（为了清晰起见，未示出）适当地处在核裂变反应堆堆芯331中。点火器释放出中子。点火器释放的中子被核裂变燃料材料333内的可裂变和/或可转换材料捕获，引发核裂变链式反应。如果需要的话，一旦链式反应变成自持的，就可以拆除点火器。
点火器引发三维行波或“燃烧波”。当点火器生成中子引起“点火”时，燃烧波从点火器向外行进，以便形成行进或传播燃烧波。燃烧行波的速度可以是恒定的或不恒定的。因此，可以控制燃烧波传播的速度。例如，以预定或编程方式纵向移动反应性控制棒210可以向下驱动或降低透气式核裂变燃料模块30的中子反应性。这样，相对于燃烧波前面的“未燃烧”核燃料的中子反应性，向下驱动或降低处在燃烧波后面或在爆燃波的地点上当前正在燃烧的核燃料的中子反应性。以这种方式控制反应性使受到像容许裂变产物产生数量和/或反应堆结构材料的中子注量限制那样，核裂变反应堆堆芯331的运行约束支配的燃烧波的传播速率达到最大。
在如下文献中更详细地公开了这样行波核裂变反应堆的基本原理：2006年11月28日提交、发明人为RODERICK A.HYDE、MURIEL Y.ISHIKAWA、NATHAN P.MYHRVOLD、和LOWELL L.WOOD,JR.、和发明名称为“AUTOMATED NUCLEAR POWER REACTOR FOR LONG-TERMOPERATION（长期运行的自动核动力反应堆）”的美国专利申请第11/605,943号；2006年11月28日提交、发明人为RODERICK A.HYDE、MURIEL Y.ISHIKAWA、NATHAN P.MYHRVOLD、和LOWELL L.WOOD,JR.、和发明名称为“METHOD AND SYSTEM FOR PROVIDING FUEL IN A NUCLEARREACTOR（在核反应堆中提供燃料的方法和系统）”的美国专利申请第11/605,848号；以及2006年11月28日提交、发明人为RODERICKA.HYDE、MURIEL Y.ISHIKAWA、NATHAN P.MYHRVOLD、和LOWELL L.WOOD,JR.、和发明名称为“CONTROLLABLE LONG TERM OPERATION OF ANUCLEAR REACTOR（核反应堆的可控长期运行）”的美国专利申请第11/605,933号，特此通过引用将它们的整个内容全文并入本文中。
应该懂得，上述的核裂变行波反应堆300的实施例只是为了例示的目的而非限制的目的作为非限制性例子展示的。在一些其它实施例中，核裂变行波反应堆300可以是包括像氦等那样的适当气体冷却剂的气冷快中子核裂变行波反应堆。在这样的实施例中，可以通过气体冷却剂驱动气体驱动涡轮发电机。
例示性方法、系统和计算机软件程序产品
下文是描绘过程实现的一系列流程图。为了易于理解起见，将流程图组织成初始流程图展示从整个“大局”观出发的实现，此后，将“大局”流程图的可替代实现和/或扩展展示成建立在一个或多个较早展示流程图上的分步骤或附加步骤。本领域的普通技术人员应该懂得，本文使用的展示风格（例如，从展示全景的流程图的展示开始，此后在随后流程图中提供附加细节和/或进一步细节）一般说来便于迅速和容易地理解各种过程实现。另外，本领域的普通技术人员应该进一步懂得，本文使用的展示风格也十分适用于模块和/或面向对象设计范式。此外，尽管各种操作流程以所例示的顺序展示，但应该明白，各种操作可以以除了所例示的那些之外的其它次序执行，或可以同时执行。
现在参照图4A，方法400是为控制具有快中子谱的核裂变反应堆中的反应性而提供的。方法400从方块402开始。在方块404中，确定具有快中子谱的核裂变反应堆的所选部分内的希望的反应性参数。在方块406中，响应希望的反应性参数，调整含有快谱中子吸收材料的至少一根反应性控制棒，该快谱中子吸收材料的至少一部分包括可转换核裂变燃料材料。在方块408中结束该方法400。
应该懂得，方法400可以针对具有快中子谱的任何核裂变反应堆来执行。在一些实施例中，方法400可以针对核裂变行波反应堆来执行，在该情况下快谱中子可以是核裂变行波的一部分。在一些其它实施例中，方法400可以针对像液态金属快中子增殖反应堆、气冷快中子增殖反应堆等那样的任何适当快中子增殖反应堆来执行。因此，不打算也不应该推测局限于任何特定类型的具有快中子谱的核裂变反应堆。
例示性细节将在下面通过非限制性例子展示。
在各种实施例中，可以按所需针对核裂变反应堆的任何部分确定希望的反应性参数。例如，以及参照图4B，在一些实施例中，在方块404中确定具有快中子谱的核裂变反应堆的所选部分内的希望的反应性参数可以包括在方块410中确定可转换核裂变燃料材料的至少一个希望的反应性参数。在一些其它实施例中，以及参照图4C，在方块404中确定具有快中子谱的核裂变反应堆的所选部分内的希望的反应性参数可以包括在方块412中确定至少一根反应性控制棒的至少一个希望的反应性参数。在一些其它实施例中，以及参照图4D，在方块404中确定具有快中子谱的核裂变反应堆的所选部分内的希望的反应性参数可以包括在方块414中确定核裂变反应堆的至少一个希望的反应性参数。
在一些实施例中，可以响应希望的反应性参数与反应性参数的确定之间的差异调整反应性控制棒。例如，以及参照图4A和4E，在一些实施例中，在方块416中，可以确定至少一个所确定反应性参数。另外参照图4F，在一些实施例中，在方块418中，可以确定希望的反应性参数与至少一个所确定反应性参数之间的差异。另外参照图4G，在一些实施例中，在方块406中响应希望的反应性参数，调整含有快谱中子吸收材料的至少一根反应性控制棒，该中子吸收材料的至少一部分包括可转换核裂变燃料材料可以包括在方块420中响应希望的反应性参数与至少一个所确定反应性参数之间的差异，调整含有快谱中子吸收材料的至少一根反应性控制棒，该中子吸收材料的至少一部分包括可转换核裂变燃料材料。
所确定反应性参数可以以所需的任何适当方式确定。例如，以及现在参照图4E和4H，在一些实施例中，在方块416中确定至少一个所确定反应性参数可以包括在方块422中预测至少一个反应性参数。参照图4E和4I，在一些实施例中，在方块416中确定至少一个所确定反应性参数可以包括在方块424中模拟至少一个反应性参数。参照图4E和4J，在一些实施例中，在方块416中确定至少一个所确定反应性参数可以包括在方块426中选择至少一个预定反应性参数。
参照图4E和4K，在一些其它实施例中，在方块416中确定至少一个所确定反应性参数可以包括在方块428中感测至少一个反应性参数。应该懂得，在方块428中可以以任何适当方式感测任何希望的反应性参数。
例如，以及参照图4K和4L，在一些实施例中，在方块428中感测至少一个反应性参数可以包括在方块430中感测至少一个反应性参数的随时间变化。感测随时间变化可以像通过不止一次地感测和记录或存储所感测反应性参数那样按所需进行。通过非限制性例子给出，至少一个反应性参数的随时间变化可以非限制性地包括反应性参数的变化率、反应性参数的累积、总裂变等。参照图4K和4M，在一些实施例中，在方块428中感测至少一个反应性参数可以包括在方块432中感测至少一个放射性衰变事件。参照图4K和4N，在一些实施例中，在方块428中感测至少一个反应性参数可以包括在方块434中检测裂变。参照图4K和4O，在一些实施例中，在方块428中感测至少一个反应性参数可以包括在方块436中监视中子通量。参照图4K和4P，在一些实施例中，在方块428中感测至少一个反应性参数可以包括在方块438中感测中子注量。参照图4K和4Q，在一些实施例中，在方块428中感测至少一个反应性参数可以包括在方块440中检测裂变产物。
参照图4K和4R，在一些实施例中，在方块428中感测至少一个反应性参数可以包括在方块442中感测温度。参照图4K和4S，在一些实施例中，在方块428中感测至少一个反应性参数可以包括在方块444中感测压强。参照图4K和4T，在一些实施例中，在方块428中感测至少一个反应性参数可以包括在方块446中感测功率水平。
现在参照图4A和4U，在一些其它实施例中，在方块406中响应希望的反应性参数，调整含有快谱中子吸收材料的至少一根反应性控制棒，该中子吸收材料的至少一部分包括可转换核裂变燃料材料可以包括在方块448中响应希望的反应性参数，在两个方向的至少一个方向移动含有快谱中子吸收材料的至少一根反应性控制棒，该中子吸收材料的至少一部分包括可转换核裂变燃料材料。在各种实施例中，这些方向可以包括核裂变反应堆中的轴向、核裂变反应堆中的径向、和/或核裂变反应堆中的横向。
现在参照图4A和4V，在一些实施例中，在方块428中感测至少一个反应性参数可以包括在方块450中感测与反应性控制棒的位置变化相联系的反应性差异。
现在参照图4A和4W，在一些实施例中，可以在方块452中校准配置成感测至少一个反应性参数的传感器。
现在参照图5A，方法500是为操作具有快中子谱的核裂变行波反应堆而提供的。方法500从方块502开始。在方块503中，使具有快中子谱的核裂变行波在核裂变行波反应堆堆芯中传播。在方块504中，确定核裂变行波反应堆的所选部分内的希望的反应性参数。在方块506中，响应希望的反应性参数，调整含有快谱中子吸收材料的至少一根反应性控制棒，该快谱中子吸收材料的至少一部分包括可转换核裂变燃料材料。在方块508中结束该方法500。
例示性细节将在下面通过非限制性例子展示。
现在参照图5A和5B，在一些实施例中，可以在方块509中在核裂变行波反应堆堆芯中引发具有快中子谱的核裂变行波。
在各种实施例中，可以按所需针对核裂变反应堆的任何部分确定希望的反应性参数。例如，以及参照图5C，在一些实施例中，在方块504中确定核裂变行波反应堆的所选部分内的希望的反应性参数可以包括在方块510中确定可转换核裂变燃料材料的至少一个希望的反应性参数。在一些其它实施例中，以及参照图5D，在方块504中确定核裂变行波反应堆的所选部分内的希望的反应性参数可以包括在方块512中确定至少一根反应性控制棒的至少一个希望的反应性参数。在一些其它实施例中，以及参照图5E，在方块504中确定核裂变行波反应堆的所选部分内的希望的反应性参数可以包括在方块514中确定核裂变行波反应堆的至少一个希望的反应性参数。
在一些实施例中，可以响应希望的反应性参数与反应性参数的确定之间的差异调整反应性控制棒。例如，以及参照图5A和5F，在一些实施例中，在方块516中，可以确定至少一个所确定反应性参数。另外参照图5G，在一些实施例中，在方块518中，可以确定希望的反应性参数与至少一个所确定反应性参数之间的差异。另外参照图5H，在一些实施例中，在方块506中响应希望的反应性参数，调整含有快谱中子吸收材料的至少一根反应性控制棒，该中子吸收材料的至少一部分包括可转换核裂变燃料材料可以包括在方块520中响应希望的反应性参数与至少一个所确定反应性参数之间的差异，调整含有快谱中子吸收材料的至少一根反应性控制棒，该中子吸收材料的至少一部分包括可转换核裂变燃料材料。
所确定反应性参数可以以所需的任何适当方式确定。例如，以及现在参照图5F和5I，在一些实施例中，在方块516中确定至少一个所确定反应性参数可以包括在方块522中预测至少一个反应性参数。参照图5F和5J，在一些实施例中，在方块516中确定至少一个所确定反应性参数可以包括在方块524中模拟至少一个反应性参数。参照图5F和5K，在一些实施例中，在方块516中确定至少一个所确定反应性参数可以包括在方块526中选择至少一个预定反应性参数。
参照图5F和5L，在一些其它实施例中，在方块516中确定至少一个所确定反应性参数可以包括在方块528中感测至少一个反应性参数。应该懂得，在方块528中可以以任何适当方式感测任何希望的反应性参数。
例如，以及参照图5L和5M，在一些实施例中，在方块528中感测至少一个反应性参数可以包括在方块530中感测至少一个反应性参数的随时间变化。感测随时间变化可以像通过不止一次地感测和记录或存储所感测反应性参数那样按所需进行。通过非限制性例子给出，至少一个反应性参数的随时间变化可以非限制性地包括反应性参数的变化率、反应性参数的累积、总裂变等。参照图5L和5N，在一些实施例中，在方块528中感测至少一个反应性参数可以包括在方块532中感测至少一个放射性衰变事件。参照图5L和5Q，在一些实施例中，在方块528中感测至少一个反应性参数可以包括在方块534中检测裂变。参照图5L和5P，在一些实施例中，在方块528中感测至少一个反应性参数可以包括在方块536中监视中子通量。参照图5L和5Q，在一些实施例中，在方块528中感测至少一个反应性参数可以包括在方块538中感测中子注量。参照图5L和5R，在一些实施例中，在方块528中感测至少一个反应性参数可以包括在方块540中检测裂变产物。
参照图5L和5S，在一些实施例中，在方块528中感测至少一个反应性参数可以包括在方块542中感测温度。参照图5L和5T，在一些实施例中，在方块528中感测至少一个反应性参数可以包括在方块544中感测压强。参照图5L和5U，在一些实施例中，在方块528中感测至少一个反应性参数可以包括在方块546中感测功率水平。
现在参照图5A和5V，在一些其它实施例中，在方块506中响应希望的反应性参数，调整含有快谱中子吸收材料的至少一根反应性控制棒，该中子吸收材料的至少一部分包括可转换核裂变燃料材料可以包括在方块548中响应希望的反应性参数，在两个方向的至少一个方向移动含有快谱中子吸收材料的至少一根反应性控制棒，该中子吸收材料的至少一部分包括可转换核裂变燃料材料。在各种实施例中，这些方向可以包括核裂变反应堆中的轴向、核裂变反应堆中的径向、和/或核裂变反应堆中的横向。
现在参照图5A和5W，在一些实施例中，在方块528中感测至少一个反应性参数可以包括在方块550中感测与反应性控制棒的位置变化相联系的反应性差异。
现在参照图5A和5X，在一些实施例中，可以在方块552中校准配置成感测至少一个反应性参数的传感器。
现在参照图6A，例示性系统610是为控制具有快中子谱的核裂变反应堆（未示出）中的反应性而提供的。系统610包括确定具有快中子谱的核裂变反应堆的所选部分内的希望的反应性参数的构件612。系统610还包括响应希望的反应性参数，调整含有快谱中子吸收材料的至少一根反应性控制棒（未示出）的构件614，该快谱中子吸收材料的至少一部分包括可转换核裂变燃料材料。
在各种实施例中，确定构件612可以包括适当电路。如上面所讨论，本文所述的各个方面（包括确定具有快中子谱的核裂变反应堆的所选部分内的希望的反应性参数的构件612）可以通过可以视作由各种类型的“电路”组成的多种多样硬件、软件、固件和/或它们的任何组合体单独和/或集体实现。因此，需要强调的是，如本文所使用，“电路”包括但不限于含有至少一个分立电路的电路、含有至少一个集成电路的电路、含有至少一个专用集成电路的电路、形成由计算机程序构成的通用计算设备（例如，由至少部分实现本文所述的过程和/或设备的计算机程序构成的通用计算机、或由至少部分实现本文所述的过程和/或设备的计算机程序构成的微处理器）的电路、形成存储设备（例如，随机访问存储器的形式）的电路、和/或形成通信设备（例如，调制解调器、通信交换机、或光电转换装备）的电路。本领域的普通技术人员应该认识到，本文所述的主题可以以模拟或数字的方式或它们的某种组合来实现。
在各种实施例中，调整构件614可以包括非限制性地像致动器那样的机电系统。通过非限制性例子给出，致动器的非限制性例子包括控制棒驱动机构。但是，应该懂得，一般说来，本文所述的各种实施例可以通过各种类型的机电系统单独和/或集体实现，该机电系统含有像硬件、软件、固件、或它们的几乎任何组合体那样的多种多样电部件；以及像刚体、弹性或扭转体、液压系统、电磁致动设备、或它们的几乎任何组合体那样，可以传递机械力或运动的多种多样部件。因此，如全文所使用，“机电系统”包括但不限于可操作地与换能器（例如，致动器、电机、压电晶体等）耦合的电路、含有至少一个分立电路的电路、含有至少一个集成电路的电路、含有至少一个专用集成电路的电路、形成由计算机程序构成的通用计算设备（例如，由至少部分实现本文所述的过程和/或设备的计算机程序构成的通用计算机、或由至少部分实现本文所述的过程和/或设备的计算机程序构成的微处理器）的电路、形成存储设备（例如，随机访问存储器的形式）的电路、形成通信设备（例如，调制解调器、通信交换机、光电转换装备等）的电路、和像光或其它类似物那样的任何非电类似物。本领域的普通技术人员还应该懂得，机电系统的例子包括但不限于各式各样的消费类电子系统，以及像机动运输系统、工厂自动化系统、安全系统、和通信/计算系统那样的其它系统。本领域的普通技术人员应该认识到，如本文所使用的机电系统未必局限于具有电致动和机械致动两者的系统，除非上下文另有说明。
在一些实施例中，快谱中子可以是核裂变行波的一部分。在这样的实施例中，核裂变反应堆可以包括核裂变行波反应堆。但是，应该懂得，在其它实施例中，快谱中子无需是核裂变行波的一部分。因此，在一些实施例中，核裂变反应堆可以包括具有快中子谱的任何适当核裂变反应堆。
参照图6B，在一些实施例中，确定希望的反应性参数的构件612可以包括确定可转换核裂变燃料材料的至少一个希望的反应性参数的构件616。在一些其它实施例中，以及参照图6C，确定希望的反应性参数的构件612可以包括确定至少一根反应性控制棒的至少一个希望的反应性参数的构件618。在一些其它实施例中，以及参照图6D，确定希望的反应性参数的构件612可以包括确定核裂变反应堆的至少一个希望的反应性参数的构件612。构件616，618和620可以包括如上所述的适当电路。
现在参照图6E，在一些实施例中，系统610还可以包括确定至少一个所确定反应性参数的部件622。在一些实施例中，构件622可以包括如上所述的适当电路。下面讨论构件622的一些其它实施例。
现在参照图6F，在一些实施例中，系统610还可以包括确定希望的反应性参数与至少一个所确定反应性参数之间的差异的构件624。构件624可以包括非限制性地像比较器那样的如上所述的适当电路。
另外参照图6G，在一些实施例中，调整构件614包括响应希望的反应性参数与至少一个所确定反应性参数之间的差异，调整含有快谱中子吸收材料的至少一根反应性控制棒的构件626，该中子吸收材料的至少一部分包括可转换核裂变燃料材料。构件626可以包括非限制性地像控制棒驱动机构那样的如上所述的任何适当机电系统。
在各种实施例中，确定构件622可以以特定应用所需的任何方式确定所确定反应性参数。例如，以及参照图6H，在一些实施例中，确定至少一个所确定反应性参数的构件622可以包括预测至少一个反应性参数的构件628。构件628可以包括如上所述的适当电路。通过非限制性例子给出，预定反应性参数可以通过将像温度、压强、功率水平、堆芯寿命（如用有效满功率小时数度量）等那样的运行参数用作输入变元从查找表中检索。
参照图6I，在一些其它实施例中，确定至少一个所确定反应性参数的构件622可以包括模拟至少一个反应性参数的构件630。构件630可以包括非限制性地像适当计算机那样的如上所述的适当电路。构件630还可以包括运行在电路上的适当核子模拟软件。通过例示给出，适当核子模拟软件包括MCNP、CINDER、REBUS等。
参照图6J，在一些实施例中，确定至少一个所确定反应性参数的构件622可以包括选择至少一个预定反应性参数的构件632。
参照图6K，在一些实施例中，确定至少一个所确定反应性参数的构件622可以包括感测至少一个反应性参数的构件634。在各种实施例中，如下面所讨论，感测构件634可以包括特定目的所需的各种传感器和检测器的任何一种或多种。
参照图6L，在一些实施例中，感测构件634可以包括感测至少一个反应性参数的随时间变化的构件636。感测随时间变化可以像通过不止一次地感测和记录或存储所感测反应性参数那样按所需进行。通过非限制性例子给出，至少一个反应性参数的随时间变化可以非限制性地包括反应性参数的变化率、反应性参数的累积、总裂变等。在各种实施例中，构件636可以包括像计算机存储媒体或计算机存储器等那样，配置成存储反应性参数随时间的数值的适当存储体。
参照图6M，在一些其它实施例中，感测构件634可以包括感测至少一个放射性衰变事件的构件638。通过非限制性例子给出，构件638可以包括按所需感测α，β和/或γ辐射的适当传感器或检测器的任何一种或多种。
回头参照图6K，在各种实施例中，感测构件634可以包括特定应用所需的任何适当传感器。通过非限制性例子给出以及非限制性地，在各种实施例中，感测构件634可以包括像至少一个裂变检测器、中子通量监视器、中子注量传感器、裂变产物检测器、温度传感器、压强传感器、和/或功率水平传感器那样的任何一种或多种传感器。
参照图6N，在一些实施例中，调整构件614可以包括响应希望的反应性参数，在两个方向的至少一个方向移动含有快谱中子吸收材料的至少一根反应性控制棒的构件640，该中子吸收材料的至少一部分包括可转换核裂变燃料材料。在一些实施例中，构件640可以包括像控制棒驱动机构和/或棒管理系统那样的致动器。在各种实施例中，这些方向可以包括核裂变反应堆中的轴向、核裂变反应堆中的径向、和/或核裂变反应堆中的横向的任何一种或多种。
参照图6O，在一些实施例中，感测构件634可以包括感测与反应性控制棒的位置变化相联系的反应性差异的构件642。在各种实施例中，构件642可以包括如上所述的电路。在一些实施例中，该电路可以实现适当比较器。
参照图6P，在一些实施例中，系统610还可以包括校准感测构件634的构件644。在各种实施例中，校准构件644适当地包括感测构件634感测的上面讨论的反应性参数的特性或属性已知的校准源。
现在参照图7A，方法700是为确定可控移动棒的应用而提供的。方法700从方块702开始。在方块704中，确定核裂变反应堆中的可控移动棒的至少一个反应性参数，该可控移动棒包括可转换核裂变燃料材料。在方块706中，确定从反应性控制棒和核裂变燃料棒中选择的可控移动棒的应用。在方块708中结束该方法700。
在各种实施例中，可以响应可控移动棒中的至少一个所确定反应性参数确定可控移动棒（从反应性控制棒和核裂变燃料棒中选择）的应用。下面描述通过例示而非限制给出的非限制性例子。
参照图7B，在一些实施例中，在方块710中，可以比较所确定反应性参数和目标反应性参数。在一些实施例中，可以响应所确定反应性参数和目标反应性参数的比较确定可控移动棒（从反应性控制棒和核裂变燃料棒中选择）的应用。
回头参照图7A，在一些实施例中，至少一个反应性参数可以包括中子吸收系数。参照图7C，在一些实施例中，在方块712中，可以比较所确定中子吸收系数和目标中子吸收系数。在一些实施例中，可以响应所确定中子吸收系数和目标中子吸收系数的比较确定可控移动棒（从反应性控制棒和核裂变燃料棒中选择）的应用。例如，当所确定中子吸收系数至少是目标中子吸收系数时，可控移动棒的所选应用可以包括反应性控制棒。作为另一个例子，当所确定中子吸收系数小于目标中子吸收系数时，可控移动棒的所选应用可以包括核裂变燃料棒。
回头参照图7A，在一些实施例中，至少一个反应性参数可以包括中子产生系数。参照图7D，在一些实施例中，在方块714中，可以比较所确定中子产生系数和目标中子产生系数。在一些实施例中，可以响应所确定中子产生系数和目标中子产生系数的比较确定可控移动棒（从反应性控制棒和核裂变燃料棒中选择）的应用。例如，当所确定中子产生系数至少是目标中子产生系数时，可控移动棒的所选应用可以包括核裂变燃料棒。作为另一个例子，当所确定中子产生系数小于目标中子产生系数时，可控移动棒的所选应用可以包括反应性控制棒。
回头参照图7A，至少一个反应性参数可以以特定应用所需的任何方式确定。通过非限制性例子给出，确定核裂变反应堆中的可控移动棒的至少一个反应性参数可以基于可控移动棒的中子暴露历史、可控移动棒的可转换核裂变燃料材料的性质、可控移动棒的可裂变核裂变燃料材料的性质、可控移动棒的中子吸收毒物的性质、和/或可控移动棒的裂变产物的性质。
参照图7E，在一些实施例中，在方块704中确定核裂变反应堆中的可控移动棒的至少一个反应性参数可以包括在方块716中监视核裂变反应堆中的可控移动棒的至少一个反应性参数。
参照图7F，在一些其它实施例中，在方块704中确定核裂变反应堆中的可控移动棒的至少一个反应性参数可以包括在方块718中预测核裂变反应堆中的可控移动棒的至少一个反应性参数。参照图7G，在一些其它实施例中，在方块718中预测核裂变反应堆中的可控移动棒的至少一个反应性参数可以包括在方块720中计算核裂变反应堆中的可控移动棒的至少一个反应性参数。
现在参照图8A，系统810是为确定可控移动棒的应用而提供的。装置812被配置成确定核裂变反应堆中的可控移动棒的至少一个反应性参数，该可控移动棒包括可转换核裂变燃料材料。电路814被配置成确定从反应性控制棒和核裂变燃料棒中选择的可控移动棒的应用。
在各种实施例中，可以响应可控移动棒中的至少一个所确定反应性参数确定可控移动棒（从反应性控制棒和核裂变燃料棒中选择）的应用。下面描述通过例示而非限制给出的非限制性例子。
参照图8B，比较器816可以配置成比较所确定反应性参数和目标反应性参数。在这样的情况下，电路814可以响应比较器816。
仍然参照图8B，在一些实施例中，至少一个反应性参数可以包括中子吸收系数。在这样的情况下，比较器816可以进一步配置成将所确定中子吸收系数与目标中子吸收系数相比较。电路814可以响应比较器816对所确定中子吸收系数和目标中子吸收系数的比较。在一些实施例中，当所确定中子吸收系数至少是目标中子吸收系数时，可控移动棒的所选应用可以包括反应性控制棒。在一些其它实施例中，当所确定中子吸收系数小于目标中子吸收系数时，可控移动棒的所选应用可以包括核裂变燃料棒。
仍然参照图8B，在一些其它实施例中，至少一个反应性参数可以包括中子产生系数。在这样的情况下，比较器816可以进一步配置成将所确定中子产生系数与目标中子产生系数相比较。电路814可以响应比较器816对所确定中子产生系数和目标中子产生系数的比较。在一些实施例中，当所确定中子产生系数至少是目标中子产生系数时，可控移动棒的所选应用可以包括核裂变燃料棒。在一些其它实施例中，当所确定中子产生系数小于目标中子产生系数时，可控移动棒的所选应用可以包括反应性控制棒。
回头参照图8A，在各种实施例中，装置812可以按所需配置成确定反应性参数。例如，以及参照图8C，在一些实施例中，装置812可以包括配置成根据可控移动棒的中子暴露历史确定核裂变反应堆中的可控移动棒的至少一个反应性参数的电路818。
参照图8D，在一些其它实施例中，装置812可以包括配置成根据可控移动棒的可转换核裂变燃料材料的性质确定核裂变反应堆中的可控移动棒的至少一个反应性参数的电路820。参照图8E，在一些实施例中，装置812可以包括配置成根据可控移动棒的可裂变核裂变燃料材料的性质确定核裂变反应堆中的可控移动棒的至少一个反应性参数的电路822。
参照图8F，在一些实施例中，装置812可以包括配置成根据可控移动棒的中子吸收毒物的性质确定核裂变反应堆中的可控移动棒的至少一个反应性参数的电路824。参照图8G，在一些实施例中，装置812可以包括配置成根据可控移动棒的裂变产物的性质确定核裂变反应堆中的可控移动棒的至少一个反应性参数的电路826。
参照图8H，在一些实施例中，装置812可以包括配置成监视核裂变反应堆中的可控移动棒的至少一个反应性参数的至少一个监视设备828。通过非限制性例子给出，监视设备828可以包括上述的传感器和/或检测器的任何一种或多种。
参照图8I，在一些实施例中，装置812可以包括配置成预测核裂变反应堆中的可控移动棒的至少一个反应性参数的电路830。例如，在一些实施例中，电路830可以进一步配置成计算核裂变反应堆中的可控移动棒的至少一个反应性参数。
参照图9A，例示性方法900是为操作核裂变行波反应堆而提供的。方法900从方块902开始。在方块904中，将具有第一价值的反应性控制装置插入核裂变行波反应堆的反应堆堆芯的第一地点中。在方块906中，修改反应性控制装置的价值。在方块908中，将反应性控制装置从该第一地点移动到核裂变行波反应堆的反应堆堆芯的第二地点，使得反应性控制装置具有不同于第一价值的第二价值。在方块910中结束该方法900。
参照图9B，在一些实施例中，在方块906中修改反应性控制装置的价值可以包括在方块912中通过反应性控制装置吸收中子。参照图9C，在一些实施例中，在方块912中通过反应性控制装置吸收中子可以包括在方块914中通过反应性控制装置的可转换核裂变燃料材料吸收中子。在一些情况下，第二价值可以大于第一价值。
参照图9D，在一些实施例中，在方块906中修改反应性控制装置的价值可以包括在方块916中修改反应性控制棒的自屏蔽可燃烧毒物的吸收效应。参照图9E，在一些实施例中，在方块916中修改反应性控制棒的自屏蔽可燃烧毒物的吸收效应可以包括在方块918中修改自屏蔽可燃烧毒物的自屏蔽效应。参照图9F，在一些实施例中，在方块918中修改自屏蔽可燃烧毒物的自屏蔽效应可以包括在方块920中修改自屏蔽可燃烧毒物对中子通量的暴露。参照图9G，在一些实施例中，在方块920中修改自屏蔽可燃烧毒物对中子通量的暴露可以包括在方块922中修改中子能量。在一些实施例中，第二价值可以小于第一价值。在一些其它实施例中，第二价值可以大于第一价值。
一般说来，本领域的普通技术人员应该认识到，本文所述的各种实施例可以通过各种类型的机电系统单独和/或集体实现，该机电系统含有像硬件、软件、固件、或它们的几乎任何组合体那样的多种多样电部件；以及像刚体、弹性或扭转体、液压系统、电磁致动设备、或它们的几乎任何组合体那样，可以传递机械力或运动的多种多样部件。因此，如全文所使用，“机电系统”包括但不限于可操作地与换能器（例如，致动器、电机、压电晶体等）耦合的电路、含有至少一个分立电路的电路、含有至少一个集成电路的电路、含有至少一个专用集成电路的电路、形成由计算机程序构成的通用计算设备（例如，由至少部分实现本文所述的过程和/或设备的计算机程序构成的通用计算机、或由至少部分实现本文所述的过程和/或设备的计算机程序构成的微处理器）的电路、形成存储设备（例如，随机访问存储器的形式）的电路、形成通信设备（例如，调制解调器、通信交换机、光电转换装备等）的电路、和像光或其它类似物那样的任何非电类似物。本领域的普通技术人员还应该懂得，机电系统的例子包括但不限于各式各样的消费类电子系统，以及像机动运输系统、工厂自动化系统、安全系统、和通信/计算系统那样的其它系统。本领域的普通技术人员应该认识到，如本文所使用的机电系统未必局限于具有电致动和机械致动两者的系统，除非上下文另有说明。
一般说来，本领域的普通技术人员应该认识到，可以通过多种多样硬件、软件、固件和/或它们的任何组合体单独和/或集体实现的本文所述的各个方面可以视作由各种类型的“电路”组成。因此，如全文所使用，“电路”包括但不限于含有至少一个分立电路的电路、含有至少一个集成电路的电路、含有至少一个专用集成电路的电路、形成由计算机程序构成的通用计算设备（例如，由至少部分实现本文所述的过程和/或设备的计算机程序构成的通用计算机、或由至少部分实现本文所述的过程和/或设备的计算机程序构成的微处理器）的电路、形成存储设备（例如，随机访问存储器的形式）的电路、和/或形成通信设备（例如，调制解调器、通信交换机、光电转换装备等）的电路。本领域的普通技术人员应该认识到，本文所述的主题可以以模拟或数字的方式或它们的某种组合来实现。
本领域的普通技术人员应该认识到，现有技术已经进步到在系统的各个方面的硬件与软件实现之间几乎没有什么差别的阶段；硬件或软件的使用一般（但未必，因为在某些背景下，在硬件与软件之间作出选择仍然有意义）是代表在成本与效率之间权衡的设计选择。本领域的普通技术人员应该懂得，存在可以实现本文所述的过程、系统和/或其它技术的各种工具（例如，硬件、软件和/或固件），并且优选工具随部署过程、系统和/或其它技术的背景而变。例如，如果实现者确定速度和精度是至关重要的，则实现者可以选择主要硬件和/或固件工具；另一方面，如果灵活性是至关重要的，则实现者可以选择主要软件实现；或者，再一方面，实现者可以选择硬件、软件和/或固件的某种组合体。因此，存在可以实现本文所述的过程、设备和/或其它技术的几种可能工具，没有一种工具天生就优于其它工具，因为要利用的任何工具都是取决于任何一种都可能变化的部署工具的背景和实现者的特别关注（例如，速度、灵活性或可预见性）的选项。本领域的普通技术人员应该认识到，实现的光学方面通常应用与光学有关的硬件、软件和/或固件。
上文的详细描述通过使用方块图、流程图和/或例子展示了设备和/或过程的各种实施例。在这样的方块图、流程图和/或例子包含一种或多种功能和/或操作的情况下，本领域的普通技术人员应该明白，在这样的方块图、流程图或例子内的每种功能和/或操作可以通过多种多样的硬件、软件、固件或它们的几乎任何组合单独和/或集体实现。在一个实施例中，本文所述的主题的几个部分可以通过专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）、数字信号处理器（DSP）或其它集成形式来实现。但是，本领域的普通技术人员应该认识到，本文公开的实施例的一些方面可以全部或部分地在集成电路中等效实现成运行在一台或多台计算机上的一个或多个计算机程序（例如，实现成运行在一个或多个计算机系统上的一个或多个程序），实现成运行在一个或多个处理器上的一个或多个程序（例如，实现成运行在一个或多个微处理器上的一个或多个程序），实现成固件，或实现成它们的几乎任何组合，以及设计电路和/或为软件和/或固件编写代码都完全在本领域的普通技术人员的技能之内。另外，本领域的普通技术人员应该懂得，本文所述的主题的机制能够作为程序产品以多种多样的形式分发，以及本文所述的主题的例示性实施例与用于实际进行分发的信号承载媒体的具体类型无关地应用。信号承载媒体的例子包括但不限于如下媒体：像软盘、硬盘驱动器、激光唱盘（CD）、数字视频盘（DVD）、数字磁带、计算机存储器等那样的记录型媒体；以及像数字和/或模拟通信媒体（例如，光纤缆线、波导、有线通信链路、无线通信链路等）那样的传输型媒体。
应该懂得，方块图和流程图的每个方块、和方块图和流程图中的方块的组合可以通过计算机程序指令来实现。可以将这些计算机程序指令装载到计算机或其它可编程装置上形成一台机器，以便在计算机或其它可编程装置上执行的指令形成配置成实现规定在方块图和/或流程图的方块中的功能的计算机可读媒体软件程序代码。这些计算机程序指令也可以存储在可以指示计算机或其它可编程装置以特定方式起作用的计算机可读存储器中，以便存储在计算机可读存储器中的指令形成包括实现规定在方块图或流程图的方块中的功能的计算机可读媒体软件程序代码指令的制品。也可以将计算机可读媒体软件程序代码指令装载到计算机或其它可编程装置上，使要在计算机或其它可编程装置上执行的一系列操作步骤形成计算机实现进程，以便在计算机或其它可编程装置上执行的指令提供实现规定在方块图或流程图的方块中的功能的步骤。
于是，方块图或流程图的方块支持执行规定功能的构件的组合、执行规定功能的步骤的组合、和执行规定功能的计算机可读媒体软件程序代码。还应该明白，方块图或流程图的每个方块、和方块图或流程图中的方块的组合可以通过执行规定功能或步骤的基于专用硬件计算机系统、或专用硬件和计算机指令的组合来实现。
关于本文几乎任何复数和/或单数术语的使用，本领域的普通技术人员都可以如适合背景和/或应用地将复数转换成单数和/或将单数转换成复数。为了简洁起见，本文未明确展示各种单数/复数置换。
本文所述的主题有时例示了包含在其它不同部件内，或与其它不同部件连接的不同部件。应该明白，这样描绘的架构仅仅是示范性的，事实上，可以实现许多实现相同功能的其它架构。从概念上来讲，有效地“联系”实现相同功能的部件的任何安排，以便实现所希望功能。因此，本文组合成实现特定功能的任何两个部件可以看作相互“联系”，使得与架构或中间部件无关地实现所希望功能。同样，如此联系的任何两个部件也可以视作实现所希望功能的相互“可操作地连接”或“可操作地耦合”，以及能够如此联系的任何两个部件也可以视作实现所希望功能的相互“可操作耦合”。可操作耦合的特例包括但不限于物理上可配对和/或物理上相互作用部件、可无线相互作用和/或无线相互作用部件、和/或逻辑上相互作用和或/逻辑上可相互作用部件。
在一些情况下，一个或多个部件在本文中可能被称为“配置成”。本领域的普通技术人员应该认识到，“配置成”一般可以包含活动状态部件、非活动状态部件和/或等待状态部件等，除非上下文另有要求。
虽然已经显示和描述了本文所述的当前主题的特定方面，但对于本领域的普通技术人员来说，显而易见，可以根据本文的教导，不偏离本文所述的主题及其更宽广方面地作出改变和修改，因此，所附权利要求书将像在本文所述的主题的真正精神和范围之内那样的所有这样改变和修改包括在它的范围之内。而且，应该明白，本发明由所附权利要求书限定。本领域的普通技术人员应该明白，一般说来，用在本文中，尤其用在所述权利要求书（例如，所附权利要求书的主要部分）中的术语一般旨在作为“开放”术语（例如，动名词术语“包括”应该理解为动名词“包括但不限于”，动名词术语“含有”应该理解为动名词“至少含有”，动词术语“包括”应该理解为动词“包括但不限于”等）。本领域的普通技术人员还应该明白，如果有意表示特定数量的所介绍权利要求列举项，则在权利要求中将明确列举这样的意图，而在缺乏这样的列举的情况下，则不存在这样的意图。例如，为了帮助人们理解，如下所附权利要求书可能包含使用介绍性短语“至少一个”和“一个或多个”来介绍权利要求列举项。但是，即使同一个权利要求包括介绍性短语“一个或多个”或“至少一个”以及像“一个”或“一种”（例如，“一个”和/或“一种”通常应该理解成“至少一个”或“一个或多个”的意思）那样的不定冠词，这样短语的使用也不应该理解为暗示着通过不定冠词“一个”或“一种”介绍权利要求列举项将包含这样所介绍权利要求列举项的任何特定权利要求限制在只包含一个这样列举项的权利要求上；对于用于介绍权利要求列举项的定冠词的使用，这同样成立。另外，即使明确列举了特定数量的所介绍权利要求列举项，本领域的普通技术人员也应该认识到，这样的列举通常应该理解成至少具有所列举数量的意思（例如，在没有其它修饰词的情况下，仅列举“两个列举项”通常意味着至少两个列举项，或两个或更多个列举项）。而且，在使用类似于“A、B、和C等的至少一个”的习惯用法的那些情况下，一般说来，这样的结构旨在本领域的普通技术人员理解该习惯用法的意义上使用（例如，“含有A、B、和C的至少一个的系统”将包括但不限于只含有A，只含有B，只含有C，一起含有A和B，一起含有A和C，一起含有B和C，和/或一起含有A、B和C等的系统）。在使用类似于“A、B、或C等的至少一个”的习惯用法的那些情况下，一般说来，这样的结构旨在本领域的普通技术人员理解该习惯用法的意义上使用（例如，“含有A、B、或C的至少一个的系统”将包括但不限于只含有A，只含有B，只含有C，一起含有A和B，一起含有A和C，一起含有B和C，和/或一起含有A、B和C等的系统）。本领域的普通技术人员还应该明白，通常，无论在描述、权利要求书还是附图中，展示两个或更多个可替代项目的几乎任何分隔词和/或短语应该理解成具有包括这些项目之一，这些项目的任一个，或两个项目的可能性。例如，短语“A或B”应该理解成包括“A”，“B”或“A和B”的可能性。
关于所附权利要求书，本领域的普通技术人员应该懂得，本文所列举的操作一般可以按任何次序执行。这样可替代排序的例子可以包括重叠、交错、截断、重排、递增、预备、补充、同时、反向、或其它衍生排序，除非上下文另有所指。关于上下文，甚至像“对...敏感”、“与...有关”或其它过去式形容词那样的术语一般也无意排斥这样的衍生，除非上下文另有所指。
本领域的普通技术人员应该懂得，前述的特定例示性过程、设备和/或技术代表像在随本文提交的权利要求书中和/或本申请中的其它地方那样，在本文其它地方讲述的更一般过程、设备和/或技术。
本领域的普通技术人员应该认识到，本文所述的部件（例如，过程方块）、设备、对象和伴随它们的讨论用作澄清概念的例子，以及各种配置变型都在本领域的普通技术人员的技能之内。因此，如本文所使用，展示的特定例子以及伴随的讨论旨在代表它们的更一般类别。一般说来，本文任何特定例子的使用也旨在代表它的类别，以及这样特定部件（例如，过程方块）、设备、和对象的未包括不应该看作是指示希望限制什么。
本文所述的主题的各个方面用如下编号条文展示出来：
1．一种用于核裂变反应堆的反应性控制组件，该反应性控制组件包含：
包括配置成吸收中子的中子吸收材料的反应性控制棒，该中子吸收材料的至少一部分包括可转换核裂变燃料材料；以及
在物理上与该反应性控制棒相联系的至少一个传感器，该至少一个传感器被配置成感测与反应性控制棒相联系的至少一个反应性参数的状态。
2．如条文1所述的组件，其中中子吸收材料被配置成吸收快谱中子。
3．如条文2所述的组件，其中中子吸收材料被进一步配置成降低中子的慢化。
4．如条文2所述的组件，其中快谱中子是核裂变行波的一部分。
5．如条文1所述的组件，其中可转换核裂变燃料材料包括铀。
6．如条文5所述的组件，其中铀包括238U。
7．如条文1所述的组件，其中可转换核裂变燃料材料包括钍。
8．如条文7所述的组件，其中钍包括232Th。
9．如条文1所述的组件，其中反应性控制棒进一步包括中子慢化材料。
10．如条文9所述的组件，其中中子慢化材料包括从氢、氘、氦、锂、硼、碳、石墨、钠、和铅中选择的至少一种中子慢化剂。
11．如条文9所述的组件，其中中子慢化材料充分非均匀地分布在反应性控制棒内。
12．如条文9所述的组件，其中中子慢化材料充分均匀地分布在反应性控制棒内。
13．如条文1所述的组件，其中中子吸收材料进一步包括中子吸收毒物。
14．如条文1所述的组件，其中中子吸收毒物包括从银、铟、镉、钆、铪、锂、3He（氦）、裂变产物、镤、镎、硼等选择的至少一种毒物。
15．如条文13所述的组件，其中中子吸收毒物充分非均匀地分布在反应性控制棒内。
16．如条文13所述的组件，其中中子吸收毒物充分均匀地分布在反应性控制棒内。
17．如条文13所述的组件，其中使可转换核裂变燃料材料可达到的对反应性的影响与中子吸收毒物可达到的对反应性的影响均衡。
18．如条文13所述的组件，其中：
反应性控制棒具有第一区域和第二区域；
在反应性控制棒的第一区域中布置第一浓度的中子吸收毒物，以及在反应性控制棒的第二区域中布置第二浓度的中子吸收毒物；以及
在反应性控制棒的第一区域中布置第三浓度的可转换核裂变燃料材料，以及在反应性控制棒的第二区域中布置第四浓度的可转换核裂变燃料材料。
19．如条文18所述的组件，其中使第二浓度的中子吸收毒物的反应性影响与第三浓度的可转换核裂变燃料材料的反应性影响充分均衡。
20．如条文18所述的组件，其中使第一浓度的中子吸收毒物的反应性影响与第四浓度的可转换核裂变燃料材料的反应性影响充分均衡。
21．如条文18所述的组件，其中使第二浓度的中子吸收毒物的反应性影响不同于第三浓度的可转换核裂变燃料材料的反应性影响。
22．如条文18所述的组件，其中使第一浓度的中子吸收毒物的反应性影响不同于第四浓度的可转换核裂变燃料材料的反应性影响。
23．如条文18所述的组件，其中使第一和第三浓度的反应性影响总和与第二和第四浓度的反应性影响总和充分均衡。
24．如条文18所述的组件，其中使反应性影响在第一区域与第二区域之间充分恒定。
25．如条文13所述的组件，其中可转换核裂变燃料材料和中子吸收毒物的至少一种的浓度沿着连续梯度变化。
26．如条文13所述的组件，其中可转换核裂变燃料材料和中子吸收毒物的至少一种以粉末形式提供。
27．如条文13所述的组件，其中可转换核裂变燃料材料和中子吸收毒物的至少一种的浓度沿着非连续梯度变化。
28．如条文13所述的组件，其中可转换核裂变燃料材料和中子吸收毒物的至少一种以离散颗粒形式提供。
29．如条文13所述的组件，其中可转换核裂变燃料材料和中子吸收毒物在空间上是相对固定的。
30．如条文13所述的组件，其中可转换核裂变燃料材料和中子吸收毒物在空间上可相对移动。
31．如条文1所述的组件，其中物理联系包括从位于反应性控制棒的内部和附在反应性控制棒的外部中选择的至少一种联系。
32．如条文1所述的组件，其中反应性参数包括从中子注量、中子通量、中子裂变、裂变产物、放射性衰变事件、温度、压强、功率、同位素浓度、燃耗、和/或中子谱中选择的至少一种参数。
33．如条文1所述的组件，其中传感器包括至少一个裂变检测器。
34．如条文33所述的组件，其中裂变检测器包括袖珍裂变检测器。
35．如条文1所述的组件，其中传感器包括中子通量监视器。
36．如条文35所述的组件，其中中子通量监视器包括裂变室。
37．如条文35所述的组件，其中中子通量监视器包括离子室。
38．如条文1所述的组件，其中传感器包括中子注量传感器。
39．如条文38所述的组件，其中中子注量传感器包括积分金刚石传感器。
40．如条文1所述的组件，其中传感器包括裂变产物检测器。
41．如条文40所述的组件，其中裂变产物检测器包括气体检测器。
42．如条文40所述的组件，其中裂变产物检测器包括β检测器。
43．如条文40所述的组件，其中裂变产物检测器包括γ检测器。
44．如条文40所述的组件，其中裂变产物检测器被配置成测量裂变产物气体中同位素类型的比率。
45．如条文1所述的组件，其中至少一个传感器是可替换的。
46．如条文1所述的组件，其中反应性控制棒限定配置成累积裂变产物的至少一个腔室。
47．如条文46所述的组件，其中该腔室包括空腔。
48．如条文47所述的组件，其中空腔位于距可转换核裂变燃料材料裂变诱发中子的至少一个平均自由程。
49．如条文1所述的组件，其中至少一个传感器包括温度传感器。
50．如条文1所述的组件，其中至少一个传感器包括压强传感器。
51．如条文1所述的组件，其中至少一个传感器包括功率传感器。
52．如条文1所述的组件，还包含配置成校准至少一个传感器的校准设备。
53．如条文1所述的组件，还包含可操作地与至少一个传感器耦合的至少一个通信设备。
54．一种用于具有快中子谱的核裂变反应堆的反应性控制系统，该反应性控制系统包含：
包括配置成吸收快谱中子的中子吸收材料的反应性控制棒，该中子吸收材料的至少一部分包括可转换核裂变燃料材料；以及
响应于至少一个反应性参数并且可操作地与反应性控制棒耦合的致动器。
55．如条文54所述的系统，其中至少一个反应性参数包括核裂变反应堆的至少一个反应性参数。
56．如条文54所述的系统，其中至少一个反应性参数包括反应性控制棒的至少一个反应性参数。
57．如条文54所述的系统，其中反应性参数包括从中子注量、中子通量、中子裂变、裂变产物、放射性衰变事件、温度、压强、功率、同位素浓度、燃耗、和中子谱中选择的至少一个参数。
58．如条文54所述的系统，其中中子吸收材料被进一步配置成降低中子的慢化。
59．如条文54所述的系统，其中快谱中子是核裂变行波的一部分。
60．如条文54所述的系统，其中可转换核裂变燃料材料包括铀。
61．如条文60所述的系统，其中铀包括238U。
62．如条文54所述的系统，其中可转换核裂变燃料材料包括钍。
63．如条文62所述的系统，其中钍包括232Th。
64．如条文54所述的系统，其中反应性控制棒进一步包括中子慢化材料。
65．如条文64所述的系统，其中中子慢化材料包括从氢、氘、氦、锂、硼、碳、石墨、钠、和铅中选择的至少一种中子慢化剂。
66．如条文64所述的系统，其中中子慢化材料充分非均匀地分布在反应性控制棒内。
67．如条文64所述的系统，其中中子慢化材料充分均匀地分布在反应性控制棒内。
68．如条文54所述的系统，其中中子吸收材料进一步包括中子吸收毒物。
69．如条文68所述的系统，其中中子吸收毒物包括从银、铟、镉、钆、铪、锂、3He（氦）、裂变产物、镤、镎、硼等选择的至少一种毒物。
70．如条文68所述的系统，其中中子吸收毒物充分非均匀地分布在反应性控制棒内。
71．如条文68所述的系统，其中中子吸收毒物充分均匀地分布在反应性控制棒内。
72．如条文68所述的系统，其中使可转换核裂变燃料材料可达到的对反应性的影响与中子吸收毒物可达到的对反应性的影响均衡。
73．如条文68所述的系统，其中：
反应性控制棒具有第一区域和第二区域；
在反应性控制棒的第一区域中布置第一浓度的中子吸收毒物，以及在反应性控制棒的第二区域中布置第二浓度的中子吸收毒物；以及
在反应性控制棒的第一区域中布置第三浓度的可转换核裂变燃料材料，以及在反应性控制棒的第二区域中布置第四浓度的可转换核裂变燃料材料。
74．如条文73所述的系统，其中使第二浓度的中子吸收毒物的反应性影响与第三浓度的可转换核裂变燃料材料的反应性影响充分均衡。
75．如条文73所述的系统，其中使第一浓度的中子吸收毒物的反应性影响与第四浓度的可转换核裂变燃料材料的反应性影响充分均衡。
76．如条文73所述的系统，其中使第二浓度的中子吸收毒物的反应性影响不同于第三浓度的可转换核裂变燃料材料的反应性影响。
77．如条文73所述的系统，其中使第一浓度的中子吸收毒物的反应性影响不同于第四浓度的可转换核裂变燃料材料的反应性影响。
78．如条文73所述的系统，其中使第一和第三浓度的反应性影响总和与第二和第四浓度的反应性影响总和充分均衡。
79．如条文73所述的系统，其中使反应性影响在第一区域与第二区域之间充分恒定。
80．如条文68所述的系统，其中可转换核裂变燃料材料和中子吸收毒物的至少一种的浓度沿着连续梯度变化。
81．如条文68所述的系统，其中可转换核裂变燃料材料和中子吸收毒物的至少一种以粉末形式提供。
82．如条文68所述的系统，其中可转换核裂变燃料材料和中子吸收毒物的至少一种的浓度沿着非连续梯度变化。
83．如条文68所述的系统，其中可转换核裂变燃料材料和中子吸收毒物的至少一种以离散颗粒形式提供。
84．如条文68所述的系统，其中可转换核裂变燃料材料和中子吸收毒物在空间上是相对固定的。
85．如条文68所述的系统，其中可转换核裂变燃料材料和中子吸收毒物在空间上可相对移动。
86．如条文54所述的系统，还包含配置成确定至少一个反应性参数的装置。
87．如条文86所述的系统，其中该装置包括至少一个传感器。
88．如条文87所述的系统，其中至少一个传感器在物理上与反应性控制棒相联系。
89．如条文88所述的系统，其中物理联系包括从位于反应性控制棒的内部和附在反应性控制棒的外部中选择的至少一种联系。
90．如条文88所述的系统，其中至少一个传感器被配置成感测至少一个反应性参数的状态。
91．如条文87所述的系统，其中传感器包括至少一个裂变检测器。
92．如条文91所述的系统，其中裂变检测器包括袖珍裂变检测器。
93．如条文87所述的系统，其中传感器包括中子通量监视器。
94．如条文93所述的系统，其中中子通量监视器包括裂变室。
95．如条文93所述的系统，其中中子通量监视器包括离子室。
96．如条文87所述的系统，其中传感器包括中子注量传感器。
97．如条文96所述的系统，其中中子注量传感器包括积分金刚石传感器。
98．如条文87所述的系统，其中传感器包括至少一个裂变产物检测器。
99．如条文98所述的系统，其中裂变产物检测器包括气体检测器。
100．如条文98所述的系统，其中裂变产物检测器包括β检测器。
101．如条文98所述的系统，其中裂变产物检测器包括γ检测器。
102．如条文98所述的系统，其中裂变产物检测器被配置成测量裂变产物气体中同位素类型的比率。
103．如条文87所述的系统，其中至少一个传感器是可替换的。
104．如条文54所述的系统，其中反应性控制棒限定配置成累积裂变产物的至少一个腔室。
105．如条文104所述的系统，其中该腔室包括空腔。
106．如条文105所述的系统，其中空腔位于距可转换核裂变燃料材料裂变诱发中子的至少一个平均自由程。
107．如条文87所述的系统，其中至少一个传感器包括功率传感器。
108．如条文87所述的系统，其中至少一个传感器包括温度传感器。
109．如条文87所述的系统，其中至少一个传感器包括压强传感器。
110．如条文87所述的系统，其中至少一个传感器包括功率传感器。
111．如条文87所述的系统，还包含配置成校准至少一个传感器的校准设备。
112．如条文86所述的系统，其中该装置包括配置成确定至少一个反应性参数的电路。
113．如条文54所述的系统，其中反应性控制棒与致动器电磁耦合。
114．如条文54所述的系统，其中反应性控制棒与致动器机械链接。
115．如条文54所述的系统，还包含：
配置成生成棒控制信号的致动器控制器，致动器被配置成响应棒控制信号移动可操作地与之耦合的反应性控制棒。
116．如条文115所述的系统，还包含配置成将棒控制信号从致动器控制器通信到致动器的通信设备。
117．如条文115所述的系统，其中致动器控制器包括操作人员界面。
118．如条文117所述的系统，其中操作人员界面包括粗调开关。
119．如条文115所述的系统，其中致动器控制器包括配置成根据至少一个反应性参数自动生成棒控制信号的电路。
120．如条文54所述的系统，其中致动器被配置成双向驱动反应性控制棒。
121．如条文120所述的系统，其中致动器被进一步配置成在第一停止位置与第二停止位置之间的至少一个中间位置上停止驱动反应性控制棒。
122．如条文54所述的系统，其中致动器包括反应性控制棒驱动机构。
123．一种具有快中子谱的核裂变行波反应堆，该核裂变行波反应堆包含：
包括配置成在其中传播具有快中子谱的核裂变行波的核裂变燃料材料的核裂变行波反应堆堆芯；以及
反应性控制系统，其包括：
多根反应性控制棒，多根反应性控制棒的每一根包括配置成吸收核裂变行波的快谱中子的中子吸收材料，该中子吸收材料的至少一部分包括可转换核裂变燃料材料；以及
多个致动器，多个致动器每一个都响应于至少一个反应性参数并且可操作地与多根反应性控制棒的至少一根耦合。
124．如条文123所述的反应堆，其中至少一个反应性参数包括核裂变行波反应堆的至少一个反应性参数。
125．如条文123所述的反应堆，其中至少一个反应性参数包括多根反应性控制棒的至少一根的至少一个反应性参数。
126．如条文123所述的反应堆，其中反应性参数包括从中子注量、中子通量、中子裂变、裂变产物、放射性衰变事件、温度、压强、功率、同位素浓度、燃耗、和中子谱中选择的至少一个参数。
127．如条文123所述的反应堆，其中中子吸收材料被进一步配置成降低中子的慢化。
128．如条文123所述的反应堆，其中可转换核裂变燃料材料包括铀。
129．如条文128所述的反应堆，其中铀包括238U。
130．如条文123所述的反应堆，其中可转换核裂变燃料材料包括钍。
131．如条文130所述的反应堆，其中钍包括232Th。
132．如条文123所述的反应堆，其中多根反应性控制棒的至少一根进一步包括中子慢化材料。
133．如条文133所述的反应堆，其中中子慢化材料包括从氢、氘、氦、锂、硼、碳、石墨、钠、和铅中选择的至少一种中子慢化剂。
134．如条文132所述的反应堆，其中中子慢化材料充分非均匀地分布在反应性控制棒内。
135．如条文132所述的反应堆，其中中子慢化材料充分均匀地分布在反应性控制棒内。
136．如条文123所述的反应堆，其中中子吸收材料进一步包括中子吸收毒物。
137．如条文136所述的反应堆，其中中子吸收毒物包括从银、铟、镉、钆、铪、锂、3He（氦）、裂变产物、镤、镎、硼等选择的至少一种毒物。
138．如条文136所述的反应堆，其中中子吸收毒物充分非均匀地分布在反应性控制棒内。
139．如条文136所述的反应堆，其中中子吸收毒物充分均匀地分布在反应性控制棒内。
140．如条文136所述的反应堆，其中使可转换核裂变燃料材料可达到的对反应性的影响与中子吸收毒物可达到的对反应性的影响均衡。
141．如条文136所述的反应堆，其中：
反应性控制棒具有第一区域和第二区域；
在反应性控制棒的第一区域中布置第一浓度的中子吸收毒物，以及在反应性控制棒的第二区域中布置第二浓度的中子吸收毒物；以及
在反应性控制棒的第一区域中布置第三浓度的可转换核裂变燃料材料，以及在反应性控制棒的第二区域中布置第四浓度的可转换核裂变燃料材料。
142．如条文141所述的反应堆，其中使第二浓度的中子吸收毒物的反应性影响与第三浓度的可转换核裂变燃料材料的反应性影响充分均衡。
143．如条文141所述的反应堆，其中使第一浓度的中子吸收毒物的反应性影响与第四浓度的可转换核裂变燃料材料的反应性影响充分均衡。
144．如条文141所述的反应堆，其中使第二浓度的中子吸收毒物的反应性影响不同于第三浓度的可转换核裂变燃料材料的反应性影响。
145．如条文141所述的反应堆，其中使第一浓度的中子吸收毒物的反应性影响不同于第四浓度的可转换核裂变燃料材料的反应性影响。
146．如条文141所述的反应堆，其中使第一和第三浓度的反应性影响总和与第二和第四浓度的反应性影响总和充分均衡。
147．如条文141所述的反应堆，其中使反应性影响在第一区域与第二区域之间充分恒定。
148．如条文136所述的反应堆，其中可转换核裂变燃料材料和中子吸收毒物的至少一种的浓度沿着连续梯度变化。
149．如条文136所述的反应堆，其中可转换核裂变燃料材料和中子吸收毒物的至少一种以粉末形式提供。
150．如条文136所述的反应堆，其中可转换核裂变燃料材料和中子吸收毒物的至少一种的浓度沿着非连续梯度变化。
151．如条文136所述的反应堆，其中可转换核裂变燃料材料和中子吸收毒物的至少一种以离散颗粒形式提供。
152．如条文136所述的反应堆，其中可转换核裂变燃料材料和中子吸收毒物在空间上是相对固定的。
153．如条文136所述的反应堆，其中可转换核裂变燃料材料和中子吸收毒物在空间上可相对移动。
154．如条文123所述的反应堆，还包含配置成确定至少一个反应性参数的至少一种装置。
155．如条文154所述的反应堆，其中该至少一种装置包括至少一个传感器。
156．如条文155所述的反应堆，其中至少一个传感器在物理上与反应性控制棒相联系。
157．如条文156所述的反应堆，其中物理联系包括从位于反应性控制棒的内部和附在反应性控制棒的外部中选择的至少一种联系。
158．如条文155所述的反应堆，其中至少一个传感器被配置成感测至少一个反应性参数的状态。
159．如条文155所述的反应堆，其中传感器包括至少一个裂变检测器。
160．如条文159所述的反应堆，其中裂变检测器包括袖珍裂变检测器。
161．如条文155所述的反应堆，其中传感器包括中子通量监视器。
162．如条文161所述的反应堆，其中中子通量监视器包括裂变室。
163．如条文161所述的反应堆，其中中子通量监视器包括离子室。
164．如条文155所述的反应堆，其中传感器包括中子注量传感器。
165．如条文164所述的反应堆，其中中子注量传感器包括积分金刚石传感器。
166．如条文155所述的反应堆，其中传感器包括至少一个裂变产物检测器。
167．如条文166所述的反应堆，其中裂变产物检测器包括气体检测器。
168．如条文166所述的反应堆，其中裂变产物检测器包括β检测器。
169．如条文166所述的反应堆，其中裂变产物检测器包括γ检测器。
170．如条文166所述的反应堆，其中裂变产物检测器被配置成测量裂变产物气体中同位素类型的比率。
171．如条文155所述的反应堆，其中至少一个传感器是可替换的。
172．如条文123所述的反应堆，其中反应性控制棒限定配置成累积裂变产物的至少一个腔室。
173．如条文172所述的反应堆，其中该腔室包括空腔。
174．如条文173所述的反应堆，其中空腔位于距可转换核裂变燃料材料裂变诱发中子的至少一个平均自由程。
175．如条文155所述的反应堆，其中至少一个传感器包括温度传感器。
176．如条文155所述的反应堆，其中至少一个传感器包括压强传感器。
177．如条文155所述的反应堆，其中至少一个传感器包括功率传感器。
178．如条文123所述的反应堆，还包含配置成校准至少一个传感器的校准设备。
179．如条文154所述的反应堆，其中该至少一种装置包括配置成确定至少一个反应性参数的至少一个电路。
180．如条文179所述的反应堆，其中该电路被进一步配置成模拟至少一个反应性参数。
181．如条文179所述的反应堆，其中该电路被进一步配置成预测至少一个反应性参数。
182．如条文179所述的反应堆，其中该电路被进一步配置成选择至少一个预定反应性参数。
183．如条文123所述的反应堆，其中反应性控制棒与致动器电磁耦合。
184．如条文123所述的反应堆，其中反应性控制棒与致动器机械链接。
185．如条文123所述的反应堆，还包含：
配置成生成棒控制信号的致动器控制器，致动器被配置成响应棒控制信号移动可操作地与之耦合的反应性控制棒。
186．如条文185所述的反应堆，还包含配置成将棒控制信号从致动器控制器通信到致动器的通信设备。
187．如条文185所述的反应堆，其中致动器控制器包括操作人员界面。
188．如条文187所述的反应堆，其中操作人员界面包括粗调开关。
189．如条文185所述的反应堆，其中致动器控制器包括配置成根据至少一个反应性参数自动生成棒控制信号的电路。
190．如条文123所述的反应堆，其中致动器被配置成双向驱动反应性控制棒。
191．如条文190所述的反应堆，其中致动器被进一步配置成在第一停止位置与第二停止位置之间的至少一个中间位置上停止驱动反应性控制棒。
192．如条文123所述的反应堆，其中致动器包括反应性控制棒驱动机构。
193．一种控制具有快中子谱的核裂变反应堆中的反应性的方法，该方法包含：
确定具有快中子谱的核裂变反应堆的所选部分内的希望的反应性参数；以及
响应希望的反应性参数，调整含有快谱中子吸收材料的至少一根反应性控制棒，该快谱中子吸收材料的至少一部分包括可转换核裂变燃料材料。
194．如条文193所述的方法，其中快谱中子是核裂变行波的一部分。
195．如条文193所述的方法，其中确定具有快中子谱的核裂变反应堆的所选部分内的希望的反应性参数包括确定可转换核裂变燃料材料的至少一个希望的反应性参数。
196．如条文193所述的方法，其中确定具有快中子谱的核裂变反应堆的所选部分内的希望的反应性参数包括确定至少一根反应性控制棒的至少一个希望的反应性参数。
197．如条文193所述的方法，其中确定具有快中子谱的核裂变反应堆的所选部分内的希望的反应性参数包括确定核裂变反应堆的至少一个希望的反应性参数。
198．如条文193所述的方法，还包含确定至少一个所确定反应性参数。
199．如条文198所述的方法，还包含确定希望的反应性参数与至少一个所确定反应性参数之间的差异。
200．如条文199所述的方法，其中响应希望的反应性参数，调整含有快谱中子吸收材料的至少一根反应性控制棒，该中子吸收材料的至少一部分包括可转换核裂变燃料材料包括响应希望的反应性参数与至少一个所确定反应性参数之间的差异，调整含有快谱中子吸收材料的至少一根反应性控制棒，该中子吸收材料的至少一部分包括可转换核裂变燃料材料。
201．如条文198所述的方法，其中确定至少一个所确定反应性参数包括预测至少一个反应性参数。
202．如条文198所述的方法，其中确定至少一个所确定反应性参数包括模拟至少一个反应性参数。
203．如条文198所述的方法，其中确定至少一个所确定反应性参数包括选择至少一个反应性参数。
204．如条文198所述的方法，其中确定至少一个所确定反应性参数包括感测至少一个反应性参数。
205．如条文204所述的方法，其中感测至少一个反应性参数包括感测至少一个反应性参数的随时间变化。
206．如条文204所述的方法，其中感测至少一个反应性参数包括感测至少一个放射性衰变事件。
207．如条文204所述的方法，其中感测至少一个反应性参数包括检测裂变。
208．如条文204所述的方法，其中感测至少一个反应性参数包括监视中子通量。
209．如条文204所述的方法，其中感测至少一个反应性参数包括感测中子注量。
210．如条文204所述的方法，其中感测至少一个反应性参数包括检测裂变产物。
211．如条文204所述的方法，其中感测至少一个反应性参数包括感测温度。
212．如条文204所述的方法，其中感测至少一个反应性参数包括感测压强。
213．如条文204所述的方法，其中感测至少一个反应性参数包括感测功率水平。
214．如条文193所述的方法，其中响应希望的反应性参数，调整含有快谱中子吸收材料的至少一根反应性控制棒，该中子吸收材料的至少一部分包括可转换核裂变燃料材料包括响应希望的反应性参数，在两个方向的至少一个方向移动含有快谱中子吸收材料的至少一根反应性控制棒，该中子吸收材料的至少一部分包括可转换核裂变燃料材料。
215．如条文214所述的方法，其中该方法包括核裂变反应堆中的轴向。
216．如条文214所述的方法，其中该方法包括核裂变反应堆中的径向。
217．如条文214所述的方法，其中该方法包括核裂变反应堆中的横向。
218．如条文204所述的方法，其中感测至少一个反应性参数包括感测与反应性控制棒的位置变化相联系的反应性差异。
219．如条文204所述的方法，还包含校准配置成感测至少一个反应性参数的传感器。
220．一种操作具有快中子谱的核裂变行波反应堆的方法，该方法包含：
使具有快中子谱的核裂变行波在核裂变行波反应堆堆芯中传播；
确定核裂变行波反应堆的所选部分内的希望的反应性参数；以及
响应希望的反应性参数，调整含有快谱中子吸收材料的至少一根反应性控制棒，该快谱中子吸收材料的至少一部分包括可转换核裂变燃料材料。
221．如条文220所述的方法，还包含在核裂变行波反应堆堆芯中引发具有快中子谱的核裂变行波。
222．如条文220所述的方法，其中确定核裂变行波反应堆的所选部分内的希望的反应性参数包括确定可转换核裂变燃料材料的至少一个希望的反应性参数。
223．如条文220所述的方法，其中确定核裂变行波反应堆的所选部分内的希望的反应性参数包括确定至少一根反应性控制棒的至少一个希望的反应性参数。
224．如条文220所述的方法，其中确定核裂变行波反应堆的所选部分内的希望的反应性参数包括确定核裂变行波反应堆的至少一个希望的反应性参数。
225．如条文220所述的方法，还包含确定至少一个所确定反应性参数。
226．如条文220所述的方法，还包含确定希望的反应性参数与至少一个所确定反应性参数之间的差异。
227．如条文226所述的方法，其中响应希望的反应性参数，调整含有快谱中子吸收材料的至少一根反应性控制棒，该中子吸收材料的至少一部分包括可转换核裂变燃料材料包括响应希望的反应性参数与至少一个所确定反应性参数之间的差异，调整含有快谱中子吸收材料的至少一根反应性控制棒，该中子吸收材料的至少一部分包括可转换核裂变燃料材料。
228．如条文225所述的方法，其中确定至少一个所确定反应性参数包括预测至少一个反应性参数。
229．如条文225所述的方法，其中确定至少一个所确定反应性参数包括模拟至少一个反应性参数。
230．如条文225所述的方法，其中确定至少一个所确定反应性参数包括选择至少一个预定反应性参数。
231．如条文225所述的方法，其中确定至少一个所确定反应性参数包括感测至少一个反应性参数。
232．如条文231所述的方法，其中感测至少一个反应性参数包括感测至少一个反应性参数的随时间变化。
233．如条文231所述的方法，其中感测至少一个反应性参数包括感测至少一个放射性衰变事件。
234．如条文231所述的方法，其中感测至少一个反应性参数包括检测裂变。
235．如条文231所述的方法，其中感测至少一个反应性参数包括监视中子通量。
236．如条文231所述的方法，其中感测至少一个反应性参数包括感测中子注量。
237．如条文231所述的方法，其中感测至少一个反应性参数包括检测裂变产物。
238．如条文231所述的方法，其中感测至少一个反应性参数包括感测温度。
239．如条文231所述的方法，其中感测至少一个反应性参数包括感测压强。
240．如条文231所述的方法，其中感测至少一个反应性参数包括感测功率水平。
241．如条文220所述的方法，其中响应希望的反应性参数，调整含有快谱中子吸收材料的至少一根反应性控制棒，该中子吸收材料的至少一部分包括可转换核裂变燃料材料包括响应希望的反应性参数，在两个方向的至少一个方向移动含有快谱中子吸收材料的至少一根反应性控制棒，该中子吸收材料的至少一部分包括可转换核裂变燃料材料。
242．如条文241所述的方法，其中该方向包括核裂变行波反应堆中的轴向。
243．如条文241所述的方法，其中该方向包括核裂变行波反应堆中的径向。
244．如条文241所述的方法，其中该方向包括核裂变行波反应堆中的横向。
245．如条文231所述的方法，其中感测至少一个反应性参数包括感测与反应性控制棒的位置变化相联系的反应性差异。
246．如条文231所述的方法，还包含校准配置成感测至少一个反应性参数的传感器。
247．一种控制具有快中子谱的核裂变反应堆中的反应性的系统，该系统包含：
确定具有快中子谱的核裂变反应堆的所选部分内的希望的反应性参数的构件；以及
响应希望的反应性参数，调整含有快谱中子吸收材料的至少一根反应性控制棒，该快谱中子吸收材料的至少一部分包括可转换核裂变燃料材料的构件。
248．如条文247所述的系统，其中快谱中子是核裂变行波的一部分。
249．如条文247所述的系统，其中确定希望的反应性参数的构件包括确定可转换核裂变燃料材料的至少一个希望的反应性参数的构件。
250．如条文247所述的系统，其中确定希望的反应性参数的构件包括确定至少一根反应性控制棒的至少一个希望的反应性参数的构件。
251．如条文247所述的系统，其中确定希望的反应性参数的构件包括确定核裂变反应堆的至少一个希望的反应性参数的构件。
252．如条文247所述的系统，还包含确定至少一个所确定反应性参数的构件。
253．如条文252所述的系统，还包含确定希望的反应性参数与至少一个所确定反应性参数之间的差异的构件。
254．如条文253所述的系统，其中调整构件包括响应希望的反应性参数与至少一个所确定反应性参数之间的差异，调整含有快谱中子吸收材料的至少一根反应性控制棒，该中子吸收材料的至少一部分包括可转换核裂变燃料材料构件。
255．如条文252所述的系统，其中确定至少一个所确定反应性参数的构件包括预测至少一个反应性参数的构件。
256．如条文252所述的系统，其中确定至少一个所确定反应性参数的构件包括模拟至少一个反应性参数的构件。
257．如条文252所述的系统，其中确定至少一个所确定反应性参数的构件包括选择至少一个预定反应性参数的构件。
258．如条文252所述的系统，其中确定至少一个所确定反应性参数的构件包括感测至少一个反应性参数的构件。
259．如条文258所述的系统，其中感测构件包括感测至少一个反应性参数的随时间变化的构件。
260．如条文258所述的系统，其中感测构件包括感测至少一个放射性衰变事件的构件。
261．如条文258所述的系统，其中感测构件包括至少一个裂变检测器。
262．如条文258所述的系统，其中感测构件包括中子通量监视器。
263．如条文258所述的系统，其中感测构件包括中子注量传感器。
264．如条文258所述的系统，其中感测构件包括裂变产物检测器。
265．如条文258所述的系统，其中感测构件包括温度传感器。
266．如条文258所述的系统，其中感测构件包括压强传感器。
267．如条文258所述的系统，其中感测构件包括功率水平传感器。
268．如条文258所述的系统，其中调整构件包括响应希望的反应性参数，在两个方向的至少一个方向移动含有快谱中子吸收材料的至少一根反应性控制棒，该中子吸收材料的至少一部分包括可转换核裂变燃料材料的构件。
269．如条文268所述的系统，其中该方向包括裂变反应堆中的轴向。
270．如条文268所述的系统，其中该方向包括裂变反应堆中的径向。
271．如条文268所述的系统，其中该方向包括裂变反应堆中的横向。
272．如条文258所述的系统，其中感测至少一个反应性参数的构件包括感测与反应性控制棒的位置变化相联系的反应性差异的构件。
273．如条文258所述的系统，还包含校准感测构件的构件。
274．一种确定可控移动棒的应用的方法，该方法包含：
确定核裂变反应堆中的可控移动棒的至少一个反应性参数，该可控移动棒包括可转换核裂变燃料材料；以及
确定从反应性控制棒和核裂变燃料棒中选择的可控移动棒的应用。
275．如条文274所述的方法，其中响应可控移动棒中的至少一个所确定反应性参数确定从反应性控制棒和核裂变燃料棒中选择的可控移动棒的应用。
276．如条文274所述的方法，还包含比较所确定反应性参数和目标反应性参数。
277．如条文276所述的方法，其中响应所确定反应性参数和目标反应性参数的比较确定从反应性控制棒和核裂变燃料棒中选择的可控移动棒的应用。
278．如条文274所述的方法，其中至少一个反应性参数包括中子吸收系数。
279．如条文278所述的方法，还包含比较所确定中子吸收系数和目标中子吸收系数。
280．如条文279所述的方法，其中响应所确定中子吸收系数和目标中子吸收系数的比较确定从反应性控制棒和核裂变燃料棒中选择的可控移动棒的应用。
281．如条文279所述的方法，其中当所确定中子吸收系数至少是目标中子吸收系数时，可控移动棒的所选应用包括反应性控制棒。
282．如条文279所述的方法，其中当所确定中子吸收系数小于目标中子吸收系数时，可控移动棒的所选应用包括核裂变燃料棒。
283．如条文274所述的方法，其中少一个反应性参数包括中子产生系数。
284．如条文283所述的方法，还包含将所确定中子产生系数与目标中子产生系数相比较。
285．如条文284所述的方法，其中响应所确定中子产生系数和目标中子产生系数的比较确定从反应性控制棒和核裂变燃料棒中选择的可控移动棒的应用。
286．如条文284所述的方法，其中当所确定中子产生系数至少是目标中子产生系数时，可控移动棒的所选应用包括核裂变燃料棒。
287．如条文284所述的方法，其中当所确定中子产生系数小于目标中子产生系数时，可控移动棒的所选应用包括反应性控制棒。
288．如条文274所述的方法，其中确定核裂变反应堆中的可控移动棒的至少一个反应性参数基于可控移动棒的中子暴露历史。
289．如条文274所述的方法，其中确定核裂变反应堆中的可控移动棒的至少一个反应性参数基于可控移动棒的可转换核裂变燃料材料的性质。
290．如条文274所述的方法，其中确定核裂变反应堆中的可控移动棒的至少一个反应性参数基于可控移动棒的可裂变核裂变燃料材料的性质/
291．如条文274所述的方法，其中确定核裂变反应堆中的可控移动棒的至少一个反应性参数基于可控移动棒的中子吸收毒物的性质。
292．如条文274所述的方法，其中确定核裂变反应堆中的可控移动棒的至少一个反应性参数基于可控移动棒的裂变产物的性质。
293．如条文274所述的方法，其中确定核裂变反应堆中的可控移动棒的至少一个反应性参数包括监视核裂变反应堆中的可控移动棒的至少一个反应性参数。
294．如条文274所述的方法，其中确定核裂变反应堆中的可控移动棒的至少一个反应性参数包括预测核裂变反应堆中的可控移动棒的至少一个反应性参数。
295．如条文294所述的方法，其中预测核裂变反应堆中的可控移动棒的至少一个反应性参数包括计算核裂变反应堆中的可控移动棒的至少一个反应性参数。
296．一种确定可控移动棒的应用的系统，该系统包含：
配置成确定核裂变反应堆中的可控移动棒的至少一个反应性参数，该可控移动棒包括可转换核裂变燃料材料的装置；以及
配置成确定从反应性控制棒和核裂变燃料棒中选择的可控移动棒的应用的第一电路。
297．如条文296所述的系统，其中该第一电路响应该装置。
298．如条文296所述的系统，还包含配置成比较所确定反应性参数和目标反应性参数的比较器。
299．如条文298所述的系统，其中该第一电路响应该比较器。
300．如条文299所述的系统，其中至少一个反应性参数包括中子吸收系数。
301．如条文300所述的系统，其中比较器被进一步配置成将所确定中子吸收系数与目标中子吸收系数相比较。
302．如条文301所述的系统，其中第一电路响应比较器对所确定中子吸收系数和目标中子吸收系数的比较。
303．如条文301所述的系统，其中当所确定中子吸收系数至少是目标中子吸收系数时，可控移动棒的所选应用包括反应性控制棒。
304．如条文301所述的系统，其中当所确定中子吸收系数小于目标中子吸收系数时，可控移动棒的所选应用包括核裂变燃料棒。
305．如条文299所述的系统，其中至少一个反应性参数包括中子产生系数。
306．如条文305所述的系统，其中比较器被进一步配置成将所确定中子产生系数与目标中子产生系数相比较。
307．如条文306所述的系统，其中第一电路响应比较器对所确定中子产生系数和目标中子产生系数的比较。
308．如条文306所述的系统，其中当所确定中子产生系数至少是目标中子产生系数时，可控移动棒的所选应用包括核裂变燃料棒。
309．如条文306所述的系统，其中当所确定中子产生系数小于目标中子产生系数时，可控移动棒的所选应用包括反应性控制棒。
310．如条文296所述的系统，其中该装置包括配置成根据可控移动棒的中子暴露历史确定核裂变反应堆中的可控移动棒的至少一个反应性参数的第二电路。
311．如条文296所述的系统，其中该装置包括配置成根据可控移动棒的可转换核裂变燃料材料的性质确定核裂变反应堆中的可控移动棒的至少一个反应性参数的第三电路。
312．如条文296所述的系统，其中该装置包括配置成根据可控移动棒的可裂变核裂变燃料材料的性质确定核裂变反应堆中的可控移动棒的至少一个反应性参数的第四电路。
313．如条文296所述的系统，其中该装置包括配置成根据可控移动棒的中子吸收毒物的性质确定核裂变反应堆中的可控移动棒的至少一个反应性参数的第五电路。
314．如条文296所述的系统，其中该装置包括配置成根据可控移动棒的裂变产物的性质确定核裂变反应堆中的可控移动棒的至少一个反应性参数的第六电路。
315．如条文296所述的系统，其中该装置包括配置成监视核裂变反应堆中的可控移动棒的至少一个反应性参数的至少一个监视设备。
316．如条文296所述的系统，其中该装置包括配置成预测核裂变反应堆中的可控移动棒的至少一个反应性参数的第七电路。
317．如条文316所述的系统，其中该第七电路被进一步配置成计算核裂变反应堆中的可控移动棒的至少一个反应性参数。
318．一种确定可控移动棒的应用的计算机软件程序产品，该计算机软件程序产品包含：
配置成确定核裂变反应堆中的可控移动棒的至少一个反应性参数，该可控移动棒包括可转换核裂变燃料材料的第一计算机可读媒体软件程序代码；以及
配置成确定从反应性控制棒和核裂变燃料棒中选择的可控移动棒的应用的第二计算机可读媒体软件程序代码。
319．如条文318所述的计算机软件程序产品，其中第二计算机可读媒体软件程序代码被进一步配置成响应第一计算机可读媒体软件程序代码确定从反应性控制棒和核裂变燃料棒中选择的可控移动棒的应用。
320．如条文318所述的计算机软件程序产品，还包含配置成比较所确定反应性参数和目标反应性参数的第三计算机可读媒体软件程序代码。
321．如条文320所述的计算机软件程序产品，其中第二计算机可读媒体软件程序代码响应第三计算机可读媒体软件程序代码对所确定反应性参数和目标反应性参数的比较。
322．如条文321所述的计算机软件程序产品，其中至少一个反应性参数包括中子吸收系数。
323．如条文322所述的计算机软件程序产品，其中第三计算机可读媒体软件程序代码被进一步配置成将所确定中子吸收系数与目标中子吸收系数相比较。
324．如条文323所述的计算机软件程序产品，其中第二计算机可读媒体软件程序代码响应第三计算机可读媒体软件程序代码对所确定中子吸收系数和目标中子吸收系数的比较。
325．如条文323所述的计算机软件程序产品，其中当所确定中子吸收系数至少是目标中子吸收系数时，可控移动棒的所选应用包括反应性控制棒。
326．如条文323所述的计算机软件程序产品，其中当所确定中子吸收系数小于目标中子吸收系数时，可控移动棒的所选应用包括核裂变燃料棒。
327．如条文321所述的计算机软件程序产品，其中至少一个反应性参数包括中子产生系数。
328．如条文327所述的计算机软件程序产品，其中第三计算机可读媒体软件程序代码被进一步配置成将所确定中子产生系数与目标中子产生系数相比较。
329．如条文328所述的计算机软件程序产品，其中第二计算机可读媒体软件程序代码响应第三计算机可读媒体软件程序代码对所确定中子产生系数和目标中子产生系数的比较。
330．如条文328所述的计算机软件程序产品，其中当所确定中子产生系数至少是目标中子产生系数时，可控移动棒的所选应用包括核裂变燃料棒。
331．如条文328所述的计算机软件程序产品，其中当所确定中子产生系数小于目标中子产生系数时，可控移动棒的所选应用包括反应性控制棒。
332．如条文318所述的计算机软件程序产品，其中第一计算机可读媒体软件程序代码包括配置成根据可控移动棒的中子暴露历史确定核裂变反应堆中的可控移动棒的至少一个反应性参数的第四计算机可读媒体软件程序代码。
333．如条文318所述的计算机软件程序产品，其中第一计算机可读媒体软件程序代码包括配置成根据可控移动棒的可转换核裂变燃料材料的性质确定核裂变反应堆中的可控移动棒的至少一个反应性参数的第五计算机可读媒体软件程序代码。
334．如条文318所述的计算机软件程序产品，其中第一计算机可读媒体软件程序代码包括配置成根据可控移动棒的可裂变核裂变燃料材料的性质确定核裂变反应堆中的可控移动棒的至少一个反应性参数的第六计算机可读媒体软件程序代码。
335．如条文318所述的计算机软件程序产品，其中第一计算机可读媒体软件程序代码包括配置成根据可控移动棒的中子吸收毒物的性质确定核裂变反应堆中的可控移动棒的至少一个反应性参数的第七计算机可读媒体软件程序代码。
336．如条文318所述的计算机软件程序产品，其中第一计算机可读媒体软件程序代码包括配置成根据可控移动棒的裂变产物的性质确定核裂变反应堆中的可控移动棒的至少一个反应性参数的第八计算机可读媒体软件程序代码。
337．如条文318所述的计算机软件程序产品，其中第一计算机可读媒体软件程序代码包括配置成预测核裂变反应堆中的可控移动棒的至少一个反应性参数的第九计算机可读媒体软件程序代码。
338．如条文337所述的计算机软件程序产品，其中第九计算机可读媒体软件程序代码被进一步配置成计算核裂变反应堆中的可控移动棒的至少一个反应性参数。
339．一种操作核裂变行波反应堆的方法，该方法包含：
将具有第一价值的反应性控制装置插入核裂变行波反应堆的反应堆堆芯的第一地点中；
修改反应性控制装置的价值；以及
将反应性控制装置从该第一地点移动到核裂变行波反应堆的反应堆堆芯的第二地点，使得反应性控制装置具有不同于第一价值的第二价值。
340．如条文339所述的方法，其中修改反应性控制装置的价值包括通过反应性控制装置吸收中子。
341．如条文340所述的方法，其中通过反应性控制装置吸收中子包括通过反应性控制装置的可转换核裂变燃料材料吸收中子。
342．如条文340所述的方法，其中第二价值大于第一价值。
343．如条文339所述的方法，其中修改反应性控制装置的价值包括修改反应性控制棒的自屏蔽可燃烧毒物的吸收效应。
344．如条文343所述的方法，其中修改反应性控制棒的自屏蔽可燃烧毒物的吸收效应包括修改自屏蔽可燃烧毒物的自屏蔽效应。
345．如条文344所述的方法，其中修改自屏蔽可燃烧毒物的自屏蔽效应包括修改自屏蔽可燃烧毒物对中子通量的暴露。
346．如条文345所述的方法，其中修改自屏蔽可燃烧毒物对中子通量的暴露包括修改中子能量。
347．如条文343所述的方法，其中第二价值小于第一价值。
348．如条文343所述的方法，其中第二价值大于第一价值。
虽然本文已经公开了各个方面和实施例，但其它方面和实施例对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的。本文公开的各个方面和实施例只是为了例示的目的，而不是打算限制本发明，本发明的真正范围和精神由如下权利要求书指出。
Claims (72)
1.一种用于核裂变反应堆的反应性控制组件，该反应性控制组件包含：
包括配置成吸收中子的中子吸收材料的反应性控制棒，该中子吸收材料的至少一部分包括可转换核裂变燃料材料；以及
在物理上与该反应性控制棒相联系的至少一个传感器，该至少一个传感器被配置成感测与反应性控制棒相联系的至少一个反应性参数的状态。
2.如权利要求1所述的组件，其中中子吸收材料被配置成吸收快谱中子。
3.如权利要求2、37和56的任何一项所述的组件，其中中子吸收材料被进一步配置成降低中子的慢化。
4.如权利要求2和37的任何一项所述的组件，其中快谱中子是核裂变行波的一部分。
5.如权利要求1、37和56的任何一项所述的组件，其中可转换核裂变燃料材料包括从铀和钍中选择的至少一种元素。
6.如权利要求1、37和56的任何一项所述的组件，其中反应性控制棒进一步包括中子慢化材料。
7.如权利要求6所述的组件，其中中子慢化材料包括从氢、氘、氦、锂、硼、碳、石墨、钠、和铅中选择的至少一种中子慢化剂。
8.如权利要求6所述的组件，其中中子慢化材料充分非均匀地分布在反应性控制棒内。
9.如权利要求6所述的组件，其中中子慢化材料充分均匀地分布在反应性控制棒内。
10.如权利要求1、37和56的任何一项所述的组件，其中中子吸收材料进一步包括中子吸收毒物。
11.如权利要求10所述的组件，其中中子吸收毒物包括从银、铟、镉、钆、铪、锂、3氦、裂变产物、镤、镎、硼等选择的至少一种毒物。
12.如权利要求10所述的组件，其中中子吸收毒物充分非均匀地分布在反应性控制棒内。
13.如权利要求10所述的组件，其中中子吸收毒物充分均匀地分布在反应性控制棒内。
14.如权利要求10所述的组件，其中使可转换核裂变燃料材料可达到的对反应性的影响与中子吸收毒物可达到的对反应性的影响均衡。
15.如权利要求10所述的组件，其中：
反应性控制棒具有第一区域和第二区域；
在反应性控制棒的第一区域中布置第一浓度的中子吸收毒物，以及在反应性控制棒的第二区域中布置第二浓度的中子吸收毒物；以及
在反应性控制棒的第一区域中布置第三浓度的可转换核裂变燃料材料，以及在反应性控制棒的第二区域中布置第四浓度的可转换核裂变燃料材料。
16.如权利要求15所述的组件，其中使第二浓度的中子吸收毒物的反应性影响与第三浓度的可转换核裂变燃料材料的反应性影响充分均衡。
17.如权利要求15所述的组件，其中使第一浓度的中子吸收毒物的反应性影响与第四浓度的可转换核裂变燃料材料的反应性影响充分均衡。
18.如权利要求15所述的组件，其中使第二浓度的中子吸收毒物的反应性影响不同于第三浓度的可转换核裂变燃料材料的反应性影响。
19.如权利要求15所述的组件，其中使第一浓度的中子吸收毒物的反应性影响不同于第四浓度的可转换核裂变燃料材料的反应性影响。
20.如权利要求15所述的组件，其中使第一和第三浓度的反应性影响总和与第二和第四浓度的反应性影响总和充分均衡。
21.如权利要求15所述的组件，其中使反应性影响在第一区域与第二区域之间充分恒定。
22.如权利要求10所述的组件，其中可转换核裂变燃料材料和中子吸收毒物的至少一种的浓度沿着连续梯度变化。
23.如权利要求10所述的组件，其中可转换核裂变燃料材料和中子吸收毒物的至少一种以粉末形式提供。
24.如权利要求10所述的组件，其中可转换核裂变燃料材料和中子吸收毒物的至少一种的浓度沿着非连续梯度变化。
25.如权利要求10所述的组件，其中可转换核裂变燃料材料和中子吸收毒物的至少一种以离散颗粒形式提供。
26.如权利要求10所述的组件，其中可转换核裂变燃料材料和中子吸收毒物在空间上是相对固定的。
27.如权利要求10所述的组件，其中可转换核裂变燃料材料和中子吸收毒物在空间上可相对移动。
28.如权利要求1、43和62的任何一项所述的组件，其中物理联系包括从位于反应性控制棒的内部和附在反应性控制棒的外部中选择的至少一种联系。
29.如权利要求1所述的组件，其中反应性参数包括从中子注量、中子通量、中子裂变、裂变产物、放射性衰变事件、温度、压强、功率、同位素浓度、燃耗、和中子谱中选择的至少一种参数。
30.如权利要求1、42和61的任何一项所述的组件，其中传感器包括从裂变检测器、中子通量监视器、中子注量传感器、裂变产物检测器、温度传感器、压强传感器、和功率传感器中选择的至少一种传感器。
31.如权利要求1、42和61的任何一项所述的组件，其中至少一个传感器是可替换的。
32.如权利要求1、37和56的任何一项所述的组件，其中反应性控制棒限定配置成累积裂变产物的至少一个腔室。
33.如权利要求32所述的组件，其中该腔室包括空腔。
34.如权利要求33所述的组件，其中空腔位于距可转换核裂变燃料材料裂变诱发中子的至少一个平均自由程。
35.如权利要求1所述的组件，还包含配置成校准至少一个传感器的校准设备。
36.如权利要求1所述的组件，还包含可操作地与至少一个传感器耦合的至少一个通信设备。
37.一种用于具有快中子谱的核裂变反应堆的反应性控制系统，该反应性控制系统包含：
包括配置成吸收快谱中子的中子吸收材料的反应性控制棒，该中子吸收材料的至少一部分包括可转换核裂变燃料材料；以及
响应于至少一个反应性参数并且可操作地与反应性控制棒耦合的致动器。
38.如权利要求37所述的系统，其中至少一个反应性参数包括核裂变反应堆的至少一个反应性参数。
39.如权利要求37所述的系统，其中至少一个反应性参数包括反应性控制棒的至少一个反应性参数。
40.如权利要求37所述的系统，其中反应性参数包括从中子注量、中子通量、中子裂变、裂变产物、放射性衰变事件、温度、压强、功率、同位素浓度、燃耗、和中子谱中选择的至少一个参数。
41.如权利要求37所述的系统，还包含配置成确定至少一个反应性参数的装置。
42.如权利要求41所述的系统，其中该装置包括至少一个传感器。
43.如权利要求42所述的系统，其中至少一个传感器在物理上与反应性控制棒相联系。
44.如权利要求42所述的系统，其中至少一个传感器被配置成感测至少一个反应性参数的状态。
45.如权利要求42所述的系统，还包含配置成校准至少一个传感器的校准设备。
46.如权利要求41所述的系统，其中该装置包括配置成确定至少一个反应性参数的电路。
47.如权利要求37和56的任何一项所述的系统，其中反应性控制棒与致动器电磁耦合。
48.如权利要求37所述的系统，其中反应性控制棒与致动器机械链接。
49.如权利要求37所述的系统，还包含：
配置成生成棒控制信号的致动器控制器，致动器被配置成响应棒控制信号，移动可操作地与之耦合的反应性控制棒。
50.如权利要求49所述的系统，还包含配置成将棒控制信号从致动器控制器通信到致动器的通信设备。
51.如权利要求49所述的系统，其中致动器控制器包括操作人员界面。
52.如权利要求49所述的系统，其中致动器控制器包括配置成根据至少一个反应性参数自动生成棒控制信号的电路。
53.如权利要求37和56的任何一项所述的系统，其中致动器被配置成双向驱动反应性控制棒。
54.如权利要求53所述的系统，其中致动器被进一步配置成在第一停止位置与第二停止位置之间的至少一个中间位置上停止驱动反应性控制棒。
55.如权利要求37和65的任何一项所述的系统，其中致动器包括反应性控制棒驱动机构。
56.一种具有快中子谱的核裂变行波反应堆，该核裂变行波反应堆包含：
包括配置成在其中传播具有快中子谱的核裂变行波的核裂变燃料材料的核裂变行波反应堆堆芯；以及
反应性控制系统，其包括：
多根反应性控制棒，多根反应性控制棒的每一根包括配置成吸收核裂变行波的快谱中子的中子吸收材料，该中子吸收材料的至少一部分包括可转换核裂变燃料材料；以及
多个致动器，多个致动器每一个都响应于至少一个反应性参数并且可操作地与多根反应性控制棒的至少一根耦合。
57.如权利要求56所述的反应堆，其中至少一个反应性参数包括核裂变行波反应堆的至少一个反应性参数。
58.如权利要求56所述的反应堆，其中至少一个反应性参数包括多根反应性控制棒的至少一根的至少一个反应性参数。
59.如权利要求56所述的反应堆，其中反应性参数包括从中子注量、中子通量、中子裂变、裂变产物、放射性衰变事件、温度、压强、功率、同位素浓度、燃耗、和中子谱中选择的至少一个参数。
60.如权利要求56所述的反应堆，还包含配置成确定至少一个反应性参数的至少一种装置。
61.如权利要求60所述的反应堆，其中该至少一种装置包括至少一个传感器。
62.如权利要求61所述的反应堆，其中至少一个传感器在物理上与反应性控制棒相联系。
63.如权利要求61所述的反应堆，其中至少一个传感器被配置成感测至少一个反应性参数的状态。
64.如权利要求56所述的反应堆，还包含配置成校准至少一个传感器的校准设备。
65.如权利要求60所述的反应堆，其中该至少一种装置包括配置成确定至少一个反应性参数的至少一个电路。
66.如权利要求65所述的反应堆，其中该电路被进一步配置成模拟至少一个反应性参数。
67.如权利要求65所述的反应堆，其中该电路被进一步配置成预测至少一个反应性参数。
68.如权利要求65所述的反应堆，其中该电路被进一步配置成选择至少一个预定反应性参数。
69.如权利要求56所述的反应堆，还包含：
配置成生成棒控制信号的致动器控制器，致动器被配置成响应棒控制信号移动可操作地与之耦合的反应性控制棒。
70.如权利要求69所述的反应堆，还包含配置成将棒控制信号从致动器控制器通信到致动器的通信设备。
71.如权利要求69所述的反应堆，其中致动器控制器包括操作人员界面。
72.如权利要求69所述的反应堆，其中致动器控制器包括配置成根据至少一个反应性参数自动生成棒控制信号的电路。
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