JP6854298B2 - 原子炉および核分裂性塩化ウラン燃料塩 - Google Patents
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- Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
Description
溶融燃料を原子炉において利用して発電することは、固体燃料に比べて大きな利点がある。例えば、溶融燃料炉は、一般に、固体燃料の構築において必要な燃料作製プロセスを抑えつつ、固体燃料炉よりも高い電力密度を提供する。また、溶融燃料炉は、塩浄化を行わないシステムにおいても、任意の炉においてより高いレベルの燃焼度を提供し得る。
本開示は、特定の溶融塩原子炉設計において核燃焼として使用可能な塩化物のウラン塩の詳細な三つの実施形態を記載する。親出願には、ウランだけでなく他の関連技術の二成分、三成分、四成分塩化物燃料塩の広範囲が記載されている。本開示は、特に特定の原子炉設計に適するように決定された燃料塩の実施形態に注目する。
以下の図面は、本願の一部をなすものであり、記載される技術を説明するものであって、本発明の範囲をいかなるかたちでも限定することを意図するものではない。本発明の範囲は添付の請求項に基づくものとする。
本開示は、特定の溶融塩原子炉の構成および関連するシステムおよび方法に使用可能な核燃料塩の諸実施形態を記載する。ウランおよび他の核分裂性元素の二成分、三成分、四成分塩化物燃料塩が記載される。さらに、UClxFyの燃料塩および臭化物燃料塩が開示される。本開示はまた、そのような燃料塩を製造する方法およびシステム、原子炉部品の腐食を減らす塩を生成する方法およびシステム、兵器用途には不適切な燃料塩を生成する方法およびシステムを開示する。
燃料塩の実施形態をより詳細に説明する前に、当該燃料塩の実施形態を用いるのに適当な溶融燃料塩原子炉の一般的な部品について簡単に説明しておくのが助けとなるだろう。図1A〜図1Fは、高速スペクトル増殖燃焼モードで運転するための溶融塩原子炉100の新規な実施形態を一般的に示す。図2は、溶融塩原子炉200の異なる構成を示す。これらは、本明細書に記載する燃料の実施形態を説明するための状況を提供する例に過ぎず、潜在的にはいかなる溶融塩原子炉も以下に記載する燃料の実施形態を用いるのに合わせることができることを理解されたい。以下に示すように、溶融塩原子炉では様々なフッ化塩を用いることができるが、フッ化物ベースの燃料塩が通常示す重金属濃度は、本開示で記載する塩化物ベースおよびフッ化塩化物ベースの燃料塩で達成できる重金属濃度を大幅に下回る。
核燃料塩は、E.H.Ottewitteによる「Configuration of a Molten Chloride Fast Reactor on a Thorium FuelCycle to Current Nuclear Fuel Cycle Concerns」(博士課程論文、米カリフォルニア大学ロサンゼルス校、1982年)におおまかに記載されており、この内容の全ては、参照により本明細書に含まれる。塩化ウラン化合物はB.R.Harder,G.LongおよびW.P.Stanawayによる「Compatibility and Processing Problems in the Use of Molten UraniumChloride-Alkali Chloride Mixtures as Reactor Fuels」(SymposiumonReprocessing of Nuclear Fuels、アイオワ州立大学、405-432、1969年8月)におおまかに記載されており、この内容の全ては、参照により本明細書に含まれる。下記の新規の燃料塩の実施形態は、この研究を改善したものであり、モデル化および他の理論的研究を通して進展している。
燃料塩の生成のために使用される核分裂元素(例えばウランまたはトリウム)の濃縮化に加えて、本明細書の燃料塩の実施形態は、塩化物化合物の何れか1つ以上におけるいくらかの量の塩化物イオンが特定のパーセントの37Clを含有するように濃縮されてもよい。塩素は、様々な質量数の多くの同位元素を有する。もちろん、(天然に存在する塩素の76%を形成する)35Clおよび(天然に存在する塩素の24%を形成する)37Clという2つの安定した同位元素が存在する。最も一般的な同位元素である35Clは中性子減速材である。つまり、35Clは高速の中性子を減速し、それにより中性子を熱中性子に変化させる。同位元素35Clは強い中性子吸収剤でもあり、腐食性硫黄および長命で放射性の36Clの形成を導く。一方、同位元素37Clは高速の中性子に対して比較的透過的である。
核燃料としての使用に好適なウラン塩の実施形態は、0〜100%のUCl3、0〜100%のUCl4および0〜95%の金属塩化物塩の混合物である塩を含む。そのため、これらの塩は、100%UCl3燃料塩、100%UCl4燃料塩を含み、同様に、付加的な金属塩化物塩有りまたは無しの、UCl3および/またはUCl4の混合物である燃料塩を含む。付加的な金属塩化物塩としてのNaClの結果を基にして、モデル結果に基づくと、NaCl含有量が68モル%未満である燃料塩が好適であると考えられる。他の実施形態において、核燃料としての使用に好適なウラン塩は、融点が800℃未満、700℃未満、600℃未満、500℃未満、400℃未満または350℃未満である、0〜100%のUCl3、0〜100%のUCl4および0〜95%の金属塩化物塩の混合物である塩を含む。NaCl実施形態について、核燃料としての使用に好適なウラン塩は、構成塩の各々の融点が800℃未満、700℃未満、600℃未満、500℃未満、400℃未満または350℃未満である、0〜100%のUCl3、0〜100%のUCl4および0〜68%のNaClの混合物である塩を含む。さらに他の実施形態において、燃料塩のNaCl含有量は12%のNaClと68%のNaClとの間で変化し得る。
一実施形態において、燃料塩108はUCl4を含む。例えば、燃料塩108は、モル分率5%以上のUCl4含有量を有し得る。他の実施形態において、原子炉100の燃料塩108は、UCl4、付加的な塩化ウラン塩および/または付加的な金属塩化物塩(例:担体塩)の混合物を含んで混合物のUCl4含有量がモル分率5%以上となるようにしてもよい。他の実施形態において、混合物のUCl4含有量は、モル分率0.01%以上、0.1%以上、0.5%以上、1%以上、2%以上、3%以上または4%以上のUCl4であってもよい。なお、UCl4含有量がモル分率5%以上である燃料塩108は、腐食被爆(corrosive exposure)を受ける量が多くなる場合がある。以下に記載のように、塩化物含有量が増えることによって起こる腐食を軽減するために様々なアプローチを実施し得る。
UCl3をUCl4と共に含有する上記の実施形態に加え、燃料塩のさらなる実施形態は、UCl3を含み、UCl4成分を含まない。これらの実施形態およびこれらに関連する融点も、図4において左軸に沿って示す。なお、UCl4を含まない燃料混合物は、UCl4腐食の懸念がかなり強まる場合に、特に注目される場合があり、腐食軽減技術の必要性を軽減する場合がある(下記の通り)。例えば、原子炉100の燃料塩108は、UCl3およびNaClの混合物を含んで混合物の組成が66NaCl−34UCl3(モル%)相当となるようにし得るが、これに限定されない。なお、このような燃料塩組成物は、融解温度がおよそ508℃であるが、ウラン含有レベルが、UCl4含有組成物と比べて低い(上述)。
アクチニドの混合塩化フッ化物塩、特にウランの混合塩化フッ化物塩もまた、核分裂性塩として溶融塩炉にて好適に使用し得る。UCl3Fは、使用し得る塩化−フッ化物塩の一実施形態である。UCl3Fの融点は410℃〜440℃であり、純UCl4の融点(590℃)よりも低い。UCl3F塩の分子対称性および化学組成から、UCl3Fの揮発性もまたUCl4よりも低いと予想されるため、UCl3Fは、低温(例:800℃未満、またはさらに低い500℃未満)溶融塩炉における燃料塩としてさらにいっそう注目されるものである。
一実施形態において、燃料塩108は、任意の量のトリウムを含み得る。例として、塩化物ベースの核燃料塩の場合、トリウムは、燃料塩108中に、塩化トリウム(例:ThCl4)の形で存在し得る。ThCl4の製造方法は当該技術分野において既知であり、いずれの好適な方法を用いてもよい。
本明細書の塩化物燃料塩の実施形態に加え、臭化物燃料塩もまた、塩化物燃料塩の代替として、または塩化物燃料塩のバックアップとして可能である。溶融塩化物燃料塩炉のひとつの特徴は、中性子スペクトルが非常に高速であるため、炉の核分裂性燃料を、燃料親物質から増殖燃焼できることである。これは、濃縮塩化物塩を用いてアクチニド原子を結合することによって可能となる。塩素は、一般に、水、黒鉛、フッ素等の他の物質と比べて、中性子減速材として比較的劣る。また、塩素は、寄生捕獲(無駄な中性子)の中性子捕獲断面積が比較的小さい。性能の良い塩成分は、アクチニドと強固な化学結合を形成し、低蒸気圧にて存在し、Z数が高く高速スペクトルを可能にし、小さい(n,γ)捕獲断面積を持つものであり得る。上述のように、37Clはとても良い選択である。しかし、この分析に基づくと、臭素も好適であり得る。
UCl4およびUCl3の製造方法は、様々な方法が本技術分野において知られており、いずれの好適な方法を用いてもよい。例えば、UCl4は以下の化学反応から製造し得る。
同様に、UCl3は、以下の反応のうちいずれかを用いて製造し得る。
UCl4+Cs→UCl3+CsCl
上記の方法を用いて、任意の量のUCl4およびUCl3を作製し、その後、混合することにより、上述の塩化ウラン燃料塩の実施形態のうちいずれかを作製し得る。上記の方法に加えて、以下に、UCl4−UCl3−NaCl実施形態を作製し得る効率的かつ簡便な他の方法を記載する。
この反応は、還元剤である一酸化炭素および酸化剤である塩化物が両方含まれているため、特殊である。上記2つの成分は、はるかに安定な酸化物から四塩化ウランを作製する熱力学を満たすために、ウランの酸化状態をIVからVIに変動させる。この反応は、部分反応について言うと、非常に複雑であり、以下の順に起こると考えることができる。
UO2Cl+1/2Cl2(g)→UO2Cl2(s);酸化、
UO2Cl2(s)+CO(g)→UOCl2+CO2(g);還元、
UOCl2(s)+1/2Cl2(g)→UOCl3(s);酸化、
UOCl3(s)+1/2Cl2(g)→UOCl4;酸化、
UOCl4+CO(g)→UCl4+CO2(g);還元。
なお、四塩化物が得られた後、2つの反応が予測されることが重要である:
UCl4+1/2Cl2(g)→UCl5;酸化、
UCl5+1/2Cl2(g)→UCl6;酸化。
方法900は、液体または気体状態のUCl4をシリコン金属に接触させるケイ素接触操作906も含む。一実施形態において、ケイ素接触操作906では、反応状態を制御することによって特定のUCl4−Si反応または特定の複数のUCl4−Si反応が起こる。この操作では、得られるUCl3の量が、使用するSiの量によって制御され、UCl4が過剰に準備される。この操作906は、過剰量の液体状態UCl4を準備して、既知量のケイ素を、ケイ素が全てまたはほぼ全て反応するまでこの液体に浸すことによって行われる。ケイ素接触操作906を行うと、気体に接触するUCl4のうち少なくとも一部が、UCl3に変換される。UCl3に変換されるUCl4の量は、使用するSiの量に対する化学量論的な量である。これは、SiはUCl4とはよく反応するがUCl3とはあまり反応しないためである。そのため、既知の開始量のUCl4を用いて、任意の所望のUCl4−UCl3混合物を、UCl4の気体と接触させるSiの量およびUCl4の量を制御するだけで得ることができる。この操作906の実施形態において好適に使用可能な反応の式は、以下のとおりである。
四塩化ケイ素の沸点は57℃であり、溶融塩の温度において容易に気化してアルゴンによって運ばれていく。取り除いた後は、中和浴にて収集または反応させることができる。天然の酸化層である二酸化ケイ素は、塩に対して不活性であり、懸濁として存在するか、または析出物として沈殿する。二酸化ケイ素の存在は、塩の質に影響しない。
H2を過剰に準備することにより、UCl4が全てUCl3に変換され得る。
図16は、塩化アンモニウムを用いてUCl4を製造する方法の実施形態を示す。図の方法1600の実施形態では、固体状態のUO2およびNH4Clの混合物をウラン作製操作1602において作製する。この固体混合物は、どのような従来手段を用いて作製してもよく、例えば、ボールミル、ロッドミル、自生粉砕ミル、SAGミル、ペブルミル、ロールグラインダー、スタンプミル等の任意の好適な機器による粉砕、破砕、切断等が挙げられる。
一実施形態において、変換操作1604は、閉鎖環境において固体混合物をHClガスに曝しながら1atmにて100℃まで加熱し、十分に変換が行われるまでこの温度を維持することを含む。実施形態によっては、この温度は少なくとも1時間の間維持し得る。しかし、変換を完全に行うために、時間の延長が必要な場合もあり、例えば、温度を2時間、3時間、4時間、またはそれ以上維持することもある。使用するHClの濃度によっては、当該温度は、HCl水溶液の沸点直下の温度にて維持し得る。これにより、閉鎖環境にHCl水溶液のプールを供給することによってHClガス環境を維持することが可能となる。
この実施形態において、第1変換操作1604は、無水CaCl2ペレットを反応環境に供給して無水CaCl2をHCl水溶液に接触させることを含む。一実施形態において、CaCl2ペレットをHClのプールに配置することによって接触させる。第1変換操作1604において、反応容器を設けてもよい。これにより、混合物と、CaCl2ペレットを含むHClプールとを別々に保持し、HClガスのみが混合物と接触できるようにし得る。別の実施形態において、液体HClを、固体状態のCaCl2上に循環または流動させてもよい。接触方法にかかわらず、HCl水溶液から水が取り除かれてCaCl2が水和されるため、HClガスが環境内に放たれるような程度にまで液体中のHClの濃度が高くなる。このHClガス生成方法において投入物として使用するHCl水溶液の濃度は、安全性が高く取扱いも容易であり、他のHClガス供給源を用いるよりも好ましい場合がある。このHCl作製方法は、本明細書に記載されるどの方法にて使用するようにも好適化される。
一実施形態において、第2変換1606は、(NH4)2UCl6・2H2OをHCl環境から取り出すこと、および、(NH4)2UCl6・2H2Oを、所望の量の(NH4)2UCl6がUCl4に変換されるまで変換に十分な温度に加熱することを含む。変換は200℃より高い温度にて起こると予想されるが、より高温になると反応速度が上昇する場合がある。一実施形態において、(NH4)2UCl6・2H2Oは、200℃より高い任意の温度であって、(NH4)2UCl6またはUCl4が融解する温度よりも低い温度まで加熱する。例えば、200〜500℃、250〜350℃または400℃等である。変換操作1606中に、(NH4)2UCl6を、発生するUCl4が融解する温度まで加熱する実施形態を含む、別の実施形態も可能である。
図17は、UCl3Fの製造方法の実施形態を示す。方法1700は、以下の反応をベースとする。
図示した実施形態において、方法1700は、前駆体作製操作1702においていくらかの量のUCl4およびUF4を作製することからスタートする。UCl4およびUF4は、本明細書に記載したいずれかの方法で作製してもよいし、本技術分野で知られているいずれかの方法で作製してもよい。
[NH4]2UCl5F・2H2O(s)=2NH4Cl+UCl3F+2H2Oこの反応は、図16を参照して説明したものと類似のものである。
一実施形態において、第1変換操作1804は、閉鎖環境において固体混合物を過剰量のHClガスに曝しながら1atmにて100℃まで加熱し、十分に変換が行われるまでこの温度を維持することを含む。実施形態によっては、この温度は少なくとも1時間の間維持し得る。しかし、変換を完全に行うために、時間の延長が必要な場合もあり、例えば、温度を2時間、3時間、4時間、またはそれ以上維持することもある。使用するHClの濃度によっては、当該温度は、HCl水溶液の沸点直下の温度にて維持し得る。これにより、閉鎖環境にHCl水溶液のプールを供給することによってHClガス環境を維持することが可能となる。
一実施形態において、第2変換1806は、(NH4)2UCl5F・2H2OをHCl環境から取り出すこと、および、(NH4)2UCl5F・2H2Oを、所望の量の(NH4)2UCl5FがUCl3Fに変換されるまで変換に十分な温度に加熱することを含む。変換は200℃より高い温度で起こると予想されるが、より高温になると反応速度が上昇する場合がある。一実施形態において、(NH4)2UCl5F・2H2Oは、200℃より高い任意の温度であって、(NH4)2UCl5FまたはUCl3Fが融解する温度よりも低い温度まで加熱し得る。例えば、200〜500℃、250〜350℃または400℃等である。第2変換操作1806中に、(NH4)2UCl5Fを、発生するUCl3Fが融解する温度まで加熱する実施形態を含む、別の実施形態も可能である。
様々な燃料塩の実施形態を実験室において作製し、試験を行って、図4の三元状態図の裏付けを行った。
溶融塩腐食を管理するために、ニッケルおよびモリブデン合金等の新型材料を反射器、PHX、および容器等の燃料塩対向部材として使用することが必要になる場合がある。実施形態によっては、好適な炉の設計および運転条件のおかげで、これらの新型材料を用いて部材をクラッドまたはコーティングするだけでよい場合があるが、このような部材の大半は、既存のASME Code Caseのステンレスおよびその他の材料等の、より従来から存在する材料から構成することができる。さらに、もし部材の交換が定期的に行われる場合は、非常に優れたクラッド性能を与えたり、完璧なコーティングを実証したりする必要はない。
この分析を受けて、腐食抑制塩は、316SS合金向けに、CrCl2、CrCl3およびFeCl3のうち1つ以上を含み得る。これらの腐食抑制塩のうちいくつかまたは全てを塩化物燃料塩に加えて、当該合金の腐食を減少または防止し得る。
運転中、溶融塩炉内の燃料塩をモニターしてもよい。このモニタリングを行って、十分な増殖がいつ起こったかを判定し、燃料のうちいくらかを取り出して新たな燃料と入れ替えることにより反応度を低く保つことができるようにしてもよい。このようなモニタリングは様々な形で行い得るが、溶融塩の全体的な質を示す、溶融塩中の分子の少なくとも1つの濃度をモニターすることを含む。モニタリングの結果(例えば、十分な増殖が起こったことを示す結果)を受けて、運転パラメータを変更したり、いくらかの燃料塩を新たな燃料塩で置き換えたりする等の、何らかの動作を行い得る。
溶融燃料塩炉の他の態様は、複数の凍結材料栓の複数の異なる目的のための使用可能性を含む。凍結材料栓(本明細書において凍結栓と称する)は、意図される運転状況において、固体状態であり、燃料塩と非反応性であり、燃料塩が炉内で移動することを防ぐために用い得るのに十分な強さの固体構造を有しているが、所望の活性化温度に達すると、融解して混合可能になり燃料塩の移動を可能にする、ある量の材料である。
一実施形態において、MCFRの通常運転中、周期的にいくらかの量の核燃料塩を新鮮な燃料塩と置き換えること以外には、燃料塩に対しては小さな処理しか行われない。場合によっては、取り出された核分裂性燃料は燃料塩親物質と置き換えられる。燃料精製のための小さな処理のいくつかの候補には、貴金属等の核分裂生成物を機械的に濾過すること、および希ガスを最小限取り除くことが含まれる。一実施形態において、当該処理は、持続的な核反応中に生成された希ガスを取り除くことを含む。このようなガスには、様々なKr、XeおよびArの同位体が含まれる。これらのガスは、燃料塩をスパージすることにより取り除き得る。スパージによって、その他の発生し得る揮発性気体核分裂生成物を取り除く効果も得られる。
運転中の炉から取り出された燃料塩は、本明細書の燃料塩成分以外に、核分裂生成物を含む。一部の核分裂生成物はスパージ、沈降、または示差沈殿によって容易に取り除き得るが、他の核分裂生成物、特に上述のようなランタニドは、取り除きにくい場合がある。なお、使用済燃料塩は別の溶融塩炉用の出発原料として「そのまま(as is)」の使用に適し得るため、このような使用済燃料塩の精製は、塩化物燃料塩の高速スペクトルにおいては必要ない場合がある。しかし、精製することが望ましい場合は、核分裂生成物除去システムを利用し得る。
溶融核燃料塩は原子炉100から取り出し得るため、本開示の溶融燃料塩108に対して、拡散防止の安全措置を講じることが望ましい。一実施形態において、溶融燃料塩108は、ランタニドまたは他の元素等の1種類以上の材料があらかじめ加えられているか、または、初めにランタニドまたは他の元素等の1種類以上の材料を用いて作製される。これらの材料は、燃料塩から分離しづらいが、拡散抵抗性を向上させ、溶融燃料塩108において中性子吸収材として機能する。これにより、もし燃料塩を溶融塩炉において核燃料として使用する前に取り出しても、燃料塩を武器用途に用い得る可能性が低くなるが、その高速スペクトルのため、MCFRの臨界条件には大きく影響しない。ランタニドを加えることによって、燃料塩の取扱いもさらに危険になり、これによっても、燃料塩の武器用途での使用に対する魅力度は減少する。
一実施形態において、燃料塩108は、任意の量のプルトニウムを含み得る。例として、塩化物ベースの核燃料塩の場合、プルトニウムは、燃料塩108中に、三塩化プルトニウム(例:PuCl3)の形で存在し得る。PuCl3の製造方法は当該技術分野において既知であり、いずれの好適な方法を用いてもよい。
上記に開示した燃料塩の17UCl3−71UCl4−12NaClの実施形態は、500℃、あるいはそれ以下の融点を有する燃料塩に対して、最高ウラン濃度を有する三成分塩化ウラン塩の実施形態を示す。そのため、この塩の実施形態は、燃料におけるウランの量を最大化するそれらの状態および炉にふさわしく、それによって全臨界塩量の最小化が最適な目標となる。
本明細書に記載された発明の特定の態様を示して説明したが、本明細書の教示に基づいて、本明細書の発明およびそのより広範な態様から逸脱することなく、変更や修正を行ってもよいこと、したがって、添付の請求項の範囲に、本明細書の発明の真の精神および範囲内におけるそのような変更および修正が全て含まれることは、当業者にとって明らかであろう。当業者は、通常、本明細書および、特に、添付の請求項(例:添付の請求項の本体部)において使用される用語は、通常、「オープン」な用語(例:「含んでいる」という語は、「含んでいるが、これに限定されない」と解釈されるべきであり、「有する」という語は、「少なくとも有する」と解釈されるべきであり、「含む」という語は、「含むが、これに限定されない」と解釈されるべきである、等)を意図するものであることを理解するであろう。また、もし、導入される請求項の文言に特定の数量が意図される場合、このような意図は明確にその請求項において記載し、このような記載が無い場合は、このような意図は存在しないということを、当業者は理解するであろう。
濃度、量、およびその他の数値データは、本明細書において、範囲の形で表現または提示され得る。当然のことながら、このような範囲の形は便宜および簡略化のためのみに使用されるため、当該範囲の限界として明確に記載されている数値のみを含むのではなく、当該範囲内に含まれる個々の数値または小領域の全てをも、各数値および小領域が明確に記載されているかのように含むものとして柔軟に解釈されるべきである。実例として、「4%〜7%」という数値範囲は、およそ4パーセント〜およそ7パーセントという明確に記載されている数値のみを含むのではなく、当該範囲内の個々の数値および小範囲をも含むものとして解釈されるべきである。つまり、この数値範囲に含まれるのは、4.5、5.25および6等の個々の数値および4〜5、5〜7、および5.5〜6.5等のような小領域である。1つの数値のみを記載している範囲についても同様の原理が適用される。また、このような解釈は、記載された範囲の広さや特徴にかかわらず適用されるべきである。
Claims (16)
- 核反応から電力を生成する原子炉であって、
核分裂性塩化ウラン燃料塩を含む炉心であって、上記核分裂性塩化ウラン燃料塩はモル分率で1%から50%までのUCl4を含み、上記核分裂性塩化ウラン燃料塩は600℃未満の融点を有する、炉心と、
熱を上記核分裂性塩化ウラン燃料塩から冷却材に移動するように構成された熱交換器と、を備える、原子炉。 - 上記核分裂性塩化ウラン燃料塩におけるUCl3のモル分率は、1から33%までである、請求項1に記載の原子炉。
- 上記核分裂性塩化ウラン燃料塩はモル分率で40%から66%までのNaClを有する、請求項1に記載の原子炉。
- 上記核分裂性塩化ウラン燃料塩は、30%UCl3、10%UCl4、60%NaClである、請求項1に記載の原子炉。
- 上記核分裂性塩化ウラン燃料塩は、30%UCl3、11%UCl4、59%NaClである、請求項1に記載の原子炉。
- 上記核分裂性塩化ウラン燃料塩は、600J/kg−Cより大きい熱容量を有する、請求項1に記載の原子炉。
- 上記核分裂性塩化ウラン燃料塩の融点は、338から550℃までである、請求項1に記載の原子炉。
- 上記核分裂性塩化ウラン燃料塩は、複数の塩化物塩の混合物であり、
上記複数の塩化物塩の塩化物イオンは、全Clに対する37Clの第一の比を有し、上記第一の比は天然に生じる全Clに対する37Clの比とは異なる、請求項1に記載の原子炉。 - 上記複数の塩化物塩の混合物の上記塩化物イオンの25%以上は37Clである、請求項8に記載の原子炉。
- 上記核分裂性塩化ウラン燃料塩は、UCl4と、UCl3、UCl3F、UCl2F2、UClF3、PuCl3、ThCl4、NaCl、MgCl2、CaCl2、BaCl2、KCl、SrCl2、VCl3、CrCl3、TiCl4、ZrCl4、ThCl4、AcCl3、NpCl4、AmCl3、LaCl3、CeCl3、PrCl3、および/またはNdCl3の一種以上との混合物である、請求項1に記載の原子炉。
- 上記核分裂性塩化ウラン燃料塩は、UCl4と、少なくとも一種のランタニドとの混合物であり、上記核分裂性塩化ウラン燃料塩の性能指数は1.0未満である、請求項1に記載の原子炉。
- 上記原子炉の燃料塩対向部品は、ニッケル、または、ニッケル合金の被覆材を備えている、請求項1に記載の原子炉。
- 上記核分裂性塩化ウラン燃料塩におけるUCl4のモル分率は、2から30%までである、請求項1に記載の原子炉。
- 上記核分裂性塩化ウラン燃料塩におけるUCl4のモル分率は、5から20%までである、請求項1に記載の原子炉。
- 上記核分裂性塩化ウラン燃料塩におけるUCl4のモル分率は、8から12%である、請求項1に記載の原子炉。
- モル分率で少なくとも1%のUCl4を含み、
核分裂性塩化ウラン燃料塩は600℃未満の融点を有する、核分裂性塩化ウラン燃料塩。
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