CN103026422A - 液态燃料核裂变反应堆 - Google Patents

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Abstract

所公开的实施例包括核裂变反应堆、核裂变燃料细棒、操作核裂变反应堆的方法、给核裂变反应堆加燃料的方法和制造核裂变燃料细棒的方法。

Description

液态燃料核裂变反应堆
交叉引用相关申请
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35USC§119（e）的权益）。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）的额外法定要求，本申请构成2010年5月25日提交、发明人为Roderick A.Hyde和Jon D.McWhirter、发明名称为“LIQUID FUEL NUCLEAR FISSION REACTOR（液态燃料核裂变反应堆）”的美国专利申请第12/800,400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继续申请还是部分继续申请的公告。有关细节请参阅可在http://www.uspto.gov/web/offices/com/sol/og/2003/week11/patbene.htm上查到的文章Stephen G. Kunin，Benefit ofPrior-Filed Application，USPTO Official Gazette March18，2003。本申请人实体（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。申请人明白，该法规在其特定引用语言上是明确的，不需要序列号或像“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，但申请人明白，USPTO的计算机程序有某些数据输入要求，因此申请人将本申请指定成如上所述它的父代申请的部分继续，但明确指出，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。
技术领域
本申请涉及核裂变反应堆。
发明内容
所公开的实施例包括核裂变反应堆、核裂变燃料细棒、操作核裂变反应堆的方法、给核裂变反应堆加燃料的方法和制造核裂变燃料细棒的方法。
上文是一个总结，因此可能包含细节的简化、概括、蕴含和/或省略；因此，本领域的技术人员将懂得，该总结只是说明性的，而决不打算是限制性的。本文所述的设备和/或过程的其他方面、特征和优点和/或其他主题将在本文给出的教导中变得显然。
附图说明
图1A-1C是说明性核裂变反应堆局部示意形式的俯视图。
图1D-1F是说明性核裂变反应堆局部示意形式的侧视图。
图1G是说明性核裂变燃料细棒局部示意形式的侧视图。
图1H是说明性核裂变反应堆局部示意形式的俯视图。
图1I是说明性核裂变反应堆局部示意形式的侧视图。
图1J是说明性核裂变反应堆局部剖面的透视图。
图2A是说明性核裂变反应堆局部示意形式的俯视图。
图2B是说明性核裂变反应堆局部示意形式的侧视图。
图2C是说明性核裂变反应堆局部示意形式的俯视图。
图2D是说明性核裂变反应堆局部示意形式的侧视图。
图2E是说明性核裂变反应堆局部剖面的透视图。
图3A是说明性核裂变反应堆局部示意形式的侧视图。
图4A-4C是说明性核裂变反应堆局部示意形式的侧视图。
图5A是操作核裂变反应堆的说明性方法的流程图。
图5B-5D是图5A的方法的说明性细节的流程图。
图6A是操作核裂变反应堆的说明性方法的流程图。
图6B-6E是图6A的方法的说明性细节的流程图。
图7A是操作核裂变反应堆的说明性方法的流程图。
图7B-7G是图7A的方法的说明性细节的流程图。
图8A是给核裂变反应堆加燃料的说明性方法的流程图。
图8B-8H是图8A的方法的说明性细节的流程图。
图9A是制造核裂变燃料细棒的说明性方法的流程图。
图9B-9J是图9A的方法的说明性细节的流程图。
图10A是制造核裂变燃料细棒的说明性方法的流程图。
图10B-10I是图10A的方法的说明性细节的流程图。
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，相似的符号通常标识相似的部件，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说明性实施例并不意味着限制性的。可以不偏离本文展示的主题的精神或范围地利用其他实施例，以及可以作出其他改变。
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，要明白，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打算是限制性的。
说明性核裂变反应堆
通过概述给出以及参照图1A，在非限制性实施例中，说明性核裂变反应堆10包括反应堆容器12。在反应堆容器12中容纳着溶解在中子半透明液态载体材料中的可裂变核裂变燃料材料的溶液14。将未溶解的可转换核裂变燃料材料16布置成与溶液14接触。可转换核裂变燃料材料16可嬗变成可裂变核裂变燃料材料。
仍然通过概述给出，在运行中，未溶解的可转换核裂变燃料材料16的一部分嬗变成可裂变核裂变燃料材料。嬗变的可裂变核裂变燃料材料扩散到溶液14中。
因此，在一些实施例中，嬗变的可裂变核裂变燃料材料扩散到溶液14中有助于补充在可裂变核裂变燃料材料的裂变期间消耗的那一部分可裂变核裂变燃料材料。
下面通过例子而不是限制地给出非限制性、说明性细节。
仍然参照图1A，可裂变核裂变燃料材料在中子半透明液态载体材料中的溶解度大于可转换核裂变燃料材料16在中子半透明液态载体材料中的溶解度。在一些实施例中以及如上所述，可裂变核裂变燃料材料可溶解在中子半透明液态载体材料中，从而形成溶液14。在一些实施例中，可转换核裂变燃料材料16基本上不可溶解在中子半透明液态载体材料中。
液态载体材料、可裂变核裂变燃料材料和可转换核裂变燃料材料16可以按照上述溶解度和中子半透明关系，如所希望的那样在其间之间选择。
例如，在各种实施例中，中子半透明液态载体材料可以包括像镁、银、钙、镍等那样的液态材料。在一些实施例中，可裂变核裂变燃料材料可以包括239Pu。此外，在一些实施例中，可转换核裂变燃料材料16可以包括238U。
下面通过例示而不是限制地说明一个例子。在一个说明性实施例中，液态载体材料可以包括液态Mg，可裂变核裂变燃料材料可以包括239Pu，和可转换核裂变燃料材料16可以包括238U。在这样的说明性情况下，Mg具有大约650°C的熔点。液态Mg载体材料是239Pu可裂变核裂变燃料材料的溶剂，钚使镁的熔点降低。通过非限制性例子给出，在大约5％Pu原子上，以大约600°C的熔融温度形成共晶复合物。液态Mg载体材料不是238U可转换核裂变燃料材料16的溶剂（以及在固态和液态形式下基本上不混溶）。此外，Mg在快中子谱中具有大约1mb（毫靶）的数量级的中子吸收截面。因此，这样在快中子谱中的低中子吸收截面使液态Mg载体材料对于239Pu可裂变核裂变燃料材料来说是中子半透明的。
应该懂得，传质扩散系数影响嬗变可裂变核裂变燃料材料的扩散。对于上面讨论的材料的非限制性组合，Pu通过液态Mg的传质扩散系数近似等于1E-05cm2/s。如下面进一步讨论，嬗变的可裂变核裂变燃料材料首先通过可转换核裂变燃料材料16扩散到达溶液14。考虑到这一点，Pu通过U的传质扩散系数近似等于1E-12cm2/s。
如上所述，将未溶解的可转换核裂变燃料材料16布置成与溶液14接触。在一些实施例中，可转换核裂变燃料材料16可以与中子半透明液态载体材料直接物理接触。此外，在一些实施例中，可转换核裂变燃料材料16可以悬浮在中子半透明液态载体材料中。
为此，在一些实施例中，可以以固态形式提供可转换核裂变燃料材料16。在各种实施例中，可以以像细粒形式、线形式、板形式、泡沫形式等那样的各种形式提供可转换核裂变燃料材料。
与提供可转换核裂变燃料材料的形式无关以及如上所述，嬗变的可裂变核裂变燃料材料首先通过可转换核裂变燃料材料16扩散到达溶液14。应该懂得，通过可转换核裂变燃料材料的形式提供的特定表面积越大，嬗变的可裂变核裂变燃料材料通过可转换核裂变燃料材料到达液态载体材料的扩散率就越大。还应该懂得，当以细粒形式提供可转换核裂变燃料材料时，小颗粒大小可以有助于没有大浓度差异（分布在可转换核裂变燃料材料中的嬗变可裂变核裂变燃料材料与溶解在中子半透明液态载体材料中的可裂变核裂变燃料材料之间）地引起（嬗变可裂变核裂变燃料材料的）大浓度梯度。因此，建立起比中子半透明液态载体材料中的可裂变核裂变燃料材料的浓度大的可转换核裂变燃料材料中的可裂变核裂变燃料材料的浓度。正是这种浓度梯度使嬗变可裂变核裂变燃料材料通过可转换核裂变燃料材料16扩散到溶液14中。
仍然参照图1A，溶液14和可转换核裂变燃料材料16可以以如所希望的任何方式分布在反应堆容器12中。为此，从显示在图1A中的例示图中得不到任何限制暗示，或推断不出任何限制。
现在参照图1B，在一些实施例中，溶液14和可转换核裂变燃料材料16可以各向同性地分布在反应堆容器12中。例如，可转换核裂变燃料材料16可以以可以适用各向同性分布在溶液14内的任何形式，非限制性地比如像芯块、圆棒、颗粒悬浮、泡沫等那样的任何一种或多种形式提供。
通过各向同性分布的非限制性例子给出，对于60v/o范围内的贫铀U，需要8-9v/o的Mg中Pu，以便达到潜在临界配置（也就是说，k∞>1）。按体积计，太多的贫铀U导致不可用作燃料的k∞<1（也就是说，不能成为自持的）。在大约9v/o的Mg中Pu（大约50w/o Pu）上，液态Pu从溶液中出来与Mg分开，形成两个液体系统，因此，这是从高端对Pu水平的另一种约束。
可以以几种方式的任何一种或多种降低贫铀U对k∞的影响，比如通过：（i）使U以降低的浓度悬浮在Pu-Mg溶液中，从而导致较高的k∞；（ii）用像MgO那样的固态、不可溶解、中子半透明材料稀释U；或（iii）以具有高得多的孔隙率，因此具有较低浓度的泡沫形式提供U，从而导致较高的k∞。
在这些情况的任何一种下，如果U含量降低到大约50v/o，则像大约3-5v/o的数量级那样的较低Pu浓度就可以导致k∞>1。
在一些其他实施例中以及参照图1C和1D，溶液14和可转换核裂变燃料材料16可以各向异性地分布在反应堆容器12中。各向异性分布可以是如所希望的任何各向异性分布，而无意局限于显示在图中的各向异性分布。
通过非限制性例子给出以及如图1C所示，在一些实施例中，可以将溶液14的一部分18容纳在反应堆容器12的裂变区20中。可以将可转换核裂变燃料材料16和溶液14的一部分22容纳在反应堆容器12的可转换再生区24中。在这样的实施例中，可转换再生区24与裂变区20液压连通（因为液态载体材料占据裂变区20和可转换再生区24）以及与裂变区20中子连通（因为溶解在中子半透明液态载体材料中的可裂变核裂变燃料材料的溶液14占据裂变区20和可转换再生区24）。
在其他实施例中以及现在参照图1E，可以将核裂变燃料细棒26容纳在核反应堆容器12中。每根核裂变燃料细棒26具有轴端28和轴端30。
另外参照图1F，在一些实施例中，可以将至少一根核裂变燃料细棒26的一部分32布置在裂变区20中，以及可以将至少一根核裂变燃料细棒26的一部分34布置在可转换再生区24中。
另外参照图1G，在一些实施例中，使溶液14分布遍及多根核裂变燃料细棒26的每一根，以及可以将可转换核裂变燃料材料16容纳在朝向轴端28和30布置的可转换再生带36和38中。因此，应该懂得，在一些实施例中，可转换再生区24（图1F）可以处在朝向核裂变燃料细棒26的轴端28的位置上，另一个可转换再生区24（图1F）可以处在朝向核裂变燃料细棒26的轴端30的位置上。
现在参照图1H和1J，在一些实施例中，可以将可转换再生模块40布置在可转换再生区20中。在这样的实施例中，将可转换核裂变燃料材料容纳在可转换再生模块40中。
现在参照图1I和1J，在一些实施例中，可以与溶液14热连通地布置至少一个热交换器元件42。图1I以局部示意形式表示一个实施例的一般描绘，而图1J表示包括可转换再生模块40的一个实施例的更详细视图。在一些情况下，可以将热交换器元件42浸在溶液14中。此外，在一些情况下，可以将环形筒44与热交换器元件42相邻地布置在反应堆容器12中，以便可以通过热交换器元件42和围绕环形筒44建立溶液的自然循环。
为此，将溶液14填充在反应堆容器12中直到比热交换器元件42和环形筒44高的水平45上。在这样的安排中，来自裂变区20中的裂变的热量使可裂变溶液14如箭头46所指上升。上升溶液14如箭头47所指围绕环形筒44流入热交换器元件42中。热交换器元件42使流过其中的溶液14冷却。已经被热交换器元件42冷却的溶液14如箭头48所指向下流动。向下流动溶液14如箭头49所指围绕环形筒44流动并进入裂变区20中，从而建立自然循环回路。
应该懂得，可以以如希望的任何方式控制反应性。例如，通过例示而不是限制地给出，可以通过非限制性地像如下那样的任何一种或多种说明性反应性控制方法的方式控制反应性：使中子吸收毒物溶解在液态载体材料中；将中子吸收材料的控制棒（未示出）插入溶液14中或从溶液14中拔出控制棒；使可转换核裂变燃料材料16和可裂变核裂变燃料材料如希望那样重新分布；加入中子半透明液态载体材料以便降低中子半透明液态载体材料中可裂变核裂变燃料材料的浓度；以及插入中子半透明材料取代溶液14（含有可裂变核裂变燃料材料）等。
在本文公开的所有实施例中可以以相似方式控制反应性。这样，为了简洁起见，无需为了理解公开的实施例而在所有实施例中重复反应性控制的细节。
既然已经给出了一些实施例和一些方面的概述，接着将描述附加实施例、方面和说明性细节。为了简洁起见，无需和不再重复与前述实施例共有的部件的细节，并再次使用相同标号。
现在参照图2A和2B，核裂变反应堆210包括含有溶液在中子半透明液态载体材料中的可裂变核裂变燃料材料的溶液14的反应堆容器12。反应堆容器12限定朝向反应堆容器12的集中区域221的裂变区20和朝向反应堆容器12的外围区域225的可转换再生区24。将未溶解的可转换核裂变燃料材料16与溶液接触地布置在可转换再生区24中。可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料。
在一些实施例中，反应堆容器12可以是圆柱形的。在这样的情况下以及如图2A所示，外围区域225可以包括径向外围区。但是，反应堆容器12无需是圆柱形的，而是可以具有如所希望的任何形状。与反应堆容器12的形状无关以及如图2B所示，在一些实施例中，外围区域225可以包括轴向外围区。此外如图2B所示，应该懂得，可以在两个轴向外围区225上建立可转换再生区24。但是，还应该懂得，无需在两个轴向外围区225上建立可转换再生区24。为此，在一些实施例中，可以在轴向外围区225之一但不是两者上建立可转换再生区225。
下面将简要提及前面已经详细说明过的一些方面。如上所讨论，可裂变核裂变燃料材料在中子半透明液态载体材料中的溶解度大于可转换核裂变燃料材料16在中子半透明液态载体材料中的溶解度。在一些实施例中以及如上所述，可裂变核裂变燃料材料可溶解在中子半透明液态载体材料中，从而形成溶液14。在一些实施例中，可转换核裂变燃料材料16基本上不可溶解在中子半透明液态载体材料中。
在各种实施例中，中子半透明液态载体材料可以包括像镁、银、钙、镍等那样的液态材料。在一些实施例中，可裂变核裂变燃料材料可以包括239Pu。此外，在一些实施例中，可转换核裂变燃料材料16可以包括238U。
如上所述，将未溶解的可转换核裂变燃料材料16布置成与溶液14接触。在一些实施例中，可转换核裂变燃料材料16可以与中子半透明液态载体材料直接物理接触。此外，在一些实施例中，可转换核裂变燃料材料16可以悬浮在中子半透明液态载体材料中。
在一些实施例中，可以以固态形式提供可转换核裂变燃料材料16。在各种实施例中，可以以像细粒形式、线形式、板形式、泡沫形式等那样的各种形式提供可转换核裂变燃料材料。
现在参照图2C和2E，在一些实施例中，可以朝向外围区域225地将可转换再生模块40布置在可转换再生区20中。在这样的实施例中，将可转换核裂变燃料材料16容纳在可转换再生模块40中。
现在参照图2D和2E，在一些实施例中，可以与溶液14热连通地布置至少一个热交换器元件42。图2D以局部示意形式表示一个实施例的一般描绘，而图2E表示包括可转换再生模块40的一个实施例的更详细视图。在一些情况下，可以将热交换器元件42浸在溶液14中。此外，在一些情况下，可以将环形筒44与热交换器元件42相邻地布置在反应堆容器12中，以便可以通过热交换器元件42和围绕环形筒44建立溶液的自然循环。这里无需重复与上面参考图1H-1J所述的那些类似的细节。
现在参照图3A，在另一个说明性实施例中，核裂变反应堆300包括反应堆容器12和容纳在反应堆容器12中的核裂变燃料细棒26。每根核裂变燃料细棒具有轴端28和轴端30。可裂变核裂变燃料材料的溶液14溶解在中子半透明液态载体材料中，以及溶液14分布遍及每根核裂变燃料细棒26。核裂变燃料细棒26的集中轴区321限定核反应堆容器12的裂变区20。将未溶解的可转换核裂变燃料材料16与溶液接触地布置在分别朝向每根核裂变燃料细棒26的轴端28和30布置的可转换再生带36和38中。可转换核裂变燃料材料16可嬗变成可裂变核裂变燃料材料。核裂变燃料细棒26的可转换再生带36和38限定可转换再生区24。
上面参考图1G讨论了说明性核裂变燃料细棒26，这里无需重复它的细节。下面将简要提及前面已经详细说明过的一些方面。
如上所讨论，可裂变核裂变燃料材料在中子半透明液态载体材料中的溶解度大于可转换核裂变燃料材料16在中子半透明液态载体材料中的溶解度。在一些实施例中以及如上所述，可裂变核裂变燃料材料可溶解在中子半透明液态载体材料中，从而形成溶液14。在一些实施例中，可转换核裂变燃料材料16基本上不可溶解在中子半透明液态载体材料中。
在各种实施例中，中子半透明液态载体材料可以包括像镁、银、钙、镍等那样的液态材料。在一些实施例中，可裂变核裂变燃料材料可以包括239Pu。此外，在一些实施例中，可转换核裂变燃料材料16可以包括238U。
如上所述，将未溶解的可转换核裂变燃料材料16布置成与溶液14接触。在一些实施例中，可转换核裂变燃料材料16可以与中子半透明液态载体材料直接物理接触。此外，在一些实施例中，可转换核裂变燃料材料16可以悬浮在中子半透明液态载体材料中。
在一些实施例中，可以以固态形式提供可转换核裂变燃料材料16。在各种实施例中，可以以像细粒形式、线形式、板形式、泡沫形式等那样的各种形式提供可转换核裂变燃料材料。
说明性核裂变燃料细棒
现在参照图4A，在另一个说明性实施例中，核裂变燃料细棒426包括限制细长外壳452的包层450。可裂变核裂变燃料材料的溶液14溶解在中子半透明液态载体材料中。溶液14遍及细长外壳452分布。将未溶解的可转换核裂变燃料材料16与溶液14接触地布置在细长外壳452中。可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料。
在一些实施例中，细长外壳452具有轴端28和30和在轴端28和30之间的集中轴区29。
仍然参照图4A，溶液14和可转换核裂变燃料材料16可以以如希望的任何方式分布在细长外壳452中。为此，从显示在图4A中的例示图中得不到任何限制暗示，或推断不出任何限制。在一些实施例中，溶液14和可转换核裂变燃料材料16可以各向同性地分布在细长外壳452中。
现在参照图4B，在一些其他实施例中，溶液14和可转换核裂变燃料材料16可以各向异性地分布在细长外壳452中。各向异性分布可以是如所希望的任何各向异性分布，而无意局限于显示在图中的各向异性分布。
仍然参照图4B，在一些实施例中，集中轴区29限定核裂变燃料细棒426的裂变区20。
在一些实施例中，可以朝向轴端28和30布置可转换核裂变燃料材料16。在这样的情况下，轴端28和30可以分别限定核裂变燃料细棒426的可转换再生带36和38。
下面将简要提及前面已经详细说明过的一些方面。
现在参照图4A和4B以及如上所讨论，可裂变核裂变燃料材料在中子半透明液态载体材料中的溶解度大于可转换核裂变燃料材料16在中子半透明液态载体材料中的溶解度。在一些实施例中以及如上所述，可裂变核裂变燃料材料可溶解在中子半透明液态载体材料中，从而形成溶液14。在一些实施例中，可转换核裂变燃料材料16基本上不可溶解在中子半透明液态载体材料中。
在各种实施例中，中子半透明液态载体材料可以包括像镁、银、钙、镍等那样的液态材料。在一些实施例中，可裂变核裂变燃料材料可以包括239Pu。此外，在一些实施例中，可转换核裂变燃料材料16可以包括238U。
如上所述，将未溶解的可转换核裂变燃料材料16布置成与溶液14接触。在一些实施例中，可转换核裂变燃料材料16可以与中子半透明液态载体材料直接物理接触。此外，在一些实施例中，可转换核裂变燃料材料16可以悬浮在中子半透明液态载体材料中。
在一些实施例中，可以以固态形式提供可转换核裂变燃料材料16。在各种实施例中，可以以像细粒形式、线形式、板形式、泡沫形式等那样的各种形式提供可转换核裂变燃料材料。
现在参照图4C，在一些实施例中，可以将可转换核裂变燃料材料16布置成与细长外壳452的壳壁接触。通过非限制性例子给出，可以将可转换核裂变燃料材料16布置成与壳壁454的内表面456接触。
既然已经讨论了包括核裂变反应堆和核裂变燃料细棒的各种实施例，下面将讨论包括各种方法的其他实施例。有关中子和质量转移的进一步说明性细节将通过非限制性例子给出。
说明性方法
下文是描绘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经由示范性实现的实现，此后，接着的流程图展示初始流程图的可替代实现和/或扩展作为建立在一个或多个较早展示流程图上的分部件步骤或附加部件步骤。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，从展示展示示范性实现的流程图开始，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化和/或面向对象程序设计范例。
有关可裂变核裂变燃料材料、中子半透明液态载体材料、溶解在中子半透明液态载体材料中的可裂变核裂变燃料材料的溶液和可转换核裂变燃料材料的细节上面已经讨论过，在随后说明性、非限制性方法的背景下无需重复。
现在参照图5A，在一个实施例中，提供了操作核裂变反应堆的说明性方法500。该方法500从方块502开始。在方块504中，使未溶解的可转换核裂变燃料材料的一部分嬗变成可裂变核裂变燃料材料，未溶解的可转换核裂变燃料材料被布置成与溶解在中子半透明液态载体材料中的可裂变核裂变燃料材料的溶液接触。通过例子而非限制地给出，当238U受到中子通量作用时，238U将嬗变成239Pu。更具体地说，当238U的原子受到中子通量作用时，它的原子核将俘获中子，从而使自己变成239U。然后239U迅速经历两次β衰变。在238U吸收中子变成239U之后，它接着通过β-衰变放出电子和反中微子
Figure BDA00002776715700111
变成239Np，然后通过第二次β-衰变放出另一个电子和反中微子变成239Pu。在方块506中，使嬗变的可裂变核裂变燃料材料扩散到溶液。该方法终止在方块508上。
另外参照图5B，在一些实施例中，在方块510中，可以使中间嬗变的材料扩散到溶液。通过非限制性例子给出，如上所讨论，中间嬗变材料可以非限制性地包括239U和239Np。
另外参照图5C，在一些实施例中，在方块512中，使可裂变核裂变燃料材料的一部分裂变。在这样的情况下，可裂变核裂变燃料材料的裂变可以提供作用于可转换核裂变燃料材料的中子通量，从而在方块504（图5A）中使未溶解的可转换核裂变燃料材料的一部分嬗变。
另外参照图5D，在一些实施例中，在方块506中使嬗变的可裂变核裂变燃料材料扩散到溶液可以包括在方块514中使嬗变的可裂变核裂变燃料材料扩散通过未溶解的可转换核裂变燃料材料。例如以及如上所讨论，与提供可转换核裂变燃料材料的形式无关，通过可转换核裂变燃料材料的形式提供的特定表面积越大，嬗变的可裂变核裂变燃料材料通过可转换核裂变燃料材料到达液态载体材料的扩散率就越大。还应该懂得，当以细粒形式提供可转换核裂变燃料材料时，小颗粒大小可以有助于没有大浓度差异（溶解在可转换核裂变燃料材料中的嬗变可裂变核裂变燃料材料与溶解在中子半透明液态载体材料中的可裂变核裂变燃料材料之间）地引起（溶解可裂变核裂变燃料材料的）大浓度梯度。因此，建立起比中子半透明液态载体材料中的可裂变核裂变燃料材料的浓度大的可转换核裂变燃料材料中的可裂变核裂变燃料材料的浓度。正是这种浓度梯度使嬗变可裂变核裂变燃料材料通过可转换核裂变燃料材料16扩散到溶液14中。
现在参照图6A，在另一个说明性实施例中，提供了操作核裂变反应堆的方法600。该方法600从方块602开始。在方块604中，在溶解在中子半透明液态载体材料中的可裂变核裂变燃料材料的溶液中建立可裂变核裂变燃料材料的第一浓度。在方块606中，在布置成与溶液接触的未溶解的可转换核裂变燃料材料中建立可裂变核裂变燃料材料的第二浓度，第二浓度大于第一浓度。在方块608中，使可裂变核裂变燃料材料通过未溶解的可转换核裂变燃料材料向溶液扩散。该方法终止在方块610上。
另外参照图6B，在一些实施例中，在方块604中在溶解在中子半透明液态载体材料中的可裂变核裂变燃料材料的溶液中建立可裂变核裂变燃料材料的第一浓度可以包括在方块612中在溶解在中子半透明液态载体材料中的可裂变核裂变燃料材料的溶液中消耗可裂变核裂变燃料材料的一部分。另外参照图6C以及通过非限制性例子给出，在方块612中在溶解在中子半透明液态载体材料中的可裂变核裂变燃料材料的溶液中消耗可裂变核裂变燃料材料的一部分可以包括在方块614中在溶解在中子半透明液态载体材料中的可裂变核裂变燃料材料的溶液中使可裂变核裂变燃料材料的一部分裂变。
另外参照图6D，在一些实施例中，在方块606中，在布置在溶液中的未溶解的可转换核裂变燃料材料中建立可裂变核裂变燃料材料的第二浓度，第二浓度大于第一浓度可以包括在方块616中使可转换核裂变燃料材料的一部分嬗变成可裂变核裂变燃料材料。通过例子而非限制地给出，在一些实施例中，如上所讨论，当238U受到中子通量作用时，238U将嬗变成239Pu。更具体地说，当238U的原子受到中子通量作用时，它的原子核将俘获中子，从而使自己变成239U。然后239U迅速经历两次β衰变。在238U吸收中子变成239U之后，它接着通过β-衰变放出电子和反中微子
Figure BDA00002776715700131
变成239Np，然后通过第二次β-衰变放出另一个电子和反中微子变成239Pu。
另外参照图6E，在一些实施例中，在方块618中，可以使中间嬗变的材料扩散到溶液。通过非限制性例子给出，如上所讨论，中间嬗变材料可以非限制性地包括239U和239Np。
现在参照图7A，在另一个实施例中，提供了操作核裂变反应堆的方法700。该方法700从方块702开始。在方块704中，在核裂变反应堆的反应堆堆芯的裂变区中，使溶解在中子半透明液态载体材料中的可裂变核裂变燃料材料的溶液中的可裂变核裂变燃料材料的一部分裂变。
在方块706中，在反应堆堆芯的可转换再生区中，使布置成与溶液接触的未溶解的可转换核裂变燃料材料的一部分嬗变成可裂变核裂变燃料材料。通过例子而非限制地给出，在一些实施例中，如上所讨论，当238U受到中子通量作用（像可能由在方块704中可裂变核裂变燃料材料的裂变产生的中子从裂变区中泄漏出来所引起的那样）时，238U将嬗变成239Pu。更具体地说以及如上所讨论，当238U的原子受到中子通量作用时，它的原子核将俘获中子，从而使自己变成239U。然后239U迅速经历两次β衰变。在238U吸收中子变成239U之后，它接着通过β-衰变放出电子和反中微子
Figure BDA00002776715700132
变成239Np，然后通过第二次β-衰变放出另一个电子和反中微子变成239Pu。
在方块708中，使嬗变的可裂变核裂变燃料材料扩散。该方法终止在方块710中。
另外参照图7B，在方块708中使嬗变的可裂变核裂变燃料材料扩散可以包括在方块712中使嬗变的可裂变核裂变燃料材料扩散通过可转换核裂变燃料材料。例如以及另外参照图7C，在方块712中使嬗变的可裂变核裂变燃料材料扩散通过可转换核裂变燃料材料可以包括在方块714中使嬗变的可裂变核裂变燃料材料扩散通过可转换核裂变燃料材料到溶液。
现在参照图7A和7D，在一些实施例中，在方块704中，在核裂变反应堆的反应堆堆芯的裂变区中，使溶解在中子半透明液态载体材料中的可裂变核裂变燃料材料的溶液中的可裂变核裂变燃料材料的一部分裂变可以包括在方块716中，在核裂变反应堆的反应堆堆芯的裂变区中，消耗溶解在中子半透明液态载体材料中的可裂变核裂变燃料材料的溶液中的可裂变核裂变燃料材料的一部分。
另外参照图7E，应该懂得，在方块716中，在核裂变反应堆的反应堆堆芯的裂变区中，消耗溶解在中子半透明液态载体材料中的可裂变核裂变燃料材料的溶液中的可裂变核裂变燃料材料的一部分可以包括在方块718中，在裂变区中建立溶液中的可裂变核裂变燃料材料的第一浓度。
另外参照图7F，还应该懂得，在方块706中，在反应堆堆芯的可转换再生区中，使布置在溶液中的未溶解的可转换核裂变燃料材料的一部分嬗变成可裂变核裂变燃料材料可以包括在方块720中，在可转换再生区中建立可转换核裂变燃料材料中可裂变核裂变燃料材料的第二浓度，第二浓度大于第一浓度。
另外参照图7G，在一些实施例中，在方块722中可以使中间嬗变的材料扩散到溶液。通过非限制性例子给出，如上所讨论，中间嬗变材料可以非限制性地包括239U和239Np。
应该懂得，方法500（图5A-5D）、600（图6A-6E）和700（图7A-7G）的方块可以发生在任何适当宿主环境中。通过非限制性例子给出，这些方块可以发生在非限制性地像上述的反应堆容器那样的任何适当反应堆容器中。在一些实施例中，这些方块可以发生在非限制性地像上述的核裂变燃料细棒那样的任何适当核裂变燃料细棒中。
现在参照图8A，在一个实施例中，提供了给核裂变反应堆加燃料的说明性方法800。该方法800从方块802开始。在方块804中，在核裂变反应堆的反应堆堆芯中容纳液态载体材料。在方块806中，将不可溶解可转换核裂变燃料材料和可溶解可裂变核裂变燃料材料布置在液态载体材料中。液态载体材料对可溶解可裂变核裂变燃料材料是中子半透明的，以及可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料。该方法800终止在方块808上。
另外参照图8B，在一些实施例中，在方块810中可以使可裂变核裂变燃料材料溶解在中子半透明液态载体材料中。
另外参照图8C，在方块812中，可以布置可转换核裂变燃料材料与溶解在中子半透明液态载体材料中的可裂变核裂变燃料材料的溶液接触，可转换核裂变燃料材料保持未溶解在溶液中。
另外参照图8D，在一些实施例中，在方块812中，布置可转换核裂变燃料材料与溶解在中子半透明液态载体材料中的可裂变核裂变燃料材料的溶液接触，可转换核裂变燃料材料保持未溶解在溶液中可以包括在方块814中，将未溶解的可转换核裂变燃料材料布置成与溶液直接物理接触。例如以及另外参照图8E，在一些实施例中，在方块814中，将可转换核裂变燃料材料布置成与溶解在中子半透明液态载体材料中的可裂变核裂变燃料材料的溶液直接物理接触，可转换核裂变燃料材料保持未溶解在溶液中可以包括在方块816使可转换核裂变燃料材料悬浮在溶液中。
另外参照图8F，在一些实施例中，在方块812中，布置可转换核裂变燃料材料与溶解在中子半透明液态载体材料中的可裂变核裂变燃料材料的溶液接触，可转换核裂变燃料材料保持未溶解在溶液中可以包括在方块818中，在反应堆堆芯中各向同性地布置可转换核裂变燃料材料与溶解在中子半透明液态载体材料中的可裂变核裂变燃料材料的溶液接触，可转换核裂变燃料材料保持未溶解在溶液中。
在一些其他实施例中以及另外参照图8G，在方块812中，布置可转换核裂变燃料材料与溶解在中子半透明液态载体材料中的可裂变核裂变燃料材料的溶液接触，可转换核裂变燃料材料保持未溶解在溶液中可以包括在方块820中，在反应堆堆芯中各向异性地布置可转换核裂变燃料材料与溶解在中子半透明液态载体材料中的可裂变核裂变燃料材料的溶液接触，可转换核裂变燃料材料保持未溶解在溶液中。
通过非限制性例子给出以及另外参照图8H，在一些实施例中，在方块820中，在反应堆堆芯中各向异性地布置可转换核裂变燃料材料与溶解在中子半透明液态载体材料中的可裂变核裂变燃料材料的溶液接触，可转换核裂变燃料材料保持未溶解在溶液中可以包括在方块822中，在反应堆堆芯的可转换再生区中，布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与溶解在中子半透明液态载体材料中的可裂变核裂变燃料材料的溶液接触。
在另一个实施例中以及现有参照图9A，提供了制造核裂变燃料细棒的说明性方法900。该方法900从方块902开始。在方块904中，在包层的细长外壳中容纳液态载体材料。在方块906中，将不可溶解可转换核裂变燃料材料和可溶解可裂变核裂变燃料材料布置在液态载体材料中。液态载体材料对可溶解可裂变核裂变燃料材料是中子半透明的，以及可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料。该方法900终止在方块908上。
另外参照图9B，在一些实施例中，在方块910中可以使可裂变核裂变燃料材料溶解在中子半透明液态载体材料中。
另外参照图9C，在一些实施例中，在方块912中，可以布置可转换核裂变燃料材料与溶解在中子半透明液态载体材料中的可裂变核裂变燃料材料的溶液接触，可转换核裂变燃料材料保持未溶解在溶液中。
另外参照图9D，在一些实施例中，在方块914中，可以布置可转换核裂变燃料材料与包层的细长外壳的壳壁接触。
现在参照图9A-9C和9E，在一些实施例中，在方块916中，可以限定包层的细长外壳，细长外壳具有第一轴端、第二轴端和在第一和第二轴端之间的集中轴区。
另外参数图9F，在一些实施例中，在方块912中，在细长外壳中布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与溶液接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料可以包括在方块918中，在细长外壳中各向同性地布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与溶液接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料。
在一些其他实施例中以及现在参照图9A-9C，9E和9G，在方块912中，在细长外壳中布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与溶液接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料可以包括在方块920中，在细长外壳中各向异性地布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与溶液接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料。
例如以及另外参照图9H，在一些实施例中，在方块920中，在细长外壳中各向异性地布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与溶液接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料可以包括在方块922中，朝向细长外壳的第一和第二轴端布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与溶液接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料。
另外参照图9I，在一些实施例中，在方块912中，在细长外壳中布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与溶液接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料可以包括在方块924中，在细长外壳中布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与溶液直接物理接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料。通过非限制性例子给出以及另外参照图9J，在一些实施例中，在方块924中，在细长外壳中布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与溶液直接物理接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料可以包括在方块926中，使转换变核裂变燃料材料悬浮在溶液中，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料。
现在参照图10A，在另一个实施例中，提供了制造核裂变燃料细棒的说明性方法1000。该方法从方块1002开始。在方块1004中，将作为可裂变核裂变燃料材料的溶剂和对可裂变核裂变燃料材料中子半透明的液态载体材料布置在包层的细长外壳中。在方块1006中，布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与中子半透明液态载体材料接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料。该方法结束在方块1008中。
另外参照图10B，在一些实施例中，在方块1010中，可以使可裂变核裂变燃料材料溶解在中子半透明液态载体材料中。
另外参照图10C，在一些实施例中，在方块1006中，布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与中子半透明液态载体材料接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料可以包括在方块1012中，在细长外壳中各向同性地布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与中子半透明液态载体材料接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料。
在一些其他实施例中以及参照图10A，10B和10D，在方块1006中，布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与中子半透明液态载体材料接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料可以包括在方块1014中，在细长外壳中各向异性地布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与中子半透明液态载体材料接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料。
通过非限制性例子给出以及另外参照图10E，在一些实施例中，在方块1014中，在细长外壳中各向异性地布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与中子半透明液态载体材料接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料可以包括在方块1016中，朝向细长外壳的第一和第二轴端布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与中子半透明液态载体材料接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料。
另外参照图10F，在一些实施例中，在方块1018中，可以限定包层的细长外壳，细长外壳具有第一轴端、第二轴端和在第一和第二轴端之间的集中轴区。
另外参照图10G，在一些实施例中，在方块1006中，布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与中子半透明液态载体材料接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料可以包括在方块1020中，在细长外壳中布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与中子半透明液态载体材料直接物理接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料。例如以及另外参照图10H，在一些实施例中，在方块1020中，在细长外壳中布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与中子半透明液态载体材料直接物理接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料可以包括在方块1022中，使可转换核裂变燃料材料悬浮在中子半透明液态载体材料中，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料。
现在参照图10A和10I，在一些实施例中，在方块1024中可以布置可转换核裂变燃料材料与包层的细长外壳的壳壁接触。
本领域的普通技术人员应该懂得，前述的特定示范性过程、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，在本文其他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懂得，实现这些设备、过程和/或系统，此后使用工程和/或其他做法将这样实现的设备、过程和/或系统集成成更综合的设备、过程和/或系统在技术上是常见的。也就是说，可以经由合理数量的实验将本文所述的设备、过程和/或系统的至少一部分集成成其他设备、过程和/或系统。本领域的普通技术人员应该认识到，这样其他设备、过程和/或系统的例子可以如与背景和应用相称地包括如下的所有或部分设备、过程和/或系统：（a）空中运输（例如，飞机、火箭、直升机等）；（b）地面运输（例如，客车、卡车、坦克、装甲运兵车等）；（c）建筑物（例如，住宅、仓库、办公楼等）；（d）电器（例如，冰箱、洗涤机、烘干机等）；（e）通信系统（例如，联网系统、电话系统、IP电话系统等）；（f）商业实体（例如，像Comcast Cable、Qwest、Southwestern Bell等那样的互联网服务提供商（ISP）实体）；或（g）有线/无线服务实体（例如，Sprint、Cingular、Nextel等）等。
在某些情况下，即使一些部件位于一个地区之外，系统或方法的使用也可能发生在该地区之内。例如，在分布式计算背境下，尽管系统的一些部分可能位于一个地区之外（例如，中继器、服务器、处理器、信号承载媒体、发送计算机、接收计算机等位于一个地区之外），分布式计算系统的使用也可能发生在该地区之内。
即使系统或方法的一些部件位于一个地区之外，系统或方法的销售也同样可能发生在该地区之内。
进一步，在一个地区内实现执行方法的系统的至少一部分并不排除在另一个地区内使用该系统。
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与背景和/或应用相称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，本文未明确阐述各种单数/复数置换。
本文所述的主题有时例示了包含在其他不同部件内，或与其他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说明性的，事实上，可以实现许多实现相同功能的其他架构。从概念上来讲，实现相同功能的部件的任何安排都是有效“联系”的，以便实现所希望功能。因此，本文组合在一起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“可操作地耦合”。可操作地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。
本领域的普通技术人员应该认识到，本文所述的部件（例如，操作）、设备、对象和伴随它们的讨论用作澄清概念的例子，可以设想出各种配置变型。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，任何特定例子的使用都旨在代表它的类别，以及特定部件（例如，操作）、设备和对象的未包括不应该看作是限制性的。
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。本领域的普通技术人员应该明白，一般说来，用在本文中，尤其用在所附权利要求书（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目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目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目的意思（例如，在没有其他修饰词的情况下，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，无论在描述、权利要求书还是附图中，通常出现两个或更多个可替代项目的分隔词和/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，除非上下文另有所指。例如，短语“A或B”通常应该理解成包括“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。此外，尽管各种操作流程按顺序给出，但应该明白，各种操作可以按除了例示的那些之外的其他次序执行，或可以同时执行。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、或其他衍生排序，除非上下文另有所指。而且，像“对...敏感”、“与...有关”或其他过去式形容词那样的术语一般无意排斥这样的衍生，除非上下文另有所指。
虽然本文公开了各个方面和实施例，但其他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用于例示的目的，而无意限制本发明的范围，本发明的真正范围和精神由如下权利要求指出。
本文所述的主题的一些方面用如下编号条文展示出来:
1.一种核裂变反应堆，其包含：
反应堆容器；
容纳在所述反应堆容器中的、溶解在中子半透明液态载体材料中的可裂变核裂变燃料材料的溶液；以及
与所述溶液接触的未溶解的可转换核裂变燃料材料，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料。
2.如条文1所述的核裂变反应堆，其中可裂变核裂变燃料材料在中子半透明液态载体材料中的溶解度大于可转换核裂变燃料材料在中子半透明液态载体材料中的溶解度。
3.如条文1所述的核裂变反应堆，其中可转换核裂变燃料材料基本上不可溶解在中子半透明液态载体材料中。
4.如条文1所述的核裂变反应堆，其中中子半透明液态载体材料包括从Mg、Ag、Ca和Ni中选择的材料。
5.如条文1所述的核裂变反应堆，其中可裂变核裂变燃料材料包括239Pu。
6.如条文1所述的核裂变反应堆，其中可转换核裂变燃料材料包括238U。
7.如条文1所述的核裂变反应堆，其中可转换核裂变燃料材料与中子半透明液态载体材料直接物理接触。
8.如条文7所述的核裂变反应堆，其中可转换核裂变燃料材料悬浮在中子半透明液态载体材料中。
9.如条文1所述的核裂变反应堆，其中以固态形式提供可转换核裂变燃料材料。
10.如条文1所述的核裂变反应堆，其中以从细粒形式、线形式、板形式和泡沫形式中选择的形式提供可转换核裂变燃料材料。
11.如条文1所述的核裂变反应堆，其中溶液和可转换核裂变燃料材料各向同性分布在反应堆容器中。
12.如条文1所述的核裂变反应堆，其中溶液和可转换核裂变燃料材料各向异性分布在反应堆容器中。
13.如条文1所述的核裂变反应堆，其中：
在反应堆容器的裂变区中容纳溶液的第一部分；以及
在反应堆容器的可转换再生区中容纳可转换核裂变燃料材料和溶液的第二部分，可转换再生区与裂变区液压连通以及与裂变区中子连通。
14.如条文1所述的核裂变反应堆，进一步包含在反应堆容器中容纳多根核裂变燃料细棒，多根核裂变燃料细棒的每一根具有第一轴端和第二轴端。
15.如条文14所述的核裂变反应堆，其中将至少一根核裂变燃料细棒的第一部分布置在反应堆容器的裂变区中，并且将至少一根核裂变燃料细棒的至少第二部分布置在反应堆容器的可转换再生区中。
16.如条文14所述的核裂变反应堆，其中：
溶液分布遍及多根核裂变细棒的每一根；以及
在分别朝向多根核裂变燃料细棒的每一根的第一和第二轴端布置的第一和第二可转换再生带中，容纳可转换核裂变燃料材料。
17.如条文13所述的核裂变反应堆，进一步包含：
布置在可转换再生区中的多个可转换再生模块，可转换核裂变燃料材料容纳在多个可转换再生模块中。
18.如条文1所述的核裂变反应堆，进一步包含：
与溶液热连通的至少一个热交换器元件。
19.如条文18所述的核裂变反应堆，其中将至少一个热交换器元件浸在溶液中。
20.如条文18所述的核裂变反应堆，进一步包含：
环形筒，与至少一个热交换器元件相邻地布置在反应堆容器中，以便能通过至少一个热交换器元件和围绕环形筒建立溶液的自然循环。
21.如条文1所述的核裂变反应堆，其中可裂变核裂变燃料材料在可转换核裂变燃料材料中的第一浓度大于可裂变核裂变燃料材料在中子半透明液态载体材料中的第二浓度。
22.一种核裂变反应堆，其包含：
含有溶解在中子半透明液态载体材料中的可裂变核裂变燃料材料的溶液的反应堆容器，该反应堆容器限定：
朝向反应堆容器的集中区的裂变区；以及
朝向反应堆容器的外围区的可转换再生区；以及
与溶液接触地布置在可转换再生区中的未溶解的可转换核裂变燃料材料，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料。
23.如条文22所述的核裂变反应堆，其中反应堆容器是圆柱形的。
24.如条文23所述的核裂变反应堆，其中反应堆容器的外围区包含径向外围区。
25.如条文22所述的核裂变反应堆，其中反应堆容器的外围区包括轴向外围区。
26.如条文22所述的核裂变反应堆，其中可裂变核裂变燃料材料在中子半透明液态载体材料中的溶解度大于可转换核裂变燃料材料在中子半透明液态载体材料中的溶解度。
27.如条文22所述的核裂变反应堆，其中可转换核裂变燃料材料基本上不可溶解在中子半透明液态载体材料中。
28.如条文22所述的核裂变反应堆，其中中子半透明液态载体材料包括从Mg、Ag、Ca和Ni中选择的材料。
29.如条文22所述的核裂变反应堆，其中可裂变核裂变燃料材料包括239Pu。
30.如条文22所述的核裂变反应堆，其中可转换核裂变燃料材料包括238U。
31.如条文22所述的核裂变反应堆，其中可转换核裂变燃料材料与中子半透明液态载体材料直接物理接触。
32.如条文31所述的核裂变反应堆，其中可转换核裂变燃料材料悬浮在中子半透明液态载体材料中。
33.如条文22所述的核裂变反应堆，其中以固态形式提供可转换核裂变燃料材料。
34.如条文22所述的核裂变反应堆，其中以从细粒形式、线形式、板形式和泡沫形式中选择的形式提供可转换核裂变燃料材料。
35.如条文22所述的核裂变反应堆，进一步包含：
朝向反应堆容器的径向外围布置在可转换再生区中的多个可转换再生模块，可转换核裂变燃料材料容纳在多个可转换再生模块中。
36.如条文22所述的核裂变反应堆，进一步包含：
与溶液热连通的至少一个热交换器元件。
37.如条文36所述的核裂变反应堆，其中将至少一个热交换器元件浸在溶液中。
38.如条文36所述的核裂变反应堆，进一步包含：
环形筒，与至少一个热交换器元件相邻地布置在反应堆容器中以便能通过至少一个热交换器元件和围绕环形筒建立溶液的自然循环。
39.如条文22所述的核裂变反应堆，其中可裂变核裂变燃料材料在可转换核裂变燃料材料中的第一浓度大于可裂变核裂变燃料材料在中子半透明液态载体材料中的第二浓度。
40.一种核裂变反应堆，其包含：
反应堆容器；
容纳在反应堆容器中的多根核裂变燃料细棒，多根核裂变燃料细棒的每一根具有第一轴端和第二轴端；
溶解在中子半透明液态载体材料中的可裂变核裂变材料的溶液，该溶液遍及多根核裂变燃料细棒的每一根分布，多根核裂变燃料细棒的集中轴区限定反应堆容器的裂变区；以及
在分别朝向多根核裂变燃料细棒的每一根的第一和第二轴端布置的第一和第二可转换再生带中与溶液接触的未溶解的可转换核裂变燃料材料，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料，多根核裂变燃料细棒的第一和第二可转换再生带分别限定反应堆容器的第一和第二可转换再生区。
41.如条文40所述的核裂变反应堆，其中可裂变核裂变燃料材料在中子半透明液态载体材料中的溶解度大于可转换核裂变燃料材料在中子半透明液态载体材料中的溶解度。
42.如条文40所述的核裂变反应堆，其中可转换核裂变燃料材料基本上不可溶解在中子半透明液态载体材料中。
43.如条文40所述的核裂变反应堆，其中中子半透明液态载体材料包括从Mg、Ag、Ca和Ni中选择的材料。
44.如条文40所述的核裂变反应堆，其中可裂变核裂变燃料材料包括239Pu。
45.如条文40所述的核裂变反应堆，其中可转换核裂变燃料材料包括238U。
46.如条文40所述的核裂变反应堆，其中可转换核裂变燃料材料与中子半透明液态载体材料直接物理接触。
47.如条文46所述的核裂变反应堆，其中可转换核裂变燃料材料悬浮在中子半透明液态载体材料中。
48.如条文40所述的核裂变反应堆，其中以固态形式提供可转换核裂变燃料材料。
49.如条文40所述的核裂变反应堆，其中以从细粒形式、线形式、板形式和泡沫形式中选择的形式提供可转换核裂变燃料材料。
50.如条文40所述的核裂变反应堆，其中可裂变核裂变燃料材料在可转换核裂变燃料材料中的第一浓度大于可裂变核裂变燃料材料在中子半透明液态载体材料中的第二浓度。
51.一种核裂变燃料细棒，其包含：
限定细长外壳的包层；
溶解在中子半透明液态载体材料中的可裂变核裂变燃料材料的溶液，该溶液遍及细长外壳分布；以及
与细长外壳中的溶液接触的未溶解的可转换核裂变燃料材料，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料。
52.如条文51所述的核裂变燃料细棒，其中包层限定具有第一轴端、第二轴端和在第一和第二轴端之间的集中轴区的细长外壳。
53.如条文51所述的核裂变燃料细棒，其中溶液和可转换核裂变燃料材料各向同性分布在细长外壳中。
54.如条文51所述的核裂变燃料细棒，其中溶液和可转换核裂变燃料材料各向异性分布在细长外壳中。
55.如条文52所述的核裂变燃料细棒，其中细长外壳的集中轴区限定核裂变燃料细棒的裂变区。
56.如条文52所述的核裂变燃料细棒，其中朝向细长外壳的第一和第二端布置可转换核裂变燃料材料。
57.如条文56所述的核裂变燃料细棒，其中细长外壳的第一和第二端分别限定核裂变燃料细棒的第一和第二可转换再生带。
58.如条文51所述的核裂变燃料细棒，其中可裂变核裂变燃料材料在中子半透明液态载体材料中的溶解度大于可转换核裂变燃料材料在中子半透明液态载体材料中的溶解度。
59.如条文51所述的核裂变燃料细棒，其中可转换核裂变燃料材料基本上不可溶解在中子半透明液态载体材料中。
60.如条文51所述的核裂变燃料细棒，其中中子半透明液态载体材料包括从Mg、Ag、Ca和Ni中选择的材料。
61.如条文51所述的核裂变燃料细棒，其中可裂变核裂变燃料材料包括239Pu。
62.如条文51所述的核裂变燃料细棒，其中可转换核裂变燃料材料包括238U。
63.如条文51所述的核裂变燃料细棒，其中可转换核裂变燃料材料与中子半透明液态载体材料直接物理接触。
64.如条文63所述的核裂变燃料细棒，其中可转换核裂变燃料材料悬浮在中子半透明液态载体材料中。
65.如条文51所述的核裂变燃料细棒，其中以固态形式提供可转换核裂变燃料材料。
66.如条文51所述的核裂变燃料细棒，其中以从细粒形式、线形式、板形式和泡沫形式中选择的形式提供可转换核裂变燃料材料。
67.如条文51所述的核裂变燃料细棒，其中布置可转换核裂变燃料材料与包层的细长外壳的壳壁接触。
68.如条文51所述的核裂变燃料细棒，其中可裂变核裂变燃料材料在可转换核裂变燃料材料中的第一浓度大于可裂变核裂变燃料材料在中子半透明液态载体材料中的第二浓度。
69.一种操作核裂变反应堆的方法，该方法包含：
使未溶解的可转换核裂变燃料材料的一部分嬗变成可裂变核裂变燃料材料，未溶解的可转换核裂变燃料材料被布置成与溶解在中子半透明液态载体材料中的可裂变核裂变燃料材料的溶液接触；以及
使嬗变的可裂变核裂变燃料材料扩散到溶液。
70.如条文69所述的方法，进一步包含：
使中间嬗变的材料扩散到溶液。
71.如条文69所述的方法，进一步包含：
使可裂变核裂变燃料材料的一部分裂变。
72.如条文69所述的方法，其中使嬗变的可裂变核裂变燃料材料扩散到溶液包括使嬗变的可裂变核裂变燃料材料扩散通过未溶解的可转换核裂变燃料材料。
73.一种操作核裂变反应堆的方法，该方法包含：
在溶解在中子半透明液态载体材料中的可裂变核裂变燃料材料的溶液中建立可裂变核裂变燃料材料的第一浓度；
在布置成与溶液接触的未溶解的可转换核裂变燃料材料中建立可裂变核裂变燃料材料的第二浓度，第二浓度大于第一浓度；以及
使可裂变核裂变燃料材料通过未溶解的可转换核裂变燃料材料向溶液扩散。
74.如条文73所述的方法，其中在溶解在中子半透明液态载体材料中的可裂变核裂变燃料材料的溶液中建立可裂变核裂变燃料材料的第一浓度包括：在溶解在中子半透明液态载体材料中的可裂变核裂变燃料材料的溶液中消耗可裂变核裂变燃料材料的一部分。
75.如条文74所述的方法，其中在溶解在中子半透明液态载体材料中的可裂变核裂变燃料材料的溶液中消耗可裂变核裂变燃料材料的一部分包括：在溶解在中子半透明液态载体材料中的可裂变核裂变燃料材料的溶液中使可裂变核裂变燃料材料的一部分裂变。
76.如条文73所述的方法，其中在布置在溶液中的未溶解的可转换核裂变燃料材料中建立可裂变核裂变燃料材料的第二浓度，第二浓度大于第一浓度包括：使可转换核裂变燃料材料的一部分嬗变成可裂变核裂变燃料材料。
77.如条文74所述的方法，进一步包含：
使中间嬗变的材料扩散到溶液。
78.一种操作核裂变反应堆的方法，该方法包含：
在核裂变反应堆的反应堆堆芯的裂变区中，使溶解在中子半透明液态载体材料中的可裂变核裂变燃料材料的溶液中的可裂变核裂变燃料材料的一部分裂变；
在反应堆堆芯的可转换再生区中，使布置成与溶液接触的未溶解的可转换核裂变燃料材料的一部分嬗变成可裂变核裂变燃料材料；以及
使嬗变的可裂变核裂变燃料材料扩散。
79.如条文78所述的方法，其中使嬗变的可裂变核裂变燃料材料扩散包括：使嬗变的可裂变核裂变燃料材料扩散通过可转换核裂变燃料材料。
80.如条文79所述的方法，其中使嬗变的可裂变核裂变燃料材料扩散通过可转换核裂变燃料材料包括：使嬗变的可裂变核裂变燃料材料扩散通过可转换核裂变燃料材料到溶液。
81.如条文78所述的方法，其中，在核裂变反应堆的反应堆堆芯的裂变区中，使溶解在中子半透明液态载体材料中的可裂变核裂变燃料材料的溶液中的可裂变核裂变燃料材料的一部分裂变包括：在核裂变反应堆的反应堆堆芯的裂变区中，消耗溶解在中子半透明液态载体材料中的可裂变核裂变燃料材料的溶液中的可裂变核裂变燃料材料的一部分。
82.如条文81所述的方法，其中，在核裂变反应堆的反应堆堆芯的裂变区中，消耗溶解在中子半透明液态载体材料中的可裂变核裂变燃料材料的溶液中的可裂变核裂变燃料材料的一部分包括：在裂变区中建立溶液中的可裂变核裂变燃料材料的第一浓度。
83.如条文82所述的方法，其中，在反应堆堆芯的可转换再生区中，使布置在溶液中的未溶解的可转换核裂变燃料材料的一部分嬗变成可裂变核裂变燃料材料包括：在可转换再生区中建立可转换核裂变燃料材料中可裂变核裂变燃料材料的第二浓度，第二浓度大于第一浓度。
84.如条文78所述的方法，进一步包含：
使中间嬗变的材料扩散到溶液。
85.一种给核裂变反应堆加燃料的方法，该方法包含：
在核裂变反应堆的反应堆堆芯中容纳液态载体材料；以及
将不可溶解可转换核裂变燃料材料和可溶解可裂变核裂变燃料材料布置在液态载体材料中，液态载体材料对可溶解可裂变核裂变燃料材料是中子半透明的，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料。
86.如条文85所述的方法，进一步包含：
使可裂变核裂变燃料材料溶解在中子半透明液态载体材料中。
87.如条文86所述的方法，进一步包含：
布置可转换核裂变燃料材料与溶解在中子半透明液态载体材料中的可裂变核裂变燃料材料的溶液接触，可转换核裂变燃料材料保持未溶解在溶液中。
88.如条文87所述的方法，其中布置可转换核裂变燃料材料与溶解在中子半透明液态载体材料中的可裂变核裂变燃料材料的溶液接触，可转换核裂变燃料材料保持未溶解在溶液中包括：将未溶解的可转换核裂变燃料材料布置成与溶液直接物理接触。
89.如条文88所述的方法，其中将可转换核裂变燃料材料布置成与溶解在中子半透明液态载体材料中的可裂变核裂变燃料材料的溶液直接物理接触，可转换核裂变燃料材料保持未溶解在溶液中包括：使可转换核裂变燃料材料悬浮在溶液中。
90.如条文87所述的方法，其中布置可转换核裂变燃料材料与溶解在中子半透明液态载体材料中的可裂变核裂变燃料材料的溶液接触，可转换核裂变燃料材料保持未溶解在溶液中包括：在反应堆堆芯中各向同性地布置可转换核裂变燃料材料与溶解在中子半透明液态载体材料中的可裂变核裂变燃料材料的溶液接触，可转换核裂变燃料材料保持未溶解在溶液中。
91.如条文87所述的方法，其中布置可转换核裂变燃料材料与溶解在中子半透明液态载体材料中的可裂变核裂变燃料材料的溶液接触，可转换核裂变燃料材料保持未溶解在溶液中包括在反应堆堆芯中各向异性地布置可转换核裂变燃料材料与溶解在中子半透明液态载体材料中的可裂变核裂变燃料材料的溶液接触，可转换核裂变燃料材料保持未溶解在溶液中。
92.如条文91所述的方法，其中在反应堆堆芯中各向异性地布置可转换核裂变燃料材料与溶解在中子半透明液态载体材料中的可裂变核裂变燃料材料的溶液接触，可转换核裂变燃料材料保持未溶解在溶液中包括：在反应堆堆芯的可转换再生区中，布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与溶解在中子半透明液态载体材料中的可裂变核裂变燃料材料的溶液接触。
93.一种制造核裂变燃料细棒的方法，该方法包含：
在包层的细长外壳中容纳液态载体材料；以及
将不可溶解可转换核裂变燃料材料和可溶解可裂变核裂变燃料材料布置在液态载体材料中，液态载体材料对可溶解可裂变核裂变燃料材料是中子半透明的，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料。
94.如条文93所述的方法，进一步包含：
使可裂变核裂变燃料材料溶解在中子半透明液态载体材料中。
95.如条文94所述的方法，进一步包含：
布置可转换核裂变燃料材料与溶解在中子半透明液态载体材料中的可裂变核裂变燃料材料的溶液接触，可转换核裂变燃料材料保持未溶解在溶液中。
96.如条文94所述的方法，进一步包含：
布置可转换核裂变燃料材料与包层的细长外壳的壳壁接触。
97.如条文95所述的方法，进一步包含：
限定包层的细长外壳，细长外壳具有第一轴端、第二轴端和在第一和第二轴端之间的集中轴区。
98.如条文95所述的方法，其中在细长外壳中布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与溶液接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料包括：在细长外壳中各向同性地布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与溶液接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料。
99.如条文95所述的方法，其中在细长外壳中布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与溶液接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料包括：在细长外壳中各向异性地布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与溶液接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料。
100.如条文99所述的方法，其中在细长外壳中各向异性地布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与溶液接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料包括：朝向细长外壳的第一和第二轴端布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与溶液接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料。
101.如条文95所述的方法，其中在细长外壳中布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与溶液接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料包括：在细长外壳中布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与溶液直接物理接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料。
102.如条文101所述的方法，其中在细长外壳中布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与溶液直接物理接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料包括：使转换变核裂变燃料材料悬浮在溶液中，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料。
103.一种制造核裂变燃料细棒的方法，该方法包含：
将作为可裂变核裂变燃料材料的溶剂和对可裂变核裂变燃料材料中子半透明的液态载体材料布置在包层的细长外壳中；以及
布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与中子半透明液态载体材料接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料。
104.如条文103所述的方法，进一步包含使可裂变核裂变燃料材料溶解在中子半透明液态载体材料中。
105.如条文103所述的方法，其中布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与中子半透明液态载体材料接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料包括：在细长外壳中各向同性地布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与中子半透明液态载体材料接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料。
106.如条文103所述的方法，其中布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与中子半透明液态载体材料接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料包括：在细长外壳中各向异性地布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与中子半透明液态载体材料接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料。
107.如条文106所述的方法，其中在细长外壳中各向异性地布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与中子半透明液态载体材料接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料包括：朝向细长外壳的第一和第二轴端布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与中子半透明液态载体材料接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料。
108.如条文103所述的方法，进一步包含：
限定包层的细长外壳，细长外壳具有第一轴端、第二轴端和在第一和第二轴端之间的集中轴区。
109.如条文103所述的方法，其中布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与中子半透明液态载体材料接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料包括：在细长外壳中布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与中子半透明液态载体材料直接物理接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料。
110.如条文109所述的方法，其中布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与中子半透明液态载体材料直接物理接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料包括：使可转换核裂变燃料材料悬浮在中子半透明液态载体材料中，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料。
111.如条文103所述的方法，进一步包含：
布置可转换核裂变燃料材料与包层的细长外壳的壳壁接触。

Claims (37)

1.一种核裂变燃料细棒，其包含：
限定细长外壳的包层；
溶解在中子半透明液态载体材料中的可裂变核裂变燃料材料的溶液，该溶液遍及细长外壳分布；以及
与细长外壳中的溶液接触的未溶解的可转换核裂变燃料材料，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料。
2.如权利要求1所述的核裂变燃料细棒，其中包层限定具有第一轴端、第二轴端和在第一和第二轴端之间的集中轴区的细长外壳。
3.如权利要求1所述的核裂变燃料细棒，其中溶液和可转换核裂变燃料材料各向同性分布在细长外壳中。
4.如权利要求1所述的核裂变燃料细棒，其中溶液和可转换核裂变燃料材料各向异性分布在细长外壳中。
5.如权利要求2所述的核裂变燃料细棒，其中细长外壳的集中轴区限定核裂变燃料细棒的裂变区。
6.如权利要求2所述的核裂变燃料细棒，其中朝向细长外壳的第一和第二端布置可转换核裂变燃料材料。
7.如权利要求6所述的核裂变燃料细棒，其中细长外壳的第一和第二端分别限定核裂变燃料细棒的第一和第二可转换再生带。
8.如权利要求1所述的核裂变燃料细棒，其中可裂变核裂变燃料材料在中子半透明液态载体材料中的溶解度大于可转换核裂变燃料材料在中子半透明液态载体材料中的溶解度。
9.如权利要求1所述的核裂变燃料细棒，其中可转换核裂变燃料材料基本上不可溶解在中子半透明液态载体材料中。
10.如权利要求1所述的核裂变燃料细棒，其中中子半透明液态载体材料包括从Mg、Ag、Ca和Ni中选择的材料。
11.如权利要求1所述的核裂变燃料细棒，其中可裂变核裂变燃料材料包括239Pu。
12.如权利要求1所述的核裂变燃料细棒，其中可转换核裂变燃料材料包括238U。
13.如权利要求1所述的核裂变燃料细棒，其中可转换核裂变燃料材料与中子半透明液态载体材料直接物理接触。
14.如权利要求13所述的核裂变燃料细棒，其中可转换核裂变燃料材料悬浮在中子半透明液态载体材料中。
15.如权利要求1所述的核裂变燃料细棒，其中以固态形式提供可转换核裂变燃料材料。
16.如权利要求1所述的核裂变燃料细棒，其中以从细粒形式、线形式、板形式和泡沫形式中选择的形式提供可转换核裂变燃料材料。
17.如权利要求1所述的核裂变燃料细棒，其中布置可转换核裂变燃料材料与包层的细长外壳的壳壁接触。
18.如权利要求1所述的核裂变燃料细棒，其中可裂变核裂变燃料材料在可转换核裂变燃料材料中的第一浓度大于可裂变核裂变燃料材料在中子半透明液态载体材料中的第二浓度。
19.一种制造核裂变燃料细棒的方法，该方法包含：
在包层的细长外壳中容纳液态载体材料；以及
将不可溶解可转换核裂变燃料材料和可溶解可裂变核裂变燃料材料布置在液态载体材料中，液态载体材料对可溶解可裂变核裂变燃料材料是中子半透明的，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料。
20.如权利要求19所述的方法，进一步包含：
使可裂变核裂变燃料材料溶解在中子半透明液态载体材料中。
21.如权利要求20所述的方法，进一步包含：
布置可转换核裂变燃料材料与溶解在中子半透明液态载体材料中的可裂变核裂变燃料材料的溶液接触，可转换核裂变燃料材料保持未溶解在溶液中。
22.如权利要求20所述的方法，进一步包含：
布置可转换核裂变燃料材料与包层的细长外壳的壳壁接触。
23.如权利要求21所述的方法，进一步包含：
限定包层的细长外壳，细长外壳具有第一轴端、第二轴端和在第一和第二轴端之间的集中轴区。
24.如权利要求21所述的方法，其中在细长外壳中布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与溶液接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料包括：在细长外壳中各向同性地布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与溶液接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料。
25.如权利要求21所述的方法，其中在细长外壳中布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与溶液接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料包括：在细长外壳中各向异性地布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与溶液接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料。
26.如权利要求25所述的方法，其中在细长外壳中各向异性地布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与溶液接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料包括：朝向细长外壳的第一和第二轴端布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与溶液接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料。
27.如权利要求21所述的方法，其中在细长外壳中布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与溶液接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料包括：在细长外壳中布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与溶液直接物理接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料。
28.如权利要求27所述的方法，其中在细长外壳中布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与溶液直接物理接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料包括：使转换变核裂变燃料材料悬浮在溶液中，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料。
29.一种制造核裂变燃料细棒的方法，该方法包含：
将作为可裂变核裂变燃料材料的溶剂和对可裂变核裂变燃料材料中子半透明的液态载体材料布置在包层的细长外壳中；以及
布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与中子半透明液态载体材料接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料。
30.如权利要求29所述的方法，进一步包含使可裂变核裂变燃料材料溶解在中子半透明液态载体材料中。
31.如权利要求29所述的方法，其中布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与中子半透明液态载体材料接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料包括：在细长外壳中各向同性地布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与中子半透明液态载体材料接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料。
32.如权利要求29所述的方法，其中布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与中子半透明液态载体材料接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料包括：在细长外壳中各向异性地布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与中子半透明液态载体材料接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料。
33.如权利要求32所述的方法，其中在细长外壳中各向异性地布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与中子半透明液态载体材料接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料包括：朝向细长外壳的第一和第二轴端布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与中子半透明液态载体材料接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料。
34.如权利要求29所述的方法，进一步包含：
限定包层的细长外壳，细长外壳具有第一轴端、第二轴端和在第一和第二轴端之间的集中轴区。
35.如权利要求29所述的方法，其中布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与中子半透明液态载体材料接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料包括：在细长外壳中布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与中子半透明液态载体材料直接物理接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料。
36.如权利要求29所述的方法，其中布置未溶解的可转换核裂变燃料材料与中子半透明液态载体材料直接物理接触，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料包括：使可转换核裂变燃料材料悬浮在中子半透明液态载体材料中，可转换核裂变燃料材料可嬗变成可裂变核裂变燃料材料。
37.如权利要求29所述的方法，进一步包含：
布置可转换核裂变燃料材料与包层的细长外壳的壳壁接触。
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