CN103544996B - 适合于允许包含在其中的核燃料的膨胀的核裂变反应堆燃料组件 - Google Patents

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Abstract

核裂变反应堆燃料组件适合于允许包含在其中的核燃料的膨胀。燃料组件包括具有外壳壁的外壳，以密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙或多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫。空隙允许泡沫朝着空隙的膨胀，这种膨胀可以归因于生热和/或裂变气体释放。当泡沫膨胀时，空隙收缩或在体积上减小。因为泡沫朝着空隙膨胀并且甚至膨胀入空隙中，而不是靠着外壳壁膨胀，所以外壳壁上的压力被相当大地减少。因此，空隙提供了泡沫可以膨胀进的空间。

Description

适合于允许包含在其中的核燃料的膨胀的核裂变反应堆燃料 组件
本申请是申请日为2009年4月7日，申请号为200980118094.X，发明名称为“适合于允许包含在其中的核燃料的膨胀的核裂变反应堆燃料组件”（已变更为“核裂变反应堆燃料组件及其制造方法”）的申请的分案申请。
技术领域
本申请大体上涉及核反应堆燃料组件，并且更具体地涉及适合于允许包含在其中的核燃料的膨胀的核裂变反应堆燃料组件。
背景
已知在运行的核裂变反应堆中，具有已知能量的中子被具有高原子质量的核素吸收。所得到的复合核分离为裂变产物，裂变产物包括两个较低原子质量的裂变碎片以及衰变产物。已知借助于具有所有能量的中子经历这样的裂变的核素包括铀-233、铀-235和钚-239，其是可裂变核素。例如，具有0.0253eV（电子伏）的动能的热中子可以用于使U-235核裂变。作为能产生裂变物质的核素的钍-232和铀-238使用具有至少1MeV（兆电子伏）的动能的快中子经历诱发裂变。从每个裂变事件释放的总动能是约200MeV。该动能最终被转化为热。
此外，以初始的中子源开始的裂变过程释放另外的中子并且将动能转化为热。这导致伴随有持续的能量释放的自我维持的裂变链式反应。即，对于每个被吸收的中子，多于一个中子被释放，直到可裂变核被耗尽。这种现象在商用核反应堆中用于产生连续的热，该连续的热又有益地用于产生电。
在这样的过程中，可能发生由上述的生热的导致的以及也由裂变产物释放导致的燃料组件膨胀。在这方面，燃料组件可能经历差胀、可能增加燃料棒包层破裂的发生率的燃料棒蠕变、裂变气体压力增大以及在反应堆运行期间的膨胀。这可能增加燃料芯块破裂和/或燃料棒弯曲的发生率。燃料芯块破裂可以导致裂变气体释放以及导致高于正常值的辐射水平。燃料棒弯曲又可以导致冷却剂流动通道的阻塞。被结合入反应堆设计的安全余量和在制造期间的精确的质量控制可以减少这些发生率，或系统设计可以使系统适合于以这样的发生率运行。
在处理由生热和裂变气体释放导致的燃料组件膨胀的一种方法中，以ClarenceI.Justheim等人的名义于1962年4月3日公布且标题为“Nuclear Fuel Elements HavingAn Autogenous Matrix And Method Of Making The Same”的美国专利3,028,330公开了蜂窝状的碳质基质。蜂窝状基质的气孔可以包含裂变材料的碎片，该裂变材料可以是富集有可裂变同位素的铀的能产生裂变物质的同位素。根据该专利，气孔通常具有这样的相对于裂变碎片的大小，以便允许由热循环和辐射损坏导致的裂变碎片体积的增加。虽然该专利公开了具有允许裂变碎片的体积的增加的气孔的蜂窝状基质，但是该专利看上去没有公开核裂变反应堆燃料组件，其适合于允许包含在该燃料组件中的核燃料的膨胀。
在以Leslie Reginald Blake等人的名义于1965年5月18日公布且标题为“FastNuclear Reactor Fuel Elements”的美国专利3,184,392中公开的另一种方法描述了一种核反应堆燃料元件，其包括多孔的封闭气孔的可裂变核燃料的主体，由于多孔性，该主体是分散结构，并且被包封在圆柱形的保护套内。燃料提供填隙空隙，并且燃料元件仅部分地被填充，以在燃料上方留下空隙。根据该专利，保护套在600℃的温度能够抵抗至少10,000psi的内压力，并且在燃料上方的空隙作为燃料的膨胀空间且也作为用于容纳裂变产物的空间。虽然该专利公开了包括多孔的封闭气孔的可裂变核燃料的主体的核反应堆燃料元件，但是该专利看上去没有公开核裂变反应堆燃料组件，其适合于允许包含在燃料组件中的核燃料的膨胀，如本文所公开和主张的。
概述
根据本公开的一个方面，提供了核裂变反应堆燃料组件，其包括适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙（open-cell void）的核燃料泡沫的外壳。
所述外壳可适合于密封地包封核燃料泡沫，所述核燃料泡沫可界定多个在空间上分布的开放气孔空隙以允许所述核燃料泡沫的膨胀。
所述外壳可适合于密封地包封核燃料泡沫，所述核燃料泡沫可界定多个在空间上分布的开放气孔空隙以便于由所述核燃料泡沫产生的挥发性裂变产物的运输。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的可裂变核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的能产生裂变物质的核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的钍核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的铀核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的可裂变核燃料泡沫和能产生裂变物质的核燃料泡沫的混合物。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的核燃料泡沫，所述核燃料泡沫具有嵌入其中的核燃料芯块。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的未被包覆的核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的被包覆的核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的金属核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的碳化物核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的氧化物核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的氮化物核燃料泡沫。
所述外壳可以被布置在快中子核反应堆中，并且可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的核燃料泡沫。
所述外壳可以被布置在中子增殖核反应堆中，并且可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的核燃料泡沫。
所述外壳可以被布置在快中子增殖核反应堆中，并且可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的核燃料泡沫。
所述外壳可以被布置在行波核反应堆中，并且可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的核燃料泡沫。
所述外壳可以被布置在热核反应堆中，并且可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封具有圆柱形的几何形状的核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封具有球形的几何形状的核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封具有半球形的几何形状的核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封具有圆盘形的几何形状的核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封在横截面中具有多边形的几何形状的核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封具有平行六面体形的几何形状的核燃料泡沫。
根据本公开的另一个方面，提供了核裂变反应堆燃料组件，其包括适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙（closed-cell void）的能产生裂变物质的核燃料泡沫的外壳。
所述外壳可适合于密封地包封核燃料泡沫，所述核燃料泡沫可界定多个在空间上分布的封闭气孔空隙以允许所述核燃料泡沫的膨胀。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的钍核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的铀核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的可裂变核燃料泡沫和能产生裂变物质的核燃料泡沫的混合物。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫，所述核燃料泡沫可具有嵌入其中的核燃料芯块。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的未被包覆的核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的被包覆的核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的金属核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的碳化物核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的氧化物核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的氮化物核燃料泡沫。
所述外壳可以被布置在快中子核反应堆中，并且可适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫。
所述外壳可以被布置在中子增殖核反应堆中，并且可适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫。
所述外壳可以被布置在快中子增殖核反应堆中，并且可适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫。
所述外壳可以被布置在行波核反应堆中，并且可适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫。
所述外壳可以被布置在热核反应堆中，并且可适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封具有圆柱形的几何形状的核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封具有球形的几何形状的核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封具有半球形的几何形状的核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封具有圆盘形的几何形状的核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封在横截面中具有多边形的几何形状的核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封具有平行六面体形的几何形状的核燃料泡沫。
根据本公开的又一个方面，提供了核裂变反应堆燃料组件，其包括：适合于密封地包封能够产生热的核燃料泡沫的外壳，核燃料泡沫界定多个互相连接的开放气孔空隙；以及与外壳相关联并且适合于与核燃料泡沫保持传热连通（heat transfer communication）的用于吸收由核燃料泡沫产生的热的热吸收体。
所述热吸收体可以是流动的流体。
所述热吸收体可具有相变成分。
所述热吸收体可以是热电材料。
所述外壳可适合于密封地包封核燃料泡沫，所述核燃料泡沫可界定多个在空间上分布的开放气孔空隙以允许所述核燃料泡沫的膨胀。
所述外壳可适合于密封地包封核燃料泡沫，所述核燃料泡沫可界定多个在空间上分布的开放气孔空隙以便于由所述核燃料泡沫产生的挥发性裂变产物的运输。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的可裂变核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的能产生裂变物质的核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的钍核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的铀核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的可裂变核燃料泡沫和能产生裂变物质的核燃料泡沫的混合物。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的核燃料泡沫，所述核燃料泡沫可具有嵌入其中的核燃料芯块。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的未被包覆的核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的被包覆的核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的金属核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的碳化物核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的氧化物核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的氮化物核燃料泡沫。
所述外壳可以被布置在快中子核反应堆中，并且可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的核燃料泡沫。
所述外壳可以被布置在中子增殖核反应堆中，并且可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的核燃料泡沫。
所述外壳可以被布置在快中子增殖核反应堆中，并且可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的核燃料泡沫。
所述外壳可以被布置在行波核反应堆中，并且可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的核燃料泡沫。
所述外壳可以被布置在热核反应堆中，并且可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的核燃料泡沫。
根据本公开的再一个方面，提供了核裂变反应堆燃料组件，其包括：适合于密封地包封能够产生热的能产生裂变物质的核燃料泡沫的外壳，核燃料泡沫界定多个封闭气孔空隙；以及与外壳相关联并且适合于与核燃料泡沫保持传热连通的用于吸收由核燃料泡沫产生的热的热吸收体。
所述热吸收体可以是流动的流体。
所述热吸收体可以是相变成分。
所述热吸收体可以是热电材料。
所述外壳可适合于密封地包封核燃料泡沫，所述核燃料泡沫可界定多个在空间上分布的封闭气孔空隙以允许所述核燃料泡沫的膨胀。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的钍核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的铀核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的可裂变核燃料泡沫和能产生裂变物质的核燃料泡沫的混合物。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫，所述核燃料泡沫可具有嵌入其中的核燃料芯块。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的未被包覆的核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的被包覆的核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的金属核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的碳化物核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的氧化物核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的氮化物核燃料泡沫。
所述外壳可以被布置在快中子核反应堆中，并且可适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫。
所述外壳可以被布置在中子增殖核反应堆中，并且可适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫。
所述外壳可以被布置在快中子增殖核反应堆中，并且可适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫。
所述外壳可以被布置在行波核反应堆中，并且可适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫。
所述外壳可以被布置在热核反应堆中，并且可适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫。
根据本公开的另一个方面，提供了核裂变反应堆燃料组件，其包括：适合于密封地包封能够产生热的核燃料泡沫的外壳，核燃料泡沫界定多个互相连接的开放气孔空隙；以及穿过核燃料泡沫延伸的热吸收体导管，热吸收体导管能够沿着其运送与核燃料泡沫保持传热连通的用于吸收由核燃料泡沫产生的热的冷却流体。
所述外壳可适合于密封地包封核燃料泡沫，所述核燃料泡沫可界定多个在空间上分布的开放气孔空隙以允许所述核燃料泡沫的膨胀。
所述外壳可适合于密封地包封核燃料泡沫，所述核燃料泡沫可界定多个在空间上分布的开放气孔空隙以便于由所述核燃料泡沫产生的挥发性裂变产物的运输。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的可裂变核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的能产生裂变物质的核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的钍核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的铀核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的可裂变核燃料泡沫和能产生裂变物质的核燃料泡沫的混合物。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的核燃料泡沫，所述核燃料泡沫可具有嵌入其中的核燃料芯块。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的未被包覆的核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的被包覆的核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的金属核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的碳化物核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的氧化物核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的氮化物核燃料泡沫。
所述外壳可以被布置在快中子核反应堆中，并且可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的核燃料泡沫。
所述外壳可以被布置在中子增殖核反应堆中，并且可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的核燃料泡沫。
所述外壳可以被布置在快中子增殖核反应堆中，并且可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的核燃料泡沫。
所述外壳可以被布置在行波核反应堆中，并且可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的核燃料泡沫。
所述外壳可以被布置在热核反应堆中，并且可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的核燃料泡沫。
所述热吸收体导管可以运送具有相变成分的冷却流体。
所述热吸收体导管可包括多个热吸收体导管。
所述外壳大体上可以是圆柱形的。
根据本公开的又一个方面，提供了核裂变反应堆燃料组件，其包括：适合于密封地包封能够产生热的核燃料泡沫的外壳，核燃料泡沫界定多个封闭气孔空隙；以及穿过核燃料泡沫延伸的热吸收体导管，热吸收体导管能够沿着其运送与核燃料泡沫保持传热连通的用于吸收由核燃料泡沫产生的热的冷却流体。
所述热吸收体导管可以运送具有相变成分的冷却流体。
所述热吸收体导管可包括多个热吸收体导管。
所述外壳大体上可以是圆柱形的。
所述外壳可适合于密封地包封核燃料泡沫，所述核燃料泡沫可界定多个在空间上分布的封闭气孔空隙以允许所述核燃料泡沫的膨胀。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的可裂变核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的能产生裂变物质的核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的可裂变核燃料泡沫和能产生裂变物质的核燃料泡沫的混合物。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的钍核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的铀核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫，所述核燃料泡沫可具有嵌入其中的核燃料芯块。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的未被包覆的核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的被包覆的核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的金属核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的碳化物核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的氧化物核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的氮化物核燃料泡沫。
所述外壳可以被布置在快中子核反应堆中，并且可适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫。
所述外壳可以被布置在中子增殖核反应堆中，并且可适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫。
所述外壳可以被布置在快中子增殖核反应堆中，并且可适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫。
所述外壳可以被布置在行波核反应堆中，并且可适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫。
所述外壳可以被布置在热核反应堆中，并且可适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫。
根据本公开的再一个方面，提供了核裂变反应堆燃料组件，其包括：外壳；能够产生热的核燃料泡沫，核燃料泡沫被密封地布置在外壳中，核燃料泡沫界定多个互相连接的开放气孔空隙；以及被布置为与核燃料泡沫保持传热连通的用于吸收由核燃料泡沫产生的热的热吸收体。
根据本公开的又一个方面，提供了核裂变反应堆燃料组件，其包括：外壳；能够产生热的能产生裂变物质的核燃料泡沫，核燃料泡沫被密封地布置在外壳中，核燃料泡沫界定多个封闭气孔空隙；以及被布置为与核燃料泡沫保持传热连通的用于吸收由核燃料泡沫产生的热的热吸收体。
根据本公开的另一个方面，提供了核裂变反应堆燃料组件，其包括：适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的多孔的未被包覆的核燃料材料的外壳。
所述外壳可适合于密封地包封核燃料材料，所述核燃料材料可界定多个在空间上分布的开放气孔空隙以允许所述核燃料材料的膨胀。
所述外壳可适合于密封地包封核燃料材料，所述核燃料材料可界定多个在空间上分布的开放气孔空隙以便于由所述核燃料材料产生的挥发性裂变产物的运输。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的可裂变核燃料材料。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的能产生裂变物质的核燃料材料。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的钍核燃料材料。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的铀核燃料材料。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的可裂变核燃料材料和能产生裂变物质的核燃料材料的混合物。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的核燃料材料，所述核燃料材料可具有嵌入其中的核燃料芯块。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的金属核燃料材料。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的碳化物核燃料材料。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的氧化物核燃料材料。
所述外壳可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的氮化物核燃料材料。
所述外壳可以被布置在快中子核反应堆中，并且可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的核燃料材料。
所述外壳可以被布置在中子增殖核反应堆中，并且可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的核燃料材料。
所述外壳可以被布置在快中子增殖核反应堆中，并且可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的核燃料材料。
所述外壳可以被布置在行波核反应堆中，并且可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的核燃料材料。
所述外壳可以被布置在热核反应堆中，并且可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的核燃料泡沫。
所述外壳可适合于密封地包封具有圆柱形的几何形状的核燃料材料。
所述外壳可适合于密封地包封具有球形的几何形状的核燃料材料。
所述外壳可适合于密封地包封具有半球形的几何形状的核燃料材料。
所述外壳可适合于密封地包封具有圆盘形的几何形状的核燃料材料。
所述外壳可适合于密封地包封在横截面中具有多边形的几何形状的核燃料材料。
所述外壳可适合于密封地包封具有平行六面体形的几何形状的核燃料材料。
根据本公开的又一个方面，方法包括但不限于制造核裂变反应堆燃料组件，包括设置外壳以密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的核燃料泡沫的步骤。
设置所述外壳的所述步骤可包括设置所述外壳以密封地包封核燃料泡沫的步骤，所述核燃料泡沫可界定多个在空间上分布的开放气孔空隙以允许所述核燃料泡沫的膨胀。
设置所述外壳的所述步骤可包括设置所述外壳以密封地包封核燃料泡沫的步骤，所述核燃料泡沫可界定多个在空间上分布的开放气孔空隙以便于由所述核燃料泡沫产生的挥发性裂变产物的运输。
设置所述外壳的所述步骤可包括设置所述外壳以密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的可裂变核燃料泡沫的步骤。
设置所述外壳的所述步骤可包括设置所述外壳以密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的能产生裂变物质的核燃料泡沫的步骤。
设置所述外壳的所述步骤可包括设置所述外壳以密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的钍核燃料泡沫的步骤。
设置所述外壳的所述步骤可包括设置所述外壳以密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的铀核燃料泡沫的步骤。
设置所述外壳的所述步骤可包括设置所述外壳以密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的可裂变核燃料泡沫和能产生裂变物质的核燃料泡沫的混合物的步骤。
设置所述外壳的所述步骤可包括设置所述外壳以密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的核燃料泡沫的步骤，所述核燃料泡沫可具有嵌入其中的核燃料芯块。
设置所述外壳的所述步骤可包括设置所述外壳以密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的未被包覆的核燃料泡沫的步骤。
设置所述外壳的所述步骤可包括设置所述外壳以密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的被包覆的核燃料泡沫的步骤。
设置所述外壳的所述步骤可包括设置所述外壳以密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的金属核燃料泡沫的步骤。
设置所述外壳的所述步骤可包括设置所述外壳以密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的碳化物核燃料泡沫的步骤。
设置所述外壳的所述步骤可包括设置所述外壳以密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的氧化物核燃料泡沫的步骤。
设置所述外壳的所述步骤可包括设置所述外壳以密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的氮化物核燃料泡沫的步骤。
设置所述外壳的所述步骤可包括设置所述外壳使得所述外壳可以被布置在快中子核反应堆中并且可以密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的核燃料泡沫的步骤。
设置所述外壳的所述步骤可包括设置所述外壳使得所述外壳可以被布置在中子增殖核反应堆中并且可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的核燃料泡沫的步骤。
设置所述外壳的所述步骤可包括设置所述外壳使得所述外壳可以被布置在快中子增殖核反应堆中并且可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的核燃料泡沫的步骤。
设置所述外壳的所述步骤可包括设置所述外壳使得所述外壳可以被布置在行波核反应堆中并且可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的核燃料泡沫的步骤。
设置所述外壳的所述步骤可包括设置所述外壳使得所述外壳可以被布置在热核反应堆中并且可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的核燃料泡沫的步骤。
设置所述外壳的所述步骤可包括设置所述外壳以密封地包封具有圆柱形的几何形状的核燃料泡沫的步骤。
设置所述外壳的所述步骤可包括设置所述外壳以密封地包封具有球形的几何形状的核燃料泡沫的步骤。
设置所述外壳的所述步骤可包括设置所述外壳以密封地包封具有半球形的几何形状的核燃料泡沫的步骤。
设置所述外壳的所述步骤可包括设置所述外壳以密封地包封具有圆盘形的几何形状的核燃料泡沫的步骤。
设置所述外壳的所述步骤可包括设置所述外壳以密封地包封在横截面中具有多边形的几何形状的核燃料材料的步骤。
设置所述外壳的所述步骤可包括设置所述外壳以密封地包封具有平行六面体形的几何形状的核燃料泡沫的步骤。
根据本公开的再一个方面，方法包括但不限于制造核裂变反应堆燃料组件，包括设置外壳以密封地包封界定多个封闭气孔空隙的能产生裂变物质的核燃料泡沫的步骤。
设置所述外壳的所述步骤可包括设置所述外壳以密封地包封核燃料泡沫的步骤，所述核燃料泡沫可界定多个在空间上分布的封闭气孔空隙以允许所述核燃料泡沫的膨胀。
设置所述外壳的所述步骤可包括设置所述外壳以密封地包封界定多个封闭气孔空隙的钍核燃料泡沫的步骤。
设置所述外壳的所述步骤可包括设置所述外壳以密封地包封界定多个封闭气孔空隙的铀核燃料泡沫的步骤。
设置所述外壳的所述步骤可包括设置所述外壳以密封地包封界定多个封闭气孔空隙的可裂变核燃料泡沫和能产生裂变物质的核燃料泡沫的混合物的步骤。
设置所述外壳的所述步骤可包括设置所述外壳以密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫的步骤，所述核燃料泡沫可具有嵌入其中的核燃料芯块。
设置所述外壳的所述步骤可包括设置所述外壳以密封地包封界定多个封闭气孔空隙的未被包覆的核燃料泡沫的步骤。
设置所述外壳的所述步骤可包括设置所述外壳以密封地包封界定多个封闭气孔空隙的被包覆的核燃料泡沫的步骤。
设置所述外壳的所述步骤可包括设置所述外壳以密封地包封界定多个封闭气孔空隙的金属核燃料泡沫的步骤。
设置所述外壳的所述步骤可包括设置所述外壳以密封地包封界定多个封闭气孔空隙的碳化物核燃料泡沫的步骤。
设置所述外壳的所述步骤可包括设置所述外壳以密封地包封界定多个封闭气孔空隙的氧化物核燃料泡沫的步骤。
设置所述外壳的所述步骤可包括设置所述外壳以密封地包封界定多个封闭气孔空隙的氮化物核燃料泡沫的步骤。
设置所述外壳的所述步骤可包括设置所述外壳使得所述外壳可以被布置在中子增殖核反应堆中并且可适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫的步骤。
设置所述外壳的所述步骤可包括设置所述外壳使得所述外壳可以被布置在快中子核反应堆中并且可以密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫的步骤。
设置所述外壳的所述步骤可包括设置所述外壳使得所述外壳可以被布置在快中子增殖核反应堆中并且可以密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫的步骤。
设置所述外壳的所述步骤可包括设置所述外壳使得所述外壳可以被布置在行波核反应堆中并且可以密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫的步骤。
设置所述外壳的所述步骤可包括设置所述外壳使得所述外壳可以被布置在热核反应堆中并且可适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫的步骤。
设置所述外壳的所述步骤可包括设置所述外壳以密封地包封具有圆柱形的几何形状的核燃料泡沫的步骤。
设置所述外壳的所述步骤可包括设置所述外壳以密封地包封具有球形的几何形状的核燃料泡沫的步骤。
设置所述外壳的所述步骤可包括设置所述外壳以密封地包封具有半球形的几何形状的核燃料泡沫的步骤。
设置所述外壳的所述步骤可包括设置所述外壳以密封地包封具有圆盘形的几何形状的核燃料泡沫的步骤。
设置所述外壳的所述步骤可包括设置所述外壳以密封地包封在横截面中具有多边形的几何形状的核燃料泡沫的步骤。
设置所述外壳的所述步骤可包括设置所述外壳以密封地包封具有平行六面体形的几何形状的核燃料泡沫的步骤。
根据本公开的又一个方面，方法包括但不限于操作核裂变反应堆燃料组件，包括将外壳布置在核反应堆容器中的步骤，外壳密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的核燃料泡沫。
布置所述外壳的所述步骤可包括布置所述外壳以便密封地包封核燃料泡沫的步骤，所述核燃料泡沫可界定多个在空间上分布的开放气孔空隙以便于由所述核燃料泡沫产生的挥发性裂变产物的运输。
布置所述外壳的所述步骤可包括布置所述外壳以便密封地包封核燃料泡沫的步骤，所述核燃料泡沫可界定多个在空间上分布的开放气孔空隙以允许所述核燃料泡沫的膨胀。
布置所述外壳的所述步骤可包括布置所述外壳以便密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的可裂变核燃料泡沫的步骤。
布置所述外壳的所述步骤可包括布置所述外壳以便密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的能产生裂变物质的核燃料泡沫的步骤。
布置所述外壳的所述步骤可包括布置所述外壳以便密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的钍核燃料泡沫的步骤。
布置所述外壳的所述步骤可包括布置所述外壳以便密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的铀核燃料泡沫的步骤。
布置所述外壳的所述步骤可包括布置所述外壳以便密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的可裂变核燃料泡沫和能产生裂变物质的核燃料泡沫的混合物的步骤。
布置所述外壳的所述步骤可包括布置所述外壳以便密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的核燃料泡沫的步骤，所述核燃料泡沫可具有嵌入其中的核燃料芯块。
布置所述外壳的所述步骤可包括布置所述外壳以便密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的未被包覆的核燃料泡沫的步骤。
布置所述外壳的所述步骤可包括布置所述外壳以便密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的被包覆的核燃料泡沫的步骤。
布置所述外壳的所述步骤可包括布置所述外壳以便密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的金属核燃料泡沫的步骤。
布置所述外壳的所述步骤可包括布置所述外壳以便密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的碳化物核燃料泡沫的步骤。
布置所述外壳的所述步骤可包括布置所述外壳以便密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的氧化物核燃料泡沫的步骤。
布置所述外壳的所述步骤可包括布置所述外壳以便密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的氮化物核燃料泡沫的步骤。
布置所述外壳的所述步骤可包括布置所述外壳使得所述外壳可以被布置在快中子核反应堆中并且可以密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的核燃料泡沫的步骤。
布置所述外壳的所述步骤可包括布置所述外壳使得所述外壳可以被布置在中子增殖核反应堆中并且可以密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的核燃料泡沫的步骤。
布置所述外壳的所述步骤可包括布置所述外壳使得所述外壳可以被布置在快中子增殖核反应堆中并且可以密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的核燃料泡沫的步骤。
布置所述外壳的所述步骤可包括布置所述外壳使得所述外壳可以被布置在行波核反应堆中并且可以密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的核燃料泡沫的步骤。
布置所述外壳的所述步骤可包括布置所述外壳使得所述外壳可以被布置在热核反应堆中并且可适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的核燃料泡沫的步骤。
布置所述外壳的所述步骤可包括布置所述外壳以便密封地包封具有圆柱形的几何形状的核燃料泡沫的步骤。
布置所述外壳的所述步骤可包括布置所述外壳以便密封地包封具有球形的几何形状的核燃料泡沫的步骤。
布置所述外壳的所述步骤可包括布置所述外壳以便密封地包封具有半球形的几何形状的核燃料泡沫的步骤。
布置所述外壳的所述步骤可包括布置所述外壳以便密封地包封具有圆盘形的几何形状的核燃料泡沫的步骤。
布置所述外壳的所述步骤可包括布置所述外壳以便密封地包封在横截面中具有多边形的几何形状的核燃料泡沫的步骤。
布置所述外壳的所述步骤可包括布置所述外壳以便密封地包封具有平行六面体形的几何形状的核燃料泡沫的步骤。
上述方法还可包括使热吸收体与所述外壳关联的步骤，所述热吸收体可适合于与所述核燃料泡沫保持传热连通，用于吸收由所述核燃料泡沫产生的热。
使所述热吸收体关联的所述步骤可包括使作为流动的流体的所述热吸收体关联的步骤。
使所述热吸收体关联的所述步骤可包括使作为相变成分的所述热吸收体关联的步骤。
使所述热吸收体关联的所述步骤可包括使作为热电材料的所述热吸收体关联的步骤。
使所述热吸收体与所述外壳关联的步骤可包括使热吸收体导管穿过所述核燃料泡沫延伸的步骤，所述热吸收体导管可以沿着其运送与所述核燃料泡沫保持传热连通的冷却流体，以吸收由所述核燃料泡沫产生的热。
根据本公开的再一个方面，方法包括但不限于操作核裂变反应堆燃料组件，包括将外壳布置在核反应堆容器中的步骤，外壳密封地包封界定多个封闭气孔空隙的能产生裂变物质的核燃料泡沫。
布置所述外壳的所述步骤可包括布置所述外壳以便密封地包封核燃料泡沫的步骤，所述核燃料泡沫可界定多个在空间上分布的封闭气孔空隙以允许所述核燃料泡沫的膨胀。
布置所述外壳的所述步骤可包括布置所述外壳以便密封地包封界定多个封闭气孔空隙的钍核燃料泡沫的步骤。
布置所述外壳的所述步骤可包括布置所述外壳以便密封地包封界定多个封闭气孔空隙的铀核燃料泡沫的步骤。
布置所述外壳的所述步骤可包括布置所述外壳以便密封地包封界定多个封闭气孔空隙的可裂变核燃料泡沫和能产生裂变物质的核燃料泡沫的混合物的步骤。
布置所述外壳的所述步骤可包括布置所述外壳以便密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫的步骤，所述核燃料泡沫可具有嵌入其中的核燃料芯块。
布置所述外壳的所述步骤可包括布置所述外壳以便密封地包封界定多个封闭气孔空隙的未被包覆的核燃料泡沫的步骤。
布置所述外壳的所述步骤可包括布置所述外壳以便密封地包封界定多个封闭气孔空隙的被包覆的核燃料泡沫的步骤。
布置所述外壳的所述步骤可包括布置所述外壳以便密封地包封界定多个封闭气孔空隙的金属核燃料泡沫的步骤。
布置所述外壳的所述步骤可包括布置所述外壳以便密封地包封界定多个封闭气孔空隙的碳化物核燃料泡沫的步骤。
布置所述外壳的所述步骤可包括布置所述外壳以便密封地包封界定多个封闭气孔空隙的氧化物核燃料泡沫的步骤。
布置所述外壳的所述步骤可包括布置所述外壳以便密封地包封界定多个封闭气孔空隙的氮化物核燃料泡沫的步骤。
布置所述外壳的所述步骤可包括布置所述外壳使得所述外壳可以被布置在快中子核反应堆中并且可以密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫的步骤。
布置所述外壳的所述步骤可包括布置所述外壳使得所述外壳可以被布置在中子增殖核反应堆中并且可以密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫的步骤。
布置所述外壳的所述步骤可包括布置所述外壳使得所述外壳可以被布置在快中子增殖核反应堆中并且可以密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫的步骤。
布置所述外壳的所述步骤可包括布置所述外壳使得所述外壳可以被布置在行波核反应堆中并且可以密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫的步骤。
布置所述外壳的所述步骤可包括布置所述外壳使得所述外壳可以被布置在热核反应堆中并且可以密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫的步骤。
布置所述外壳的所述步骤可包括布置所述外壳以便密封地包封具有圆柱形的几何形状的核燃料泡沫的步骤。
布置所述外壳的所述步骤可包括布置所述外壳以便密封地包封具有球形的几何形状的核燃料泡沫的步骤。
布置所述外壳的所述步骤可包括布置所述外壳以便密封地包封具有半球形的几何形状的核燃料泡沫的步骤。
布置所述外壳的所述步骤可包括布置所述外壳以便密封地包封具有圆盘形的几何形状的核燃料泡沫的步骤。
布置所述外壳的所述步骤可包括布置所述外壳以便密封地包封在横截面中具有多边形的几何形状的核燃料泡沫的步骤。
布置所述外壳的所述步骤可包括布置所述外壳以便密封地包封具有平行六面体形的几何形状的核燃料泡沫的步骤。
上述方法还可包括使热吸收体与所述外壳关联的步骤，所述热吸收体可适合于与所述核燃料泡沫保持传热连通，用于吸收由所述核燃料泡沫产生的热。
使所述热吸收体关联的所述步骤可包括使作为流动的流体的所述热吸收体关联的步骤。
使所述热吸收体关联的所述步骤可包括使作为相变成分的所述热吸收体关联的步骤。
使所述热吸收体关联的所述步骤可包括使作为热电材料的所述热吸收体关联的步骤。
使所述热吸收体与所述外壳关联的步骤可包括使热吸收体导管穿过所述核燃料泡沫延伸的步骤，所述热吸收体导管可以沿着其运送与所述核燃料泡沫保持传热连通的用于吸收由所述核燃料泡沫产生的热的冷却流体。
除上述内容之外，其他的方法方面也在形成本公开的一部分的权利要求、附图和正文中被描述。
本公开的一个特点是提供了适合于密封地包封界定多个互相连接的开放气孔空隙的核燃料泡沫的外壳。
本公开内容的另一个特点是提供了适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的能产生裂变物质的核燃料泡沫的外壳。
除上述内容之外，各种其他的方法和/或装置在教导例如本公开的正文（例如权利要求和/或详细描述）和/或附图中被提出和描述。
上述内容是概述，并且因此可能包含细节的简化、概括、包含和/或省略；因此，本领域的技术人员将认识到，本概述仅是例证性的并且没有被规定为以任何方式是限制性的。除上文描述的例证性的方面、实施方案和特点之外，通过参照附图和之后的详细描述，另外的方面、实施方案和特点将变得明显。
附图的简要说明
虽然本说明书以特别地指出并且清楚地主张本公开的主题的权利要求结束，但是认为，当结合以下附图理解时，本公开从下面的详细描述中将被更好地理解。此外，相同的符号在不同的附图中的使用将通常表示相似的或相同的零件。
图1是核裂变反应堆的部分正视图，为了清楚起见除去了某些部件，该视图还示出了属于该反应堆的多个大体上圆柱形的核裂变反应堆燃料组件；
图2是核裂变反应堆燃料组件之一的垂直截面视图，并且示出了其中的核燃料泡沫；
图3是沿图2的截面线A-A截取的视图；
图4是界定其中的封闭气孔空隙的未被包覆的核燃料泡沫的放大视图；
图5是界定其中的开放气孔空隙的未被包覆的核燃料泡沫的放大视图；
图6是界定其中的封闭气孔空隙的被包覆的核燃料泡沫的放大视图；
图7是界定其中的开放气孔空隙的被包覆的核燃料泡沫的放大视图；
图8是大体上球形的核裂变反应堆燃料组件的垂直截面视图；
图9是沿图8的截面线B-B截取的视图；
图10是大体上半球形的核裂变反应堆燃料组件的正视图；
图11是半球形的核裂变反应堆燃料组件的垂直截面视图；
图12是大体上圆盘形的核裂变反应堆燃料组件的垂直截面视图；
图13是沿图12的截面线C-C截取的视图；
图14是大体上六边形的核裂变反应堆燃料组件的正视图；
图15是沿图14的截面线D-D截取的视图；
图16是具有大体上平行六面体构型的核裂变反应堆燃料组件的垂直截面视图；
图17是沿图16的截面线E-E截取的视图；以及
图18是具有嵌入核燃料泡沫中的核燃料芯块的核裂变反应堆燃料组件的垂直截面视图，为清楚起见该燃料芯块的大小被放大。
详细描述
在以下的详细描述中，对形成详细描述的一部分的附图进行参照。在附图中，相似的符号通常标识相似的部件，除非上下文另外指示。在详细描述、附图和权利要求中描述的例证性的实施方案并不意味着是限制性的。可以利用其他的实施方案，并且可以作出其他的变化，而不偏离本文提出的主题的精神或范围。
此外，为陈述的清楚起见，本申请使用形式大纲标题。然而，应当理解，大纲标题是为了陈述的目的，并且不同类型的主题可以整个申请中被讨论（例如，装置/结构可以在过程/操作标题下被描述，和/或过程/操作可以在结构/过程标题下被讨论；和/或对单个主题的描述可能跨越两个或更多个主题标题）。因此，形式大纲标题的使用并没有被规定为以任何方式是限制性的。
此外，本文描述的主题有时示出了包含在不同的其他部件内或与不同的其他部件相连接的不同的部件。应当理解，这样描绘的构造仅仅是示例性的，并且事实上，可以实施实现相同的功能的许多其他的构造。在概念意义上，实现相同的功能的部件的任何布置都是有效地“相关联的”，使得期望的功能得以实现。因此，本文中被组合以实现特定的功能的任何两个部件都可以被视为彼此“相关联”，使得期望的功能得以实现，而不管构造或中间部件如何。同样地，如此相关联的任何两个部件也可以被视为是彼此“可操作地连接的”或“可操作地耦合的”以实现期望的功能，并且能够如此相关联的任何两个部件也可以被视为是彼此“可操作地可耦合的”以实现期望的功能。可操作地可耦合的具体的例子包括但不限于物理地可配对和/或物理地相互作用的部件，和/或无线地可相互作用和/或无线地相互作用的部件，和/或逻辑地相互作用和/或逻辑地可相互作用的部件。
在一些情况下，一个或多个部件在本文中可以被表示为“被配置为”、“可被配置为”、“可操作来/操作来”、“适合/可适合”、“能够”、“可符合/符合”等。本领域的技术人员将认识到，“被配置为”可以通常包括活动状态的部件和/或非活动状态的部件和/或备用状态的部件，除非上下文另外要求。
因此，转到图1，示出了通常被表示为10的核裂变反应堆，其用于由于诸如铀-235、铀-233或钚-239的可裂变核素的裂变而产生热。反应堆10可以是“行波”反应堆。在这方面，行波反应堆包括反应堆堆芯。反应堆堆芯中的核裂变点火器发起裂变爆燃波燃烧前缘。在堆芯中的核燃料被裂变点火器点燃之后，裂变爆燃波燃烧前缘被发起并且扩散而遍及核燃料。在一个实施方案中，在该裂变过程期间，反应堆冷却剂环路将热从反应堆堆芯传递至热交换器，以产生蒸汽。蒸汽被传递至涡轮发电机以产生电。
这样的行波反应堆在以Roderick A.Hyde等人的名义于2006年11月28日提交的且标题为“Automated Nuclear Power Reactor For Long-Term Operation”的未决美国专利申请序列号11/605,943中被更详细地公开，该申请被转让给本申请的受让人，其整个公开由此通过引用被并入。
仍然参照图1，反应堆10包括用于防止放射性微粒、气体或液体从反应堆10泄漏至周围环境的容器20，例如压力容器或密封容器。容器20可以是具有适当尺寸和厚度的钢、混凝土或其他材料，以降低这样的辐射泄漏的风险并支持所需的压力负荷。虽然仅示出一个容器20，但是为了增加的安全可以有一个包围另一个的另外的密封容器。容器20在其中界定腔30，在腔30中布置一个或多个核裂变反应堆燃料组件40，如在下文中更详细地描述的。
如在图2、图3和图4中最佳地看到的，每个核裂变反应堆燃料组件40包括具有外壳壁60的用于密封地包封其中的核燃料泡沫70的大体上圆柱形的外壳50。泡沫70界定在其内部在空间上分布的多个封闭气孔空隙80。如本文所使用的，术语“封闭气孔空隙”意指每个空隙80与其相邻的空隙80分隔并且通常不与其相邻的空隙80互相连接，使得相当大量的气体、液体或流体不直接在空隙80之间移动。
如图5中所示，泡沫或多孔材料70可以可选地界定在其内部在空间上分布的多个互相连接的开放气孔空隙90。如本文所使用的，术语“开放气孔空隙”意指每个空隙通常与其相邻的空隙中的一个或多个连接，允许气体、液体或流体在空隙90之间直接移动。开放气孔空隙可以被具有网状或蜂窝结构的泡沫燃料材料界定。开放气孔空隙可以被具有纤维状或棒状结构的多孔燃料材料界定，或被燃料颗粒的互相连接的聚集体（例如烧结珠或堆积的球）所形成的多孔燃料材料界定。此外，开放气孔空隙可以被具有泡沫或多孔特征的混合的燃料材料界定。
泡沫或多孔材料70可以包括可裂变核燃料，例如铀-233、铀-235和/或钚-239。可选地，泡沫70可以包括能产生裂变物质的核燃料，例如钍-232和/或铀-238。另一可选方案是，泡沫或多孔材料70可以包括可裂变核燃料和能产生裂变物质的核燃料的预定的混合物。
本领域的普通技术人员应认识到，燃料组件40可以被布置在热中子反应堆、快中子反应堆、中子增殖反应堆、快中子增殖反应堆或上文提到的行波反应堆中。因此，燃料组件40是足够通用的，以在各种核反应堆设计中被有益地使用。
参照图2、3、4和5，应当理解，每个空隙80和空隙90的目的是提供可收缩的容积，其适合于适应或允许由于在反应堆10的运行期间的热膨胀和裂变产物气体释放导致的泡沫或多孔材料70的膨胀。总体上，泡沫或多孔材料70的空隙容积可以为约20%至约97%以允许膨胀，虽然在一些情况下在该范围之外的百分比可以是可采用的。以这种方式适应泡沫或多孔材料70的膨胀降低了在外壳壁60上的压力，因为泡沫或多孔材料70将朝着空隙80或90膨胀或甚至膨胀入空隙80或90中，而不是靠着壁60膨胀。因此，该结构通常被配置成使得泡沫或多孔材料70向内朝着空隙80或90膨胀，而不是向外靠着外壳壁60膨胀，以在外壳壁60上施加压力。降低外壳壁60上的压力又降低了外壳50溶胀和外壳壁60破裂的风险，否则这二者都可能导致裂变产物的释放。
参照图5，应当理解，互相连接的开放气孔空隙90的目的是提供便于由核燃料泡沫或多孔材料70产生的挥发性裂变产物的运输的路径。这样的裂变产物可以是碘、溴、铯、钾、铷、锶、氙、氪、钡的同位素或其他气态或挥发性材料。这样的运输路径可以提供从核裂变反应堆燃料组件40的中子活动区域（neutronically active region）除去裂变产物的一部分的媒介物。这样的除去可以通过裂变产物降低中子吸收。
参照图2、3、4和5，泡沫或多孔材料70可以实质上包括金属，例如铀、钍、钚或其合金。可选地，泡沫或多孔材料70可以实质上包括碳化物，例如碳化铀（UC或UCx）或碳化钍（ThC2或ThCx）。碳化铀或碳化钍可以被喷射入碳化铌（NbC）和碳化锆（ZrC）的基质中。使用碳化铌和碳化锆的潜在的益处是它们形成对于碳化铀或碳化钍的耐热的结构基底。泡沫或多孔材料70也可以实质上包括氧化物，例如二氧化铀（UO2）；二氧化钍（ThO2），其也被称为氧化钍；或氧化铀（U3O2）。在另一方面，泡沫或多孔材料70可以是氮化物，例如氮化铀（U2N3）或氮化钍（ThN）。此外，上文的讨论涉及未被包覆的泡沫或多孔材料70。如果期望，泡沫或多孔材料70可以被合适的材料包覆。
参照图6和图7，泡沫或多孔材料70可以被包覆层100包覆，包覆层100可以包括碳、碳化锆或类似物。用于实现期望的包覆的工艺可以是电镀、无电沉积、气相沉积、离子沉积或任何其他合适的工艺。包覆泡沫或多孔材料70可以提供对裂变产物从泡沫或多孔材料70逸入空隙80或90的障碍。这样的裂变产物可以是碘、溴、铯、钾、铷、锶、氙、氪、钡的同位素或其他气态或挥发性材料。包覆泡沫或多孔材料70还可以或可选地向泡沫或多孔材料70提供结构支持。
回到图2，通常被表示为110的热吸收体与外壳50相关联并且适合于与泡沫或多孔材料70保持传热连通，用于吸收由泡沫或多孔材料70产生的裂变热。仅作为例子，而不是作为限制，热吸收体110可以包括穿过泡沫或多孔材料70延伸的多个大体上圆柱形的平行导管或管120。出于当前所述的原因，每个管120具有界定流动通道140的管壁130。管120由难熔金属或合金例如铌（Nb）、钽（Ta）、钨（W）或类似物制造。反应堆冷却剂管120可以由其他材料例如铝（Al）、钢或其他铁合金或非铁族合金、钛基合金或锆基合金制成，或由其他合适的金属和合金制成。冷却剂例如加压气体（未示出）沿着流动通道140流动，用于借助于热传导通过管壁130从泡沫或多孔材料70吸收热。反应堆冷却剂可以选自几种加压的惰性气体，例如氦气、氖气、氩气、氪气、氙气或其混合物。可选地，冷却剂可以是水，或气态的或超流体二氧化碳，或液态金属（例如钠或铅），或液态金属合金（例如铅-铋（Pb-Bi）），或有机冷却剂（例如聚苯），或碳氟化合物。可选地，冷却剂可以是相变成分，例如水、钾（K）或钠（Na）。在另一方面，热吸收体110可以是热电材料，例如碲化铋（Bi2Te3）；碲化铅（PbTe）；或锑化锌（Zn4Sb3）。本领域的普通技术人员应认识到，热吸收体110或管120不需要是如所示的平行的；而是热吸收体110或管120可以相对于彼此设置为成交叉的角度，如果期望的话。
现在转到图8和图9，示出了燃料组件40的可选的实施方案。在该可选的实施方案中，燃料组件40包括大体上球形的外壳150，而不是上文提到的大体上圆柱形的外壳50。球形的外壳150可以降低所需的覆层材料的量。球形的外壳150还可以帮助使燃料的轮廓成形。
参照图10和图11，示出了燃料组件40的又一个可选的实施方案。在该可选的实施方案中，燃料组件40包括大体上圆盘形的外壳160。使用圆盘形的外壳160的潜在的益处是其在使燃料的轮廓成形中的效用。
参照图12和图13，示出了燃料组件40的另一个可选的实施方案。在该可选的实施方案中，燃料组件40包括大体上半球形的外壳155。半球形的外壳155可以增加腔30中的燃料组件组装密度。如同球形的轮廓一样，半球形的外壳155可以帮助使燃料的轮廓成形。
参照图14和图15，示出了燃料组件40的再一个实施方案。在该可选的实施方案中，燃料组件40包括多边形的（在横截面中）外壳165。在这方面，外壳165可以在横截面中具有六边形形状。使用外壳165的六边形的横截面的潜在的益处是，更多的燃料组件40可以在一些配置中提供相对高的组装因子，并且增加了被组装在腔30中的燃料组件的数量，优于燃料组件的一些其他的几何形状。如同上文的实施方案一样，外壳165的六边形的横截面可以帮助使燃料的轮廓成形。
参照图16和图17，示出了燃料组件40的再一个可选的实施方案。在该可选的实施方案中，燃料组件40包括平行六面体形的外壳170。平行六面体形的外壳170也可以提供腔30中的相对高的组装密度。如同上文的实施方案一样，平行六面体形的外壳170可以帮助使燃料的轮廓成形。
参照图18，泡沫或多孔材料70可以包括嵌入其中的一个或多个燃料芯块180。在一个实施方案中，燃料芯块180可以作为用于开始上文提到的裂变链式反应的初始的反应源。在另一个实施方案中，燃料芯块180可以作为增加核燃料材料的有效密度的较高密度的燃料组分。
当反应堆10运行时，泡沫或多孔材料70将趋于膨胀。这可以发生，因为在反应堆10的运行期间，由于在裂变过程期间泡沫或多孔材料70产生的裂变热，泡沫或多孔材料70将经历热膨胀。由于裂变过程，也将产生裂变气体。这两个现象将趋于使泡沫或多孔材料70膨胀，这又可以趋于在外壳壁60上施加压力。这样的压力可以增加外壳壁60破裂以及随后裂变产物从燃料组件40释放的风险。本文公开的泡沫或多孔材料70通过提供可收缩的空隙80和90处理这种效应。换句话说，空隙80和90可以通过在泡沫或多孔材料70朝着空隙80和90膨胀时在容积上减小来适应或允许泡沫或多孔材料70的膨胀。以这种方式，减少了壁60上的潜在的压力增加，并且也减少了裂变产物从燃料组件40释放的风险。
本领域的技术人员将认识到，为了概念清楚起见，本文描述的部件（例如操作）、装置、目的和伴随它们的讨论被用作例子，并且设想各种配置修改。因此，如本文所使用的，所提出的具体的实施例和伴随的讨论用来代表它们更一般的类别。总的来说，任何具体的实施例的使用用来代表其类别，并且具体的部件（例如操作）、装置和目的的未包括不应该被认为是限制性的。
此外，本领域的技术人员将认识到，上述的具体的示例性过程和/或装置和/或技术代表在本文中其它地方例如在同此一起提交的权利要求中和/或在本申请的其它地方教导的更一般的工艺和/或装置和/或技术。
虽然已经示出和描述了本文所描述的发明主题的具体的方面，但是对于本领域的技术人员来说很明显，基于本文的教导，可以做出变化和修改，而不偏离本文所描述的主题和其更宽的方面，并且因此所附的权利要求在它们的范围内包括所有这样的变化和修改，如在本文所描述的主题的真实精神和范围内的一样。本领域的技术人员将理解，通常，在本文并且特别是在所附的权利要求中（例如所附的权利要求的主体中）使用的术语通常意指“开放式”术语（例如术语“包括（including）”应该被解释为“包括但不限于”，术语“具有”应该被解释为“具有至少”，术语“包括（includes）”应该被解释为“包括但不限于”等等）。本领域的技术人员将进一步理解，如果打算有特定数量的引入的权利要求陈述，那么这样的意图将在权利要求中被明确地陈述，并且在不存在这样的陈述时这样的意图不存在。例如，为了帮助理解，下面的所附权利要求可以含有引导性的短语“至少一个”和“一个或多个”的用法，以引入权利要求陈述。然而，这样的短语的使用不应该被解释为意味着权利要求陈述通过不定冠词“一（a）”或“一（an）”的引入将含有这样引入的权利要求陈述的任何具体的权利要求限制为含有仅仅一个这样的陈述的权利要求，即使当同一个权利要求包括引导性的短语“一个或多个”或“至少一个”和诸如“一（a）”或“一（an）”的不定冠词（例如“一（a）”和/或“一（an）”通常应该被解释与意指“至少一个”或“一个或多个”）时；这也适用于用于引入权利要求陈述的定冠词的使用。此外，即使明确地陈述了特定数量的引入的权利要求陈述，本领域的技术人员将认识到，这样的陈述应通常被解释为意指至少所陈述的数量（例如，没有其他修饰语的“两个陈述”的裸陈述通常意指至少两个陈述或两个或更多个陈述）。此外，在使用类似于“A、B和C等中的至少一个”的约定的情况下，通常这样的结构在本领域的技术人员将理解该约定的意义上被计划（例如，“具有A、B和C中的至少一个的系统”将包括但不局限于具有单独的A、单独的B、单独的C、A和B一起、A和C一起、B和C一起和/或A、B和C一起等的系统）。在使用类似于“A、B或C等中的至少一个”的约定的情况下，通常这样的结构在本领域的技术人员将理解该约定的意义上被计划（例如，“具有A、B或C中的至少一个的系统”将包括但不局限于具有单独的A、单独的B、单独的C、A和B一起、A和C一起、B和C一起和/或A、B和C一起等的系统）。本领域的技术人员将进一步理解，通常，表示两个或更多个可选的术语的分离的词语和/或短语无论在说明书、权利要求还是附图中都应该被理解为设想包括术语中的一个、术语中的任一个或两个术语的可能性，除非上下文另外指示。例如，短语“A或B”将通常被理解为包括“A”或“B”或“A和B”的可能性。
对于所附的权利要求，本领域的技术人员将认识到，在其中陈述的操作大体上可以按任何顺序执行。此外，虽然在一个序列中存在各种操作流程，但是应当理解，各种操作可以按除所示的顺序之外的其他顺序执行，或可以并行地执行。这样的交替的排序的例子包括重叠、交错、中断、重新排序、递增、预备、补充、同时、反转或其他变化的排序，除非上下文另外指示。此外，诸如“响应于”、“关于”或其他过去时态的形容词的术语通常并不用来排除这样的变化形式，除非上下文另外指示。
因此，提供了如本文所述和主张的核裂变反应堆燃料组件，其适合于允许包含在燃料组件中的核燃料的膨胀。
虽然本文已经公开了各种方面和实施方案，但是其他的方面和实施方案对于本领域的技术人员将是明显的。本文公开的各种方面和实施方案是为了例证的目的并且没有被规定为限制性的，真正的范围和精神由下面的权利要求指示。

Claims (117)

1.一种核裂变反应堆燃料组件，包括外壳，所述外壳适合于密封地包封能产生裂变物质的核燃料泡沫，所述核燃料泡沫界定多个封闭气孔空隙，每个封闭气孔空隙提供可收缩的容积。
2.根据权利要求1所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳适合于密封地包封核燃料泡沫，所述核燃料泡沫界定多个在空间上分布的封闭气孔空隙以允许所述核燃料泡沫的膨胀。
3.根据权利要求1所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的钍核燃料泡沫。
4.根据权利要求1所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的铀核燃料泡沫。
5.根据权利要求1所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的可裂变核燃料泡沫和能产生裂变物质的核燃料泡沫的混合物。
6.根据权利要求1所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫，所述核燃料泡沫具有嵌入其中的核燃料芯块。
7.根据权利要求1所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的未被包覆的核燃料泡沫。
8.根据权利要求1所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的被包覆的核燃料泡沫。
9.根据权利要求1所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的金属核燃料泡沫。
10.根据权利要求1所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的碳化物核燃料泡沫。
11.根据权利要求1所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的氧化物核燃料泡沫。
12.根据权利要求1所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的氮化物核燃料泡沫。
13.根据权利要求1所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳能够被布置在快中子核反应堆中，并且适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫。
14.根据权利要求1所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳能够被布置在中子增殖核反应堆中，并且适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫。
15.根据权利要求1所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳能够被布置在快中子增殖核反应堆中，并且适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫。
16.根据权利要求1所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳能够被布置在行波核反应堆中，并且适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫。
17.根据权利要求1所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳能够被布置在热核反应堆中，并且适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫。
18.根据权利要求1所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳适合于密封地包封具有圆柱形的几何形状的核燃料泡沫。
19.根据权利要求1所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳适合于密封地包封具有球形的几何形状的核燃料泡沫。
20.根据权利要求1所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳适合于密封地包封具有半球形的几何形状的核燃料泡沫。
21.根据权利要求1所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳适合于密封地包封具有圆盘形的几何形状的核燃料泡沫。
22.根据权利要求1所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳适合于密封地包封在横截面中具有多边形的几何形状的核燃料泡沫。
23.根据权利要求1所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳适合于密封地包封具有平行六面体形的几何形状的核燃料泡沫。
24.一种核裂变反应堆燃料组件，包括：
(a)外壳，其适合于密封地包封能够产生热的能产生裂变物质的核燃料泡沫，所述核燃料泡沫界定多个封闭气孔空隙，每个封闭气孔空隙提供可收缩的容积；以及
(b)热吸收体，其与所述外壳相关联并且适合于与所述核燃料泡沫保持传热连通，用于吸收由所述核燃料泡沫产生的热。
25.根据权利要求24所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述热吸收体是流动的流体。
26.根据权利要求24所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述热吸收体是相变成分。
27.根据权利要求24所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述热吸收体是热电材料。
28.根据权利要求24所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳适合于密封地包封核燃料泡沫，所述核燃料泡沫界定多个在空间上分布的封闭气孔空隙以允许所述核燃料泡沫的膨胀。
29.根据权利要求24所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的钍核燃料泡沫。
30.根据权利要求24所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的铀核燃料泡沫。
31.根据权利要求24所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的可裂变核燃料泡沫和能产生裂变物质的核燃料泡沫的混合物。
32.根据权利要求24所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫，所述核燃料泡沫具有嵌入其中的核燃料芯块。
33.根据权利要求24所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的未被包覆的核燃料泡沫。
34.根据权利要求24所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的被包覆的核燃料泡沫。
35.根据权利要求24所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的金属核燃料泡沫。
36.根据权利要求24所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的碳化物核燃料泡沫。
37.根据权利要求24所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的氧化物核燃料泡沫。
38.根据权利要求24所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的氮化物核燃料泡沫。
39.根据权利要求24所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳能够被布置在快中子核反应堆中，并且适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫。
40.根据权利要求24所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳能够被布置在中子增殖核反应堆中，并且适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫。
41.根据权利要求24所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳能够被布置在快中子增殖核反应堆中，并且适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫。
42.根据权利要求24所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳能够被布置在行波核反应堆中，并且适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫。
43.根据权利要求24所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳能够被布置在热核反应堆中，并且适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫。
44.一种核裂变反应堆燃料组件，包括：
(a)外壳，其适合于密封地包封能够产生热的核燃料泡沫，所述核燃料泡沫界定多个封闭气孔空隙，每个封闭气孔空隙提供可收缩的容积；以及
(b)热吸收体导管，其穿过所述核燃料泡沫延伸，所述热吸收体导管能够沿着其运送冷却流体，所述冷却流体与所述核燃料泡沫保持传热连通，以吸收由所述核燃料泡沫产生的热。
45.根据权利要求44所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述热吸收体导管能够运送具有相变成分的冷却流体。
46.根据权利要求44所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述热吸收体导管包括多个热吸收体导管。
47.根据权利要求44所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳大体上是圆柱形的。
48.根据权利要求44所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳适合于密封地包封核燃料泡沫，所述核燃料泡沫界定多个在空间上分布的封闭气孔空隙以允许所述核燃料泡沫的膨胀。
49.根据权利要求44所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的可裂变核燃料泡沫。
50.根据权利要求44所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的能产生裂变物质的核燃料泡沫。
51.根据权利要求44所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的可裂变核燃料泡沫和能产生裂变物质的核燃料泡沫的混合物。
52.根据权利要求44所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的钍核燃料泡沫。
53.根据权利要求44所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的铀核燃料泡沫。
54.根据权利要求44所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫，所述核燃料泡沫具有嵌入其中的核燃料芯块。
55.根据权利要求44所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的未被包覆的核燃料泡沫。
56.根据权利要求44所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的被包覆的核燃料泡沫。
57.根据权利要求44所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的金属核燃料泡沫。
58.根据权利要求44所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的碳化物核燃料泡沫。
59.根据权利要求44所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的氧化物核燃料泡沫。
60.根据权利要求44所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的氮化物核燃料泡沫。
61.根据权利要求44所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳能够被布置在快中子核反应堆中，并且适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫。
62.根据权利要求44所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳能够被布置在中子增殖核反应堆中，并且适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫。
63.根据权利要求44所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳能够被布置在快中子增殖核反应堆中，并且适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫。
64.根据权利要求44所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳能够被布置在行波核反应堆中，并且适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫。
65.根据权利要求44所述的核裂变反应堆燃料组件，其中所述外壳能够被布置在热核反应堆中，并且适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫。
66.一种核裂变反应堆燃料组件，包括：
(a)外壳；
(b)能产生裂变物质的核燃料泡沫，其能够产生热，所述核燃料泡沫被密封地布置在所述外壳中，所述核燃料泡沫界定多个封闭气孔空隙，每个封闭气孔空隙提供可收缩的容积；以及
(c)热吸收体，其被布置为与所述核燃料泡沫保持传热连通，用于吸收由所述核燃料泡沫产生的热。
67.一种制造核裂变反应堆燃料组件的方法，包括设置外壳以密封地包封界定多个封闭气孔空隙的能产生裂变物质的核燃料泡沫的步骤，每个封闭气孔空隙提供可收缩的容积。
68.根据权利要求67所述的方法，其中设置所述外壳的所述步骤包括设置所述外壳以密封地包封核燃料泡沫的步骤，所述核燃料泡沫界定多个在空间上分布的封闭气孔空隙以允许所述核燃料泡沫的膨胀。
69.根据权利要求67所述的方法，其中设置所述外壳的所述步骤包括设置所述外壳以密封地包封界定多个封闭气孔空隙的钍核燃料泡沫的步骤。
70.根据权利要求67所述的方法，其中设置所述外壳的所述步骤包括设置所述外壳以密封地包封界定多个封闭气孔空隙的铀核燃料泡沫的步骤。
71.根据权利要求67所述的方法，其中设置所述外壳的所述步骤包括设置所述外壳以密封地包封界定多个封闭气孔空隙的可裂变核燃料泡沫和能产生裂变物质的核燃料泡沫的混合物的步骤。
72.根据权利要求67所述的方法，其中设置所述外壳的所述步骤包括设置所述外壳以密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫的步骤，所述核燃料泡沫具有嵌入其中的核燃料芯块。
73.根据权利要求67所述的方法，其中设置所述外壳的所述步骤包括设置所述外壳以密封地包封界定多个封闭气孔空隙的未被包覆的核燃料泡沫的步骤。
74.根据权利要求67所述的方法，其中设置所述外壳的所述步骤包括设置所述外壳以密封地包封界定多个封闭气孔空隙的被包覆的核燃料泡沫的步骤。
75.根据权利要求67所述的方法，其中设置所述外壳的所述步骤包括设置所述外壳以密封地包封界定多个封闭气孔空隙的金属核燃料泡沫的步骤。
76.根据权利要求67所述的方法，其中设置所述外壳的所述步骤包括设置所述外壳以密封地包封界定多个封闭气孔空隙的碳化物核燃料泡沫的步骤。
77.根据权利要求67所述的方法，其中设置所述外壳的所述步骤包括设置所述外壳以密封地包封界定多个封闭气孔空隙的氧化物核燃料泡沫的步骤。
78.根据权利要求67所述的方法，其中设置所述外壳的所述步骤包括设置所述外壳以密封地包封界定多个封闭气孔空隙的氮化物核燃料泡沫的步骤。
79.根据权利要求67所述的方法，其中设置所述外壳的所述步骤包括设置所述外壳使得所述外壳能够被布置在中子增殖核反应堆中并且适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫的步骤。
80.根据权利要求67所述的方法，其中设置所述外壳的所述步骤包括设置所述外壳使得所述外壳能够被布置在快中子核反应堆中并且能够密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫的步骤。
81.根据权利要求67所述的方法，其中设置所述外壳的所述步骤包括设置所述外壳使得所述外壳能够被布置在快中子增殖核反应堆中并且能够密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫的步骤。
82.根据权利要求67所述的方法，其中设置所述外壳的所述步骤包括设置所述外壳使得所述外壳能够被布置在行波核反应堆中并且能够密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫的步骤。
83.根据权利要求67所述的方法，其中设置所述外壳的所述步骤包括设置所述外壳使得所述外壳能够被布置在热核反应堆中并且适合于密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫的步骤。
84.根据权利要求67所述的方法，其中设置所述外壳的所述步骤包括设置所述外壳以密封地包封具有圆柱形的几何形状的核燃料泡沫的步骤。
85.根据权利要求67所述的方法，其中设置所述外壳的所述步骤包括设置所述外壳以密封地包封具有球形的几何形状的核燃料泡沫的步骤。
86.根据权利要求67所述的方法，其中设置所述外壳的所述步骤包括设置所述外壳以密封地包封具有半球形的几何形状的核燃料泡沫的步骤。
87.根据权利要求67所述的方法，其中设置所述外壳的所述步骤包括设置所述外壳以密封地包封具有圆盘形的几何形状的核燃料泡沫的步骤。
88.根据权利要求67所述的方法，其中设置所述外壳的所述步骤包括设置所述外壳以密封地包封在横截面中具有多边形的几何形状的核燃料泡沫的步骤。
89.根据权利要求67所述的方法，其中设置所述外壳的所述步骤包括设置所述外壳以密封地包封具有平行六面体形的几何形状的核燃料泡沫的步骤。
90.一种操作核裂变反应堆燃料组件的方法，包括在核反应堆容器中布置外壳的步骤，所述外壳密封地包封界定多个封闭气孔空隙的能产生裂变物质的核燃料泡沫，每个封闭气孔空隙提供可收缩的容积。
91.根据权利要求90所述的方法，其中布置所述外壳的所述步骤包括布置所述外壳以便密封地包封核燃料泡沫的步骤，所述核燃料泡沫界定多个在空间上分布的封闭气孔空隙以允许所述核燃料泡沫的膨胀。
92.根据权利要求90所述的方法，其中布置所述外壳的所述步骤包括布置所述外壳以便密封地包封界定多个封闭气孔空隙的钍核燃料泡沫的步骤。
93.根据权利要求90所述的方法，其中布置所述外壳的所述步骤包括布置所述外壳以便密封地包封界定多个封闭气孔空隙的铀核燃料泡沫的步骤。
94.根据权利要求90所述的方法，其中布置所述外壳的所述步骤包括布置所述外壳以便密封地包封界定多个封闭气孔空隙的可裂变核燃料泡沫和能产生裂变物质的核燃料泡沫的混合物的步骤。
95.根据权利要求90所述的方法，其中布置所述外壳的所述步骤包括布置所述外壳以便密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫的步骤，所述核燃料泡沫具有嵌入其中的核燃料芯块。
96.根据权利要求90所述的方法，其中布置所述外壳的所述步骤包括布置所述外壳以便密封地包封界定多个封闭气孔空隙的未被包覆的核燃料泡沫的步骤。
97.根据权利要求90所述的方法，其中布置所述外壳的所述步骤包括布置所述外壳以便密封地包封界定多个封闭气孔空隙的被包覆的核燃料泡沫的步骤。
98.根据权利要求90所述的方法，其中布置所述外壳的所述步骤包括布置所述外壳以便密封地包封界定多个封闭气孔空隙的金属核燃料泡沫的步骤。
99.根据权利要求90所述的方法，其中布置所述外壳的所述步骤包括布置所述外壳以便密封地包封界定多个封闭气孔空隙的碳化物核燃料泡沫的步骤。
100.根据权利要求90所述的方法，其中布置所述外壳的所述步骤包括布置所述外壳以便密封地包封界定多个封闭气孔空隙的氧化物核燃料泡沫的步骤。
101.根据权利要求90所述的方法，其中布置所述外壳的所述步骤包括布置所述外壳以便密封地包封界定多个封闭气孔空隙的氮化物核燃料泡沫的步骤。
102.根据权利要求90所述的方法，其中布置所述外壳的所述步骤包括布置所述外壳使得所述外壳能够被布置在快中子核反应堆中并且能够密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫的步骤。
103.根据权利要求90所述的方法，其中布置所述外壳的所述步骤包括布置所述外壳使得所述外壳能够被布置在中子增殖核反应堆中并且能够密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫的步骤。
104.根据权利要求90所述的方法，其中布置所述外壳的所述步骤包括布置所述外壳使得所述外壳能够被布置在快中子增殖核反应堆中并且能够密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫的步骤。
105.根据权利要求90所述的方法，其中布置所述外壳的所述步骤包括布置所述外壳使得所述外壳能够被布置在行波核反应堆中并且能够密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫的步骤。
106.根据权利要求90所述的方法，其中布置所述外壳的所述步骤包括布置所述外壳使得所述外壳能够被布置在热核反应堆中并且能够密封地包封界定多个封闭气孔空隙的核燃料泡沫的步骤。
107.根据权利要求90所述的方法，其中布置所述外壳的所述步骤包括布置所述外壳以便密封地包封具有圆柱形的几何形状的核燃料泡沫的步骤。
108.根据权利要求90所述的方法，其中布置所述外壳的所述步骤包括布置所述外壳以便密封地包封具有球形的几何形状的核燃料泡沫的步骤。
109.根据权利要求90所述的方法，其中布置所述外壳的所述步骤包括布置所述外壳以便密封地包封具有半球形的几何形状的核燃料泡沫的步骤。
110.根据权利要求90所述的方法，其中布置所述外壳的所述步骤包括布置所述外壳以便密封地包封具有圆盘形的几何形状的核燃料泡沫的步骤。
111.根据权利要求90所述的方法，其中布置所述外壳的所述步骤包括布置所述外壳以便密封地包封在横截面中具有多边形的几何形状的核燃料泡沫的步骤。
112.根据权利要求90所述的方法，其中布置所述外壳的所述步骤包括布置所述外壳以便密封地包封具有平行六面体形的几何形状的核燃料泡沫的步骤。
113.根据权利要求90所述的方法，还包括使热吸收体与所述外壳关联的步骤，所述热吸收体适合于与所述核燃料泡沫保持传热连通，用于吸收由所述核燃料泡沫产生的热。
114.根据权利要求113所述的方法，其中使所述热吸收体关联的所述步骤包括使作为流动的流体的所述热吸收体关联的步骤。
115.根据权利要求113所述的方法，其中使所述热吸收体关联的所述步骤包括使作为相变成分的所述热吸收体关联的步骤。
116.根据权利要求113所述的方法，其中使所述热吸收体关联的所述步骤包括使作为热电材料的所述热吸收体关联的步骤。
117.根据权利要求113所述的方法，其中使所述热吸收体与所述外壳关联的步骤包括使热吸收体导管穿过所述核燃料泡沫延伸的步骤，所述热吸收体导管能够沿着其运送与所述核燃料泡沫保持传热连通的用于吸收由所述核燃料泡沫产生的热的冷却流体。
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