진행파 핵분열성 원자로, 연료 조립체 및 그 내부의 연소도를 제어하는 방법{A TRAVELING WAVE NUCLEAR FISSION REACTOR, FUEL ASSEMBLY, AND METHOD OF CONTROLLING BURNUP THEREIN}

본 출원은 일반적으로 핵반응의 제어에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 진행파 핵분열성 원자로, 연료 조립체 및 그 내부의 연소도(burnup)를 제어하는 방법에 관한 것이다.

작동하는 핵분열성 원자로에 있어서, 인지된 에너지의 중성자가 높은 원자 질량을 갖는 원료 핵종(nuclide)에 의해 흡수된다는 것이 공지되어 있다. 결과적인 화합물 핵은 2개의 낮은 원자 질량 분열 파편(fragment) 및 또한 붕괴 생성물(decay product)을 포함하는 분열 생성물로 분리된다. 모든 에너지의 중성자에 의해 이러한 분열을 경험하는 것으로 알려진 핵은 핵분열성 원료 핵종인 우라늄-233, 우라늄-235 및 플루토늄-239이다. 예를 들어, 0.0253 eV(전자 볼트)의 동역학 에너지를 갖는 열 중성자는 U-235 핵을 분열하는데 사용될 수 있다. 핵원료성 원료 핵종인 토륨-232 및 우라늄-238은 적어도 1 MeV(백만 전자 볼트)의 동역학 에너지를 갖는 고속 중성자를 제외하고는 유도된 분열을 경험하지 않을 수 있다. 각각의 분열 이벤트로부터 방출된 총 동역학 에너지는 약 200 MeV이다. 이 동역학 에너지는 결국에는 열로 변환된다.

더욱이, 중성자의 초기 소스로 시작하는 분열 프로세스는 추가의 중성자를 유리시키고 동역학 에너지를 열로 변환한다. 이는 계속되는 에너지 방출을 수반하는 자가 유지 분열 연쇄 반응을 생성한다.

연속적인 작동을 위한 진행파 파이로트론(Pyrotron)은 발명의 명칭이 "진행파 파이로트론(Traveling Wave Pyrotron)"인 리차드 에프. 포스트(Richard F. Post) 등의 명의로 1963년 6월 11일 허여된 미국 특허 제3,093,569호에 개시되어 있다. 이 특허는 플라즈마의 에너지 및 밀도를 증가시키고 그 내부의 핵반응을 수행하기 위한 연속 작동 원자로 또는 장치를 개시하고 있다. 이 발명의 목적은 그 각각이 시간에 따라 기계를 따라 진행하는 개별 수납 구역 내의 하전된 입자의 포획, 가열 및 에너지 회수를 성취하기 위해 진행 자기파가 이용되는 파이로트론을 제공하는 것이다. 그러나, 이 특허는 여기에 설명되고 청구된 바와 같이, 진행파 핵분열성 원자로, 연료 조립체 및 그 내부의 연소도를 제어하는 방법을 개시하지 않는 것으로 나타나고 있다.

발명의 명칭이 "핵 원자로의 반응도 및 전력 분배 제어(Reactivity And Power Distribution Control Of Nuclear Reactor)"인 데이빗 엘. 피셔(David L. Fischer) 등의 명의의 1974년 3월 6일 허여된 미국 특허 제3,799,839호는 사전 결정된 양의 과잉 반응도(excess reactivity)를 제어하고 핵 원자로 코어의 작동 사이클 중에 일정한 또는 고정 전력 분배를 유지하기 위한 연소 가능한 유독 물질의 공간 분포, 양, 밀도 및 구성을 개시하고 있다. 이 특허에 따르면, 이 발명의 목적은 작동 사이클의 기간 전체에 걸쳐 코어 내에 실질적으로 고정 전력 분배를 제공할 수 있는 핵 원자로 코어 내의 연소 가능한 유독 물질의 배열을 제공하는 것이다. 또한, 이 특허에 따르면, 다른 목적은 작동 사이클을 위한 일정한 전력 및 수반하는 반응도 분포를 결정함으로써, 결과적인 과잉 국부 반응도를 결정함으로써, 그리고 작동 사이클의 기간 전체에 걸쳐 과잉 국부 반응도의 변화에 실질적으로 정합하도록 공간적으로 분포된 양, 밀도 및 구성의 유독 물질을 제공함으로써 이 발명에 따라 성취된다. 그러나, 이 특허는 여기에 설명되고 청구된 바와 같이, 진행파 핵분열성 원자로, 연료 조립체 및 그 내부의 연소도를 제어하는 방법을 개시하지 않는 것으로 나타나고 있다.

발명의 명칭이 "핵 원자로를 펄스화하거나 조절하는 방법(Method of Pulsating or Modulating a Nuclear Reactor)"인 쟝 폴 반 디에보에(Jean Paul Van Dievoet)의 명의의 1970년 1월 13일 허여된 미국 특허 제3,489,646호는 핵 원자로의 작동을 펄스화하거나 조절하는 방법에 관한 것이다. 이 특허는 중성자 플럭스 밀도를 주기적으로 변경함으로써 원자로를 조절하는 것을 개시하고 있다. 이 특허에 따르면, 핵 원자로의 작동은 적어도 특정 장소에 소정량의 중성자 활성 물질을 포함하는 하나 이상의 구조체를 원자로의 핵분열 영역의 외부의 장소에서 이동시키고, 이에 의해 구조체의 속도에 의존하여 원자로 코어로부터 유출하는 중성자 흐름을 수정함으로써 제어된다. 따라서 외부로부터 원자로 시스템의 반응도를 수정하는 중성자 활성 재료의 시편은 분해 가능한 재료, 반사제 재료 또는 다른 중성자 영향 물질과 같은 중성자 발생 및/또는 중성자 영향 재료일 수 있다. 그러나, 이 특허는 여기에 설명되고 청구된 바와 같이, 진행파 핵분열성 원자로, 연료 조립체 및 그 내부의 연소도를 제어하는 방법을 개시하지 않는 것으로 나타나고 있다.

상기에 인용된 어떠한 종래 문헌도 여기에 설명되고 청구된 바와 같이, 진행파 핵분열성 원자로, 연료 조립체 및 그 내부의 연소도를 제어하는 방법을 개시하지 않는 것으로 나타나고 있다.

따라서, 여기에 설명되고 청구된 바와 같이, 진행파 핵분열성 원자로, 연료 조립체 및 그 내부의 연소도를 제어하는 방법이 요구된다.

본 발명의 양태에 따르면, 진행파 핵분열성 원자로에 의해 방출된 중성자 플럭스를 조절하는 것을 포함하는 중성자 플럭스를 방출하는 것이 가능한 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도를 제어하는 방법이 제공된다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 진행파 핵분열성 원자로에 의해 방출된 중성자 플럭스를 조절하는 것을 포함하고, 중성자 플럭스는 연소 전면(burnfront)을 규정하는, 중성자 플럭스를 방출하는 것이 가능한 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도를 제어하는 방법이 제공된다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 핵 원자로 코어와, 원자로 코어 내에 배치되고, 사전 결정된 연소도 값 이하의 연소도 값을 성취하도록 구성되는 핵분열성 원자로 연료 조립체를 포함하는 진행파 핵분열성 원자로가 제공된다.

본 발명의 추가의 양태에 따르면, 그 내부에 연소 전면을 생성하는 것이 가능한 핵 원자로 코어와, 핵 원자로 코어 내에 배치되는 핵분열성 원자로 연료 조립체와, 핵분열성 원자로 연료 조립체 내에 배치된 중성자 상호 작용 재료와, 연소 전면과 관련된 파라미터에 응답하여 핵 상호 작용 재료의 배치를 제어하도록 구성된 제어 시스템을 포함하는 진행파 핵분열성 원자로가 제공된다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 원자로 압력 용기와, 압력 용기 내에 밀봉식으로 배치되고 사전 결정된 장전 패턴으로 배열된 중성자 상호 작용 재료를 포함하는 핵분열성 원자로 연료 조립체와, 중성자 상호 작용 재료와 중성자 통신하여 배치되는 것이 가능하고 중성자 상호 작용 재료를 통해 진행하는 폭연 파동 연소 전면을 점화하는 것이 가능한 제거 가능한 핵분열성 점화기를 포함하는, 그 내부의 연소도를 제어하는 것이 가능한 진행파 핵분열성 원자로가 제공된다.

본 발명의 특징은 폭연 파동 연소 전면에 대한 위치에서 흡수를 향상시키는 제어봉, 반사제 또는 중성자 방출 재료 또는 다른 흡수제 재료의 형태의 중성자 흡수제 재료의 제공이다.

상기 내용에 추가하여, 다양한 다른 방법 및/또는 장치 양태가 본 발명의 텍스트(예를 들어, 청구범위 및/또는 상세한 설명) 및/또는 도면과 같은 교시에 설명되고 서술된다.

상기 내용은 요약이고, 따라서 상세의 단순화, 일반화, 포함 및/또는 생략을 포함할 수 있고, 따라서 당 기술 분야의 숙련자들은 이 요약이 단지 예시적인 것이고 임의의 방식의 한정으로 의도된 것은 아니라는 것을 이해할 수 있을 것이다. 전술된 예시적인 양태, 실시예 및 특징에 추가하여, 다른 양태, 실시예 및 특징이 도면 및 이하의 상세한 설명을 참조하여 명백해질 것이다.

본 명세서는 본 발명의 개시 내용의 요지를 구체적으로 지적하고 명백하게 청구하는 청구범위로 결론 맺어지지만, 본 개시 내용은 첨부 도면과 함께 취할 때 이하의 상세한 설명으로부터 더 양호하게 이해될 수 있는 것으로 고려된다. 게다가, 상이한 도면 내의 동일한 도면 부호의 사용은 통상적으로 유사한 또는 동일한 품목을 지시할 것이다.

도 1은 핵분열성 원자로 장치의 부분 입면도.
도 2는 단면 대 중성자 에너지를 도시하고 있는 그래프.
도 3은 이들 단면 대 중성자 에너지의 비와 함께 단면 대 중성자 에너지를 도시하고 있는 그래프.
도 4는 핵분열성 원자로 연료 조립체의 일반적인 표현의 부분 입면도.
도 5는 핵연료봉의 부분 수직 단면도.
도 6은 제어봉의 부분 수직 단면도.
도 7은 반사제봉의 부분 수직 단면도.
도 8은 제1 실시예 연료 조립체의 수평 단면도로서, 점화기에 의해 점화된 2개의 대향하여 배치된 대칭적인 폭연 연소 전면을 도시하고 있고, 제1 연료 장전 패턴을 또한 도시하고 있는 수평 단면도.
도 9는 제1 실시예 연료 조립체의 절반부의 수평 단면도로서, 대향하여 배치된 대칭적인 폭연 연소 전면 중 하나를 도시하고 있는 수평 단면도.
도 10은 제어봉 삽입의 퍼센트 대 점화기로부터의 거리를 포함하는 제1 제어 함수를 도시하고 있는 그래프로서, 이 제1 제어 함수는 제1 실시예 연료 조립체의 제1 연료 장전 패턴에 대응하는 그래프.
도 11은 제2 실시예 연료 조립체의 절반부의 수평 단면도로서, 대향하여 배치된 대칭적인 폭연 연소 전면 중 하나를 도시하고 있고, 제2 연료 장전 패턴을 또한 도시하고 있는 수평 단면도.
도 12는 제어봉 삽입의 퍼센트 대 점화기로부터의 거리를 포함하는 제2 제어 함수를 도시하고 있는 그래프로서, 이 제2 제어 함수는 제2 실시예 연료 조립체의 제2 연료 장전 패턴에 대응하는 그래프.
도 13은 제3 실시예 연료 조립체의 절반부의 수평 단면도로서, 대향하여 배치된 대칭적인 폭연 연소 전면 중 하나를 도시하고 있고, 제3 연료 장전 패턴을 또한 도시하고 있는 수평 단면도.
도 14는 제어봉 삽입의 퍼센트 대 점화기로부터의 거리를 포함하는 제3 제어 함수를 도시하고 있는 그래프로서, 이 제3 제어 함수는 제3 실시예 연료 조립체의 제3 연료 장전 패턴에 대응하는 그래프.
도 15는 제4 실시예 연료 조립체의 절반부의 수평 단면도로서, 대향하여 배치된 대칭적인 폭연 연소 전면 중 하나를 도시하고 있고, 제4 연료 장전 패턴을 또한 도시하고 있는 수평 단면도.
도 16은 제어봉 삽입의 퍼센트 대 점화기로부터의 거리를 포함하는 제4 제어 함수를 도시하고 있는 그래프로서, 이 제4 제어 함수는 제4 실시예 연료 조립체의 제4 연료 장전 패턴에 대응하는 그래프.
도 17은 제5 실시예 연료 조립체의 절반부의 수평 단면도로서, 대향하여 배치된 대칭적인 폭연 연소 전면 중 하나를 도시하고 있고, 제5 연료 장전 패턴을 또한 도시하고 있는 수평 단면도.
도 18은 제어봉 삽입의 퍼센트 대 점화기로부터의 거리를 포함하는 제5 제어 함수를 도시하고 있는 그래프로서, 이 제5 제어 함수는 제5 실시예 연료 조립체의 제5 연료 장전 패턴에 대응하는 그래프.
도 19는 제6 실시예 연료 조립체의 절반부의 수평 단면도로서, 대향하여 배치된 대칭적인 폭연 연소 전면 중 하나를 도시하고 있고, 제6 연료 장전 패턴을 또한 도시하고 있는 수평 단면도.
도 20은 제어봉 삽입의 퍼센트 대 점화기로부터의 거리를 포함하는 제6 제어 함수를 도시하고 있는 그래프로서, 이 제6 제어 함수는 제6 실시예 연료 조립체의 제6 연료 장전 패턴에 대응하는 그래프.
도 21은 제7 실시예 연료 조립체의 절반부의 수평 단면도로서, 대향하여 배치된 대칭적인 폭연 연소 전면 중 하나를 도시하고 있고, 제7 연료 장전 패턴을 또한 도시하고 있는 수평 단면도.
도 22는 제어봉 삽입의 퍼센트 대 점화기로부터의 거리를 포함하는 제7 제어 함수를 도시하고 있는 그래프로서, 이 제7 제어 함수는 제7 실시예 연료 조립체의 제7 연료 장전 패턴에 대응하는 그래프.
도 23은 파동 제어 함수의 정도 대 폭연 연소 전면 속도 및 역 연소도 퍼센트 사이의 선형 관계를 도시하고 있는 그래프.
도 23a는 중성자 플럭스 대 점화기로부터의 거리를 포함하는 중성자 플럭스의 예시적인 공간 분포를 도시하고 있는 그래프로서, 공간 분포는 예시적인 제어 함수에 따라 연소 전면을 표현하고 있는 그래프.
도 23b는 도 23a에 도시되어 있는 공간 분포에 대응하는 제어 함수를 도시하고 있는 그래프로서, 제어봉 삽입의 퍼센트 대 점화기로부터의 거리를 포함하는 그래프.
도 23c는 중성자 플럭스 대 점화기로부터의 거리를 포함하는 중성자 플럭스의 예시적인 공간 분포를 도시하고 있는 그래프로서, 공간 분포는 예시적인 제어 함수에 따른 연소 전면을 표현하고 있는 그래프.
도 23d는 도 23c에 도시되어 있는 공간 분포에 대응하는 제어 함수를 도시하고 있는 그래프로서, 제어봉 삽입의 퍼센트 대 점화기로부터의 거리를 포함하는 그래프.
도 23e는 중성자 플럭스 대 점화기로부터의 거리를 포함하는 중성자 플럭스의 예시적인 공간 분포를 도시하고 있는 그래프로서, 공간 분포는 연소 전면을 표현하고 있는 그래프.
도 23f는 도 23e에 도시되어 있는 공간 분포에 대응하는 제어 함수를 도시하고 있는 그래프로서, 제어봉 삽입의 퍼센트 대 점화기로부터의 거리를 포함하는 그래프.
도 24 내지 도 65는 중성자 플럭스를 방출하는 것이 가능한 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도를 제어하는 예시적인 방법의 흐름도.

이하의 상세한 설명에서, 본 명세서의 부분을 형성하고 있는 첨부 도면을 참조한다. 도면에서, 유사한 도면 부호는 문맥상 달리 지시되지 않으면 통상적으로 유사한 구성 요소를 식별한다. 상세한 설명, 도면 및 청구범위에 설명되어 있는 예시적인 실시예는 한정으로 의도되는 것은 아니다. 다른 실시예가 이용될 수 있고, 본 명세서에 제시되어 있는 요지의 사상 또는 범주로부터 벗어나지 않고 다른 변경이 이루어질 수 있다.

게다가, 본 출원은 제시의 명료화를 위해 형식적인 개략 표제를 사용한다. 그러나, 개략 표제는 제시를 위한 것이고, 상이한 유형의 요지가 본 출원 전체에 걸쳐 설명될 수 있다는 것이 이해되어야 한다[예를 들어, 장치(들)/구조체(들)가 프로세스(들)/작동 표제(들) 하에서 설명될 수 있고 그리고/또는 프로세스(들)/작동은 구조체(들)/프로세스(들) 표제 하에서 설명될 수 있고, 그리고/또는 단일 제목의 설명이 2개 이상의 제목 표제에 걸칠 수 있음]. 따라서, 형식적인 개략 표제의 사용은 임의의 방식의 한정으로 의도되는 것은 아니다.

더욱이, 본 명세서에 설명된 요지는 때때로 상이한 다른 구성 요소 내에 포함되거나 또는 그와 연결된 상이한 구성 요소를 예시한다. 이러한 서술된 아키텍처는 단지 예시적인 것이 이해되어야 하고, 실제로 동일한 기능성을 성취하는 다수의 다른 아키텍처가 구현될 수 있다. 개념적인 의미에서, 동일한 기능성을 성취하기 위한 구성 요소의 임의의 배열은 원하는 기능성이 성취되도록 효과적으로 "관련된다". 따라서, 특정 기능성을 성취하기 위해 조합된 본 명세서의 임의의 2개의 구성 요소는 아키텍처 또는 중간 구성 요소에 무관하게 성취되도록 서로 "관련되는" 것으로서 보여질 수 있다. 마찬가지로, 이와 같이 관련된 임의의 2개의 구성 요소는 또한 원하는 기능성을 성취하기 위해 서로 "작동적으로 연결되고" 또는 "작동적으로 결합되는" 것으로서 보여질 수 있고, 이와 같이 관련되는 것이 가능한 임의의 2개의 구성 요소는 또한 원하는 기능성을 성취하기 위해 서로 "작동적으로 결합 가능한" 것으로서 보여질 수 있다. 작동적으로 결합 가능한 것의 특정 예는, 이들에 한정되는 것은 아니지만, 물리적으로 정합 가능한 및/또는 물리적으로 상호 작용하는 구성 요소, 그리고/또는 무선 방식으로 상호 작용 가능한 및/또는 무선 방식으로 상호 작용하는 구성 요소, 그리고/또는 논리적으로 상호 작용하는 및/또는 논리적으로 상호 작용 가능한 구성 요소를 포함한다.

몇몇 경우에, 하나 이상의 구성 요소는 본 명세서에서 "~로 구성되고", "~로 구성 가능하고", "~에 작동 가능하고/작동하고", "적용되고/적용 가능하고", "~가 가능하고", "~에 합치 가능하고/합치되고" 등으로서 언급될 수 있다. 당 기술 분야의 숙련자들은 "~로 구성되고"가 문맥상 달리 요구되지 않으면, 일반적으로 활성 상태 구성 요소 및/또는 비활성 상태 구성 요소 및/또는 정상 상태 구성 요소를 포함할 수 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다.

본 명세서에 개시된 다양한 실시예에 관한 몇몇 고려 사항은 개략으로서 제공된 것이고 한정으로서 해석되어서는 안된다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예의 몇몇은 이하에 설명된 모든 고려 사항의 달성을 반영한다. 다른 한편으로, 본 명세서에 개시된 몇몇 다른 실시예는 선택된 고려 사항의 달성을 반영하고, 이하에 설명된 모든 고려 사항을 수용할 필요는 없다. 이하의 설명의 부분은 2003년 7월 미국 아스펜 기후 변화 연구소(Aspen Global Change Institute)의 워크샵, 캘리포니아 대학 로렌스 리버보어 국립 연구소(University of California Lawrence Livermore National Laboratory) 공보 UCRL-JRNL-122708(2003년)에서 제출된 에드워드 텔러(Edward Teller), 뮤리엘 이시카와(Muriel Ishikawa), 로웰 우드(Lowell Wood), 로데릭 하이드(Roderick Hyde) 및 존 넉콜스(John Nuckolls)에 의한 표제가 "장기간 작동을 위한 완전하게 자동화된 핵 전력 원자로: III. 대형의 저 위험성 입수 가능한 핵 전기(Completely Automated Nuclear Power Reactors for Long-Term Operation: III. Enabling Technology For Large-Scale, Low-Risk, Affordable Nuclear Electricity)"인 논문으로부터 발췌된 정보를 포함한다. (이 논문은 에너지, 인터내셔널 저널( Energy , The International Journal ) , 2003년 11월 30일에 제출을 위해 준비되었고, 그 전체 내용은 본 명세서에 참조로서 포함되어 있음.)

전술된 바와 같이, 분열 이벤트를 유도하는 핵분열성 핵종 내에 흡수되는 모든 중성자에 대해, 하나 초과의 중성자는 핵분열성 핵종이 고갈될 때까지 유리된다. 이 현상은 이어서 전기를 발생하는데 유리하게 사용되는 연속적인 열을 생성하기 위해 상업적인 핵 원자로에 사용된다.

그러나, 원자로 디자인 및 작동의 고려 사항은 원자로 내의 불균일한 중성자 플럭스, 냉각제 유동, 연료 조성 및 전력 분배의 조합에 기인하여 발생하는 "피크" 온도(즉, 고온 채널 피크 팩터)에 기인하는 원자로 구조 재료에 대한 열 손상이다. 열 손상은 피크 온도가 재료 한계를 초과하는 경우에 발생한다. 이는 중금속 연료의 미터톤당 메가와트-일수(MWd/MTHM) 또는 중금속 연료의 미터톤당 기가와트-일수(GWd/MTHM)의 단위로 일반적으로 표현되는 연소도의 정도(즉, 연료의 단위 질량당 발생된 에너지의 축적량)에 무관하게 발생할 수 있다. "반응도 변화"(즉, 원자로의 응답성의 변화)가 연료 연소도에 기인하여 생성될 수 있다. 더 구체적으로, "반응도 변화"는 임계적인 연쇄 반응을 지속하기 위해 정확한 양보다 많거나 적은 중성자를 생성하기 위해 원자로의 상대 능력에 관련된다. 원자로의 반응성은 통상적으로 원자로가 지수 함수적으로의 전력의 증가 또는 감소하게 하는 반응도 변화의 시간 도함수로서 특징화되고, 여기서 시간 상수는 원자로 기간으로서 알려져 있다. 이와 관련하여, 중성자 흡수 재료로 제조된 제어봉은 통상적으로 변화하는 반응도 및 원자로 응답성을 조정하고 제어하는데 사용된다. 이러한 제어봉은 코어 내의 중성자 흡수도 및 따라서 중성자 플럭스 레벨 및 반응도를 가변적으로 제어하기 위해 원자로 코어 내외로 왕복된다. 중성자 플럭스 레벨은 제어봉의 부근에서 저하되고 잠재적으로 제어봉으로부터 이격한 영역에서 높다. 따라서, 중성자 플럭스는 원자로 코어를 가로질러 균일하지 않다. 이는 더 높은 플럭스의 이들 영역에서 더 높은 연료 연소도를 초래한다. 또한, 플럭스 및 전력 밀도 편차는 다수의 팩터에 기인한다는 것이 핵 전력 발생의 기술 분야의 숙련자들에 의해 이해될 수 있다. 제어봉에 대한 근접도는 주요 팩터일 수 있거나 주요 팩터가 아닐 수도 있다. 예를 들어, 플럭스는 통상적으로 가까운 제어봉을 갖지 않고 코어 경계에서 상당히 강하한다. 이들 효과는 이어서 더 높은 플럭스의 이들 영역에서 과열 또는 높은 온도를 발생시킬 수 있다. 이러한 피크 온도는 구조체의 기계적 특성을 변경함으로써 이러한 피크 온도를 받게 되는 구조체의 작동 수명을 바람직하지 않게 감소시킬 수 있다. 또한, 중성자 플럭스와 핵분열성 연료 농도의 적(product)에 비례하는 원자로 전력 밀도는 손상 없이 이러한 높은 온도를 견디기 위한 코어 구조 재료의 능력에 의해 제한된다. 따라서, 높은 연료 연소도에 의해 발생된 높은 온도에 기인하는 구조적 손상을 회피하는 것이 바람직하다.

원자로 디자인 및 작동에 있어서의 다른 고려 사항은 높은 연료 연소도에 기인하여 핵 원자로 코어 내에 포함된 구조적 재료로의 조사 손상이다. 이러한 조사 손상은 원자당 변위(DPA)의 견지에서 표현될 수 있고, 이는 재료의 응답에 대한 정보(즉, 변위된 원자), 뿐만 아니라 재료가 노출되는 고속 중성자 플루언스(fluence)를 포함한다. DPA는 연소도에 비례하고, 조사의 투여량 및 유형을 고려할 뿐만 아니라 또한 조사의 재료의 응답의 척도를 포함하는 방사능 손상의 계산된 대표적인 척도이다. 이와 관련하여, 원자로 코어 구조체에 사용된 몇몇 구조 재료는 분열 프로세스 중에 방출된 중성자에 노출될 때 부서지기 쉽게될 수 있다. 구조적 완전성 및 원자로의 안전 작동을 보장하기 위해 공지의 한계 내에서 원자로 구조 재료에 이러한 조사 손상을 유지하는 것이 바람직하다.

따라서, 한정적이 아니라 예시적으로만 도 1을 참조하면, 전술된 문제점을 처리하기 위해 도면 부호 10으로 일반적으로 나타낸 핵분열성 원자로 장치가 도시되어 있다. 핵분열성 원자로 장치(10)는 복수의 전달 라인(도시 생략)을 통해 전달되는 전기를 발생시킨다. 원자로 장치(10)는 대안적으로 원자로 재료에 대한 중성자 플럭스의 영향을 결정하기 위해 시험을 수행하는데 사용될 수 있다.

도 1을 재차 참조하면, 원자로 장치(10)는 원자로 압력 용기(40) 내에 배치되고 이어서 수납 구조체(도시 생략) 내에 수용될 수 있는 일반적으로 도면 부호 30으로 나타내는 복수의 일반적인 핵분열성 원자로 연료 조립체(단지 하나만이 도시되어 있음)를 포함하는 일반적으로 도면 부호 20으로 나타내는 핵분열성 원자로를 포함한다. 한정적이 아니라 단지 예시적으로, 일반적인 연료 조립체(30)의 예시적인 실시예가 이하에 개시된다. 일반적인 연료 조립체(30)는 중성자 증배기(multiplier) 또는 반사제 재료(도시 생략) 및 방사능 차폐부(또한 도시 생략)에 의해 둘러싸일 수 있다. 이 경우에, 반사제 재료는 연료 조립체(30)로부터 중성자 누설을 감소시킨다. 반사제 재료의 추가의 기능은 그 방사능 차폐부, 구조적 지지체 및 수납 구조체와 같은 연료 조립체(30)의 외부 부분에 의해 보여지는 고속 중성자 플루언스를 실질적으로 감소시키는 것이다. 이는 또한 일반적인 연료 조립체(30)의 최외측 부분의 증식 효율 및 특정 전력을 향상시키기 위해 일반적인 연료 조립체(30)의 성능에 영향을 미친다. 방사능 차폐부는 다른 한편으로는 일반적인 연료 조립체(30)로부터의 방사능의 의도되지 않은 방출로부터 생물권을 더 보호한다.

도 1을 또 다시 참조하면, 1차 냉각제 루프(50)는 일반적인 연료 조립체(30)로부터 증기 발생 열 교환기(60)로 열을 운반한다. 1차 루프(50)는 스테인레스강과 같은 임의의 적합한 재료로부터 제조될 수 있다. 따라서, 원한다면, 1차 루프(50)는 철 합금, 비철 합금, 지르코늄계 합금 또는 다른 구조 재료 또는 복합 재료로부터 제조될 수 있다. 1차 루프(50)에 의해 운반된 냉각제는 희가스 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 대안적으로, 냉각제는 물(H ₂ O) 또는 기체 또는 초임계 이산화탄소(CO ₂ )와 같은 다른 유체일 수 있다. 다른 예로서, 냉각제는 나트륨(Na) 또는 납(Pb)과 같은 액체 금속 또는 납-비스무스(Pb-Bi)와 같은 합금일 수 있다. 또한, 냉각제는 폴리페닐 또는 플루오로카본과 같은 유기계 냉각제일 수 있다. 1차 루프(50)에 의해 운반된 냉각제가 증기 발생 열 교환기(60)를 통해 통과함에 따라, 냉각제는 열 교환기(60) 내에 존재하는 작동 유체(도시 생략)에 그 열을 전달한다. 작동 유체는 작동 유체가 물일 때 증기로 기화할 수 있다. 이 경우에, 증기는 1차 루프(50)로부터 격리되고 터빈 발전기 세트(80a, 80b)에 결합되는 2차 루프(70) 내로 진행한다. 따라서, 열 교환기(60)는 회전하는 터빈 발전기 세트(80a, 80b)를 위한 작동 유체로서 제공되는 증기를 발생시키기 위해 열 교환기(60) 및 2차 루프(70) 내의 작동 유체에 열을 전달한다. 터빈 발전기 세트(80a, 80b)는 증기로부터 전기 생성의 분야에서 양호하게 이해되는 방식으로 그가 회전할 때 전기를 발생시킨다. 응축기(90)가 증기 상태로부터 액체 상태로 터빈 발전기 세트(80a, 80b)로부터 배기 스트림을 응축하기 위해 터빈 발전기 세트(80a, 80b)에 적합하게 결합될 수 있다.

도 1을 재차 참조하면, 펌프(100)가 2차 루프(70)에 결합되고, 응축기(90) 열 교환기(60)로부터 액화된 작동 유체를 펌핑하기 위해 2차 루프(70)에 의해 운반된 작동 유체와 유체 연통한다. 더욱이, 펌프(110)는 1차 루프(50)에 결합되고, 1차 루프(50)를 통해 원자로 냉각제를 펌핑하기 위해 1차 루프(50)에 의해 운반된 원자로 냉각제와 유체 연통한다. 1차 루프(50)는 일반적인 연료 조립체(30)로부터 열 교환기(60)로 원자로 냉각제를 운반한다. 또한, 1차 루프(50)는 열 교환기(60)로부터 압력 용기(40)로 냉각제를 운반한다. 펌프(110)는 원자로 작동 중에 연료 조립체(30)에 의해 발생된 열을 제거하거나 또는 원자로(20)가 작동하지 않을 때 잔류 붕괴열을 제거하기 위해 일반적인 연료 조립체(30) 및 열 교환기(60)를 포함하는 1차 루프(50)를 통해 원자로 냉각제를 순환시킨다. 일반적인 연료 조립체(30)로부터 열을 제거하는 것은 일반적인 연료 조립체(30)가 과열되는 위험을 감소시키고, 이는 고도로 바람직하지 않다.

이제, 도 2 및 도 3을 참조하면, 일반적인 연료 조립체(30)는 열외 내지 열적 중성자를 위한 분열 생성물의 높은 흡수 단면이 분열 생성물에 의한 중성자 흡수에 기인하여 우라늄 연료 보급 실시예에서 더 많은 소량의 토륨 또는 더 풍부한 우라늄 동위 원소(U ²³⁸ )의 이용을 허용하지 않기 때문에 고속 중성자 스펙트럼을 적합하게 이용한다.

도 2에 가장 양호하게 도시되어 있는 바와 같이, Th ²³² -연료 보급 실시예에 대한 관심의 지배적인 중성자 구동 핵반응을 위한 단면은 10 ^-3 내지 10 ⁷ eV의 중성자 에너지 범위에 걸쳐 플롯팅된다. 분열 생성물 핵 상의 방사능 포착에 대한 손실은 근열(대략 0.1 eV) 에너지에서 중성자 경제학을 지배하지만, 공진 포착 영역(대략 3 내지 300 eV) 위에서 상당히 무시할만하다. 따라서, 고이득 핵원료성 내지 핵분열성 증식로를 실현하기 위해 시도할 때 고속 중성자 스펙트럼으로 작동하는 것은 작동 중에 코어 내에 축적되는 분열 생성물에 대한 중성자 손실을 배제하는 것을 도울 수 있다. 나타낸 분열 생성물에 대한 방사성 포착 단면은 무시할만한 정도로 후속의 베타 붕괴를 경험하는 고속 중성자 유도 분열로부터 발생하는 중간-Z 핵을 위한 것들이다. 일반적인 연료 조립체(30)의 실시예의 연소파의 중앙부의 것들은 몇몇 붕괴를 경험할 수 있고 따라서 다소 더 높은 중성자 결합성(avidity)을 가질 수 있다. 그러나, 파라미터 연구는 코어 연료 연소 결과가 이러한 붕괴의 정확한 정도에 불감할 수 있는 것을 지시하고 있다.

도 3에서, Th ²³² -연료 보급 실시예에 대한 주요 관심 있는 지배적인 중성자 구동 핵반응을 위한 단면도는 도 3의 상부 부분에서 >10 ⁴ 내지 <10 ^6.5 eV의 중성자 에너지 범위의 가장 관심 있는 부분에 걸쳐 플롯팅된다. 일반적인 연료 조립체(30)의 실시예의 중성자 스펙트럼은 ≥10 ⁵ eV 중성자 에너지 영역에서 피크이다. 도 3의 하부 부분은 Th ²³² 상의 중성자 방사능 포착을 위한 단면에 대한 중성자 에너지 대 이들 단면의 비율, 핵원료성 내지 핵분열성 증식 단계를 포함한다(최종적인 Th ²³² 가 신속하게 Pa ²³³ 으로 베타 붕괴될 때, 이는 이어서 U ²³⁸ 에 의한 중성자 포착시에 U ²³⁹ -Np ²³⁹ -Pu ²³⁹ 베타 붕괴 연쇄와 유사하게 U ²³³ 으로 비교적 저속으로 베타 붕괴함). 따라서, 핵분열성 생성물 상의 방사능 포착에 대한 손실은 고속 스펙트럼을 갖는 원자로에 대해 상당히 최소화되는 것을 알 수 있다.

이제, 도 4 및 도 5를 참조하면, 일반적인 연료 조립체(30)는 사전 결정된 연료 장전 패턴으로 배열된 복수의 가늘고 긴 핵분열성 원자로 연료봉(150)(단지 일부만이 도시되어 있음)의 형태를 취할 수 있는 핵분열성 및/또는 핵원료성 재료를 포함한다. 일반적인 연료 조립체(30)의 예시적인 실시예는 이하에 개시된다. 연료봉(150)은 누설 방지 포위체(155) 내에 밀봉식으로 수납된다. 각각의 연료봉(150)은 그 내부에 배치된 핵연료(160)를 갖고, 이 핵연료(160)는 연료봉 클래딩 재료(170)에 의해 밀봉식으로 둘러싸인다. 연료 조립체(30)를 위한 평균 연소도 값은 연료 조립체(30) 내의 가장 영구적인 구조 재료인 클래딩 재료(170)에 의해 제한된다. 핵연료(160)는 우라늄-235, 우라늄-233 또는 플루토늄-239와 같은 전술된 핵분열성 핵종을 포함한다. 대안적으로, 핵연료(160)는 바로 직전에 설명되어 있는 핵분열성 핵종으로 핵분열 프로세스 중에 변화될 수 있는 토륨-232 및/또는 우라늄-238과 같은 핵원료성 핵종을 포함할 수 있다. 다른 대안은 핵연료(160)가 핵분열성 및 핵원료성 핵종의 사전 결정된 혼합물을 포함할 수 있다는 것이다. 단지 예로서만, 한정이 아니라, 핵연료(160)는 일산화 우라늄(UO), 이산화 우라늄(UO ₂ ), 이산화 토륨(ThO ₂ )(또한 산화토륨이라 칭함), 3산화 우라늄(UO ₃ ), 산화우라늄-산화플루토늄(UO-PuO), 8산화3우라늄(U ₃ O ₈ ) 및 이들의 혼합물로 본질적으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 산화물로부터 제조될 수 있다. 대안적으로, 핵연료(160)는 이들에 한정되는 것은 아니지만, 합금된 또는 비합금된 지르코늄 또는 토륨 금속과 같은 다른 금속과 합금된 우라늄을 실질적으로 포함할 수 있다. 또 다른 대안으로서, 핵연료(160)는 실질적으로 우라늄의 카바이드(UC _x ) 또는 토륨의 카바이드(ThC _x )를 포함할 수 있다. 예를 들어, 핵연료(160)는 우라늄 모노카바이드(UC), 우라늄 디카바이드(UC ₂ ), 우라늄 세스퀴카바이드(U ₂ C ₃ ), 토륨 디카바이드(ThC ₂ ), 토륨 카바이드(ThC) 및 이들의 혼합물로 본질적으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 카바이드로부터 제조될 수 있다. 다른 비한정적인 예로서, 핵연료(160)는 우라늄 니트라이드(U ₃ N ₂ ), 우라늄 니트라이드-지르코늄 니트라이드(U ₃ N ₂ Zr ₃ N ₄ ), 우라늄-플루토늄 니트라이드((U-Pu)N), 토륨 니트라이드(ThN), 우라늄-지르코늄 합금(UZr) 및 이들의 혼합물로 본질적으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 니트라이드로부터 제조될 수 있다. 핵연료(160)를 밀봉적으로 둘러싸는 연료봉 클래딩 재료(170)는 공지의 내부식성 및 내균열성을 갖는 ZIRCOLOY ^TM [웨스팅하우스 일렉트릭 코포레이션(Westinghouse Electric Corporation)의 상표명]와 같은 적합한 지르코늄 합금일 수 있다. 클래딩 재료(170)는 마찬가지로 페라이트 마르텐사이트 강과 같은 다른 재료일 수 있다.

도 4 및 도 6을 참조하면, 일반적인 연료 조립체(30)는 관련 제어봉 클래딩(190)을 갖는 복수의 세장형 중성자 흡수제 또는 제어봉(180)(이들 중 일부만이 도시되어 있음)의 형태를 취할 수 있는 중성자 흡수제 재료를 더 포함한다. 제어봉(180)은 일반적인 연료 조립체(30) 내로 네거티브 반응도를 도입하는 것이 가능하다. 제어봉(180)은 "부분 길이" 제어봉(192)(이들 중 일부만이 도시되어 있음) 및/또는 "전체 길이" 제어봉(194)(이들 중 일부만이 도시되어 있음)의 형태일 수 있다. 전체 길이 제어봉(194)은 적합하게는 연료봉(150)에 평행하게 위치되고 포위체(155) 내로 완전히 삽입될 때 연료봉(150)의 전체 길이로 연장된다. 부분 길이 제어봉(192)은 또한 적합하게는 연료봉(150)에 평행하게 위치되지만, 포위체(155) 내로 완전히 삽입될 때 연료봉(150)의 전체 길이로 연장되지 않는다. 연료 조립체(30)를 위한 중성자 플럭스 성형 디자인 요건에 따라 임의의 수의 이러한 부분 길이 및 전체 길이 제어봉이 존재할 수 있다. 전체 길이 제어봉(192)의 목적은 예를 들어 원자로 장치(10)의 해체 전에 일반적인 연료 조립체(30) 내에서 발생하는 핵분열 프로세스의 속도를 감소시키거나 정지시키는 것이다. 더욱이, 제어봉 및/또는 연료봉 구성은 직전에 설명된 클래식 봉 조립체 유형 구성으로부터 벗어날 수 있다. 예를 들어, 플레이트형 연료가 사용될 수 있다. 추가적으로, 연료봉은 연소의 방향에 수직일 수 있다(또는 임의의 다른 각도).

도 4 및 도 6을 계속 참조하면, 각각의 제어봉(180)은 허용 가능하게 높은 중성자 포착 단면을 갖는 적합한 중성자 흡수제 재료(200)를 포함한다. 이와 관련하여, 흡수제 재료(200)는 리튬, 은, 인듐, 카드뮴, 붕소, 코발트, 하프늄, 디스프로슘, 가돌리늄, 사마륨, 에르븀, 유로퓸 및 이들의 혼합물로 본질적으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 금속 또는 메탈로이드일 수 있다. 대안적으로, 흡수제 재료(200)는 은-인듐-카드뮴 합금, 붕소 카바이드, 지르코늄 디보라이드, 티타늄 디보라이드, 하프늄 디보라이드, 가돌리늄 티타네이트, 디스프로슘 티타네이트 및 이들의 혼합물로 본질적으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 화합물 또는 합금일 수 있다. 추가적으로, 연소되어 있고 높은 핵분열성 생성물 농도를 갖는 연료봉이 제어의 부분으로서 사용될 수 있다. 한정이 아니라 단지 예로서, 각각의 이러한 제어봉(180)은 예를 들어 일반적인 연료 조립체(30)의 제조 중에, 예를 들어 일반적인 연료 조립체(30) 내에 이전에 고정된 복수의 제어봉 가이드 튜브(도시 생략) 중 각각의 것의 내부에서 수직으로 활주식으로 이동 가능하다. 부분 길이 제어봉(194)의 목적은 일반적인 연료 조립체(30) 내의 연료의 더 정확한 연소도를 성취하기 위해 일반적인 연료 조립체(30) 내의 중성자 플럭스를 미세 조절하는 것이다.

도 4 및 도 6을 재차 참조하면, 제어봉(180)은 예를 들어 제어기(도시 생략)에 의해 제어된 복수의 구동 모터(210) 중 각각의 것에 의해 선택적으로 작동 가능하다. 각각의 구동 모터(210)는 전력이 모터(210)에 공급될 때 그 각각의 제어봉(180)에 결합되고, 예를 들어 전력 손실 사건 중에 전력이 모터(210)에 공급되지 않을 때 적합하게 제어봉(180)으로부터 분리된다. 따라서, 전력 손실 사건이 발생하면, 모터(210)는 제어봉(180)으로부터 분리될 수 있어 제어봉(180)이 중력에 기인하여 전술된 가이드 튜브의 내부를 따라 일반적인 연료 조립체(30) 내로 수직으로 활주식으로 하강할 수 있다. 이 방식으로, 제어봉(180)은 일반적인 연료 조립체(30)에 네거티브 반응도를 제어 가능하게 공급할 수 있다. 따라서, 일반적인 연료 조립체(30)는 제어봉(180)에 의해, 원자로 조작자 제어 또는 개입 없이 전력 손실 사건의 이벤트에 반응도 관리 능력을 제공한다.

도 7을 참조하면, 일반적인 연료 조립체(30)는 반응제봉 클래딩(230) 내에 밀봉식으로 수용되는 복수의 세장형 중성자 반사제봉(220)의 형태를 취할 수 있는 중성자 증배기 또는 반사제를 포함할 수 있다. 반사제봉(220)은 중성자의 탄성 산란을 유발하고, 따라서 중성자를 "반사"하도록 의도된다. 이러한 중성자의 탄성 산란에 기인하여, 반사제봉(220)은 일반적인 연료 조립체(30)로부터 중성자 누설을 감소시킴으로써 연료 조립체(30) 내로 포지티브 반응도를 도입하는 것이 가능하다. 이와 관련하여, 각각의 반사제봉(220)은 중성자 산란의 적합한 확률을 갖는 적합한 중성자 반사제 재료(240)를 포함한다. 이와 관련하여, 반사제 재료(240)는 베릴륨(Be), 납 합금, 텅스텐(W), 바나듐(V), 고갈된 우라늄(U), 토륨(Th) 및 이들이 혼합물로 본질적으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 재료일 수 있다. 반사제 재료(240)는 또한 광범위한 강 합금으로부터 선택될 수 있다. 일반적인 연료 조립체(30) 내에 사용을 위해 고려되는 핵분열성 및 핵원료성 재료는 또한 높은 탄성 산란 단면을 갖는다는 것이 이해되어야 한다.

도 4를 재차 참조하면, 일반적인 연료 조립체(30)는 수직축(247a)을 따라 포위체(155) 내에 적합하게 중심 설정된 비한정적으로 U ²³³ , U ²³⁵ 또는 Pu ²³⁹ 와 같은 핵분열 가능한 재료의 적당한 동위 원소 농후화를 포함하는 비교적 작은 제거 가능한 핵분열성 점화기(245)를 더 포함한다. 점화기(245)는 원한다면 포위체(155) 내에 중심 설정되는 것보다는 포위체(155)의 단부에 배치될 수 있다. 중성자는 점화기(245)에 의해 방출된다. 점화기(245)에 의해 방출된 중성자는 전술된 핵분열 연쇄 반응을 개시하기 위해 연료봉(150) 내의 핵분열성 및/또는 핵원료성 재료에 의해 포착된다. 점화기(245)는 원한다면 일단 연쇄 반응이 자가 유지되면 제거될 수 있다.

본 명세서의 교시는 진행파 핵분열성 원자로를 설명한다는 것이 이해될 수 있을 것이다. 이러한 진행파 핵분열성 원자로의 기본 원리는 발명의 명칭이 "장기간 작동을 위한 자동화된 핵 전력 원자로(Automated Nuclear Power Reactor For Long-Term Operation)"인 로데릭 에이. 하이드 등의 명의의 2006년 11월 28일 출원된 계류중인 미국 특허 출원 제11/605,943호에 더 상세히 개시되어 있고, 이 출원은 본 출원의 양수인에게 양도되어 있고, 그 전체 개시 내용은 본 명세서에 참조로서 포함되어 있다.

도 4, 도 8 및 도 9를 참조하면, 일반적으로 도면 부호 250으로 나타내는 특정 예시적인 제1 실시예 핵분열성 원자로 연료 조립체가 도시되어 있다. 예시적인 제1 실시예 연료 조립체(250)는 제1 실시예 연료 조립체(250)에서 중성자 플럭스 레벨(즉, 중성자 개체수)을 전개하고 조절하기 위해 일반적으로 도면 부호 260으로 나타내는 제1 장전 패턴을 포함한다. 제1 장전 패턴(260)은 점화기(245)에 의해 중성자 점화 후에 사전 결정된 시간 순간에 도시되어 있다(예를 들어, 점화 후 7.5년). 용어 "조절"은 본 명세서에서 시간, 공간 및/또는 에너지의 함수로서 중성자 플럭스 레벨을 수정하거나 변경하는 것을 의미한다. 중성자 플럭스 레벨을 조절하는 것은 제1 실시예 연료 조립체(250) 내의 반응도를 관리한다. 이 방식으로, 원자로의 영역의 재료 조성이 변경된다. 이는 유효 중성자 곱셈 팩터(k _eff )의 레벨의 변화를 초래하고, 이는 이어서 플럭스의 변화(조절)를 초래한다. 간략하게 전술된 바와 같이 그리고 현재 더 상세히 개시되어 있는 바와 같이, 제1 장전 패턴(260)은 제1 실시예 연료 조립체(250) 내로 과잉 반응도를 구성하는 폭연 파동 또는 "연소 전면"(270)을 생성한다. 과잉 반응도는 다수의 이유로 전개되는데, 일 이유는 연소되는 것보다 더 많은 연료가 증식되기 때문이다. 제1 장전 패턴(260)은 연소 전면(270)의 전방의 부근 및 내에서 증식을 허용하면서 연소 전면(270) 후방[즉, 점화기(245)와 연소 전면(270) 사이의 공간]에서 이 과잉 반응도를 충분하게 균형화한다.

도 10을 참조하면, 제1 장전 패턴(260)에 대응하는 일반적으로 도면 부호 275로 나타내는 제1 제어 함수가 점화기(245)로부터의 거리의 함수로서 제1 실시예 연료 조립체(250) 내의 제어봉 삽입의 양을 포함하는 그래픽 형태로 도시되어 있다. 도 10에서 알 수 있는 바와 같이, y-축은 삽입된 제어봉의 백분율 양이다[값은 연소 전면(270)의 후방에서 100%이고, 연소 전면(270)의 전방에서 0%임]. x-축은 미터의 단위로 도시되어 있는 점화기(245)로부터의 거리이다. 도 10에 도시되어 있는 예시적인 실시예에서, x-축은 대랴 4미터의 길이를 갖는다. 그러나, 이 거리는 4미터와 같은 임의의 적합한 거리일 수 있다. 이 특정 예는 "제한" 경우를 도시하고 있다. 예를 들어, 연소 전면(270)은 거리 "x"로 이동하고, 제어봉은 완전히 삽입된다. 연소 전면(270)은 이어서 다른 거리 "Δx"로 이동하고, 다른 제어봉이 삽입된다. 도시되어 있는 단계형 제어 함수는 "2진" 경우이다. 실제로, 원자로 조작자는 단계형 함수로부터 벗어날 수 있다. 예를 들어, 연소 전면(270)에 가장 근접한 제어봉은 절반 또는 50%일 수 있다. 제1 제어 함수(275)는 이하에 설명되는 바와 같이 모니터링 시스템에 의해 관찰된 변화에 응답하는 레벨에서 중성자 플럭스를 조절한다. 이해될 수 있는 바와 같이, 향상된 정상 상태 폭연 파동 연소 전면(270) 전파는 연소 전면(270)의 후방에서 충분히 제어 재료의 단계형 함수형 분배에 의해 설정된다. 예로서, 연소 전면(270)의 전방에서 원하는 레벨 미만으로 반응의 속도가 하강되면, 제어 함수 응답은 핵분열 속도가 증가하도록 연소 전면(270)의 후방에 흡수제를 제거하거나 재위치시킬 수 있다. 중성자 플럭스 레벨이 얻어지고, 제어 함수는 원하는 조건을 재차 유지하기 위해 재조정된다. 연소 영역 핵분열 속도가 감소되도록 연소 전면(270)의 전방에 더 근접하여 단계 함수 흡수제를 이동시킴으로써, 전력이 또한 감소될 수 있다. 사고 시나리오에서, 연소 파동 영역 전체에 걸쳐 충분한 흡수제를 배치함으로써 단계 함수 구성으로부터 벗어나는 것이 고려될 수 있다.

도 8, 도 9 및 도 10을 재차 참조하면, 제1 장전 패턴(260)은 도시되어 있는 바와 같이 연소 전면(270)의 후방에 배열되고 수평축(247b) 둘레에 중심 설정된 제어봉(192/194)을 포함한다. 제1 장전 패턴(260)은 2개의 그룹으로 배열된 연료봉을 더 포함한다. 연료봉(280)의 제1 그룹은 핵분열성 재료를 포함하고(본 명세서에서 "연소 영역"이라 칭함), 이하에 설명되는 바와 같이 연소 전면(270)의 후방에 사전 결정된 제1 그룹 연료봉 패턴으로 배열되고 축(247b) 둘레에 중심 설정된다. 연소 영역은 주로 그 내로 증식되는 핵분열성 재료의 몇몇 백분율을 갖는 핵원료성 재료이다. 연료봉(290)의 제2 그룹은 핵원료성 연료 재료를 포함하고, 도시되어 있는 바와 같이 연소 전면(270)의 전방에 사전 결정된 제2 그룹 연료봉 패턴으로 배열되고 축(247b) 둘레에 중심 설정된다. 용어 "연소 전면(270)의 전방"은 전파 연소 전면(270)과 포위체(155)의 단부 사이의 공간을 의미하는 것으로 규정된다. 용어 "연소 전면(270)의 후방"은 점화기(245)와 연소 전면(270) 사이의 공간을 의미하는 것으로 규정된다.

도 8, 도 9 및 도 10을 여전히 참조하면, 점화기(245)가 "점화"를 유발하기 위해 그 중성자를 방출할 때, 단지 예로서 그리고 한정이 아니라, 2개의 연소 전면(270)은 대향하여 전파하는 파동쌍을 형성하기 위해 포위체(155)의 단부를 향해 점화기(245)로부터 반경방향 외향으로 진행한다. 이러한 것이 발생함에 따라, 연소 전면(270)이 점화기(245)로부터 핵분열성 연료 재료가 본질적으로 고갈된 연료봉(280)의 제1 그룹 내로 전파함에 따라 제1 실시예 연료 조립체(250) 내로 과잉 반응도를 구성한다. 이는 연소 전면(270)의 후방에 몇몇 과잉 반응도를 남겨두는 경향이 있다. 이 결과는, 과잉 반응도가 상당한 연소도가 미리 발생되어 있는 연소 전면(270)의 후방의 영역에 연료 조립체 구조 재료에 의해 보여지는 증가된 중성자 플루언스를 유발하기 때문에 바람직하지 않다.

도 8, 도 9 및 도 10을 재차 참조하면, 연소 전면(270)의 후방의 연료봉(280)의 제1 그룹에 의해 발생된 중성자 플럭스는 연소 전면의 선단 에지에서 핵분열성 연료 재료 내에 연료봉(290)의 제2 그룹 내의 핵원료성 연료 재료를 변화시킴으로써 연소 전면(270)의 전방에서 연료봉(290)의 제2 그룹의 핵분열성 연료 재료를 증식한다. 연소 전면의 선단 에지에서의 핵분열성 연료 재료 내로 연료봉(290)의 제2 그룹 내의 핵원료성 연료 재료의 변화는 화살표(295)의 방향에서 연소 전면(270)을 전진시킨다. 연소 전면(270)이 주어진 연료의 질량에 걸쳐 스윕함에 따라, 핵분열성 동위 원소는 중성자가 핵원료성 핵 내의 방사능 포착을 경험하기 위해 제공되는 한 연속적으로 발생된다. 핵분열성 동위 원소가 발생되는 속도는 주어진 시간 및 원자로 내의 위치에 대해, 기생 포착 및 분열에 기인하여 핵분열성 동위 원소의 소비의 것을 초과할 수 있다. 추가적으로, 핵분열성 재료의 중성자의 포착은 핵분열성 재료의 주어진 반감기로 붕괴하는 중간 동위 원소를 유도한다. 파동은 전파 속도를 갖기 때문에, 따라서 중간 동위 원소의 소정량의 붕괴는 연소 전면(270)의 후방에서 발생한다. 이들 효과의 조합은 추가의 반응도가 남아 있고 연소 전면(270)의 후방에서 발생하게 한다.

따라서, 도 8, 도 9 및 도 10에 도시되어 있는 바와 같이, 연소 전면(270)은 가변 핵분열 연료 연소도를 가능화하도록 조절될 수 있다. 이 유형의 제어 구성에서, 전파 속도는 일정한 레벨에서 전력을 유지하기 위해 허용 가능한 바와 같이 연소 전면(270)의 후방에서 멀리 흡수제를 유지함으로써 향상된다. 연소 전면(270)의 후방의 흡수제 재료를 바이어스하는 것은 연소 전면(270)의 전방에서 증식을 위해 이용 가능한 중성자의 양을 감소시키지 않고 연소 전면(270) 내의 과잉 반응도의 구성을 상쇄한다. 따라서, 제1 실시예 연료 조립체(250)에서 연소 전면(270)을 전파시키기 위해, 연소 전면(270)은 전술된 바와 같이 점화기(245)에 의해 점화되고, 이어서 전파되도록 허용된다. 일 실시예에서, 능동적으로 제어 가능한 제어봉(192/194)은 한정적이지는 않지만 Li6, B10 또는 Gd와 같은 중성자 흡수제를 연소 전면(270)의 후방의 연료봉(280)의 제1 그룹 내로 삽입한다. 이러한 중성자 흡수제의 삽입은 연소 전면(270)의 앞의 연료봉(290)의 제2 그룹의 중성 반응도에 대해 연소 전면(270)에 의해 현재 연소되고 있는 연료봉(280)의 제1 그룹의 중성자 반응도를 저하시키거나 강하시켜, 화살표(295)에 의해 지시되어 있는 전파 방향을 파동에 제공한다. 이 방식으로 반응도를 제어하는 것은 연소 전면(270)의 전파 속도를 증가시키고, 따라서 전술된 구조적 제한에 의해 부분적으로 설정된 더 큰 값 및 전파를 위해 요구되는 최소값을 초과하여 연소도를 제어하기 위한 수단을 제공한다.

도 11을 참조하면, 일반적으로 도면 부호 300으로 나타내는 예시적인 제2 실시예 핵분열성 원자로 연료 조립체가 도시되어 있다. 예시적인 제2 실시예 연료 조립체(300)는 제2 실시예 연료 조립체(300) 내의 중성자 플럭스 레벨을 조절하기 위해 일반적으로 도면 부호 310으로 나타낸 제2 장전 패턴을 포함한다. 제2 장전 패턴(310)은 점화기(245)에 의한 중성자 점화 후의 사전 결정된 시간 순간(예를 들어, 점화 후에 7.5년)에 도시되어 있다. 현재 더 상세히 개시되어 있는 바와 같이, 제2 장전 패턴(310)은 제2 실시예 연료 조립체(300) 내로 과잉 반응도를 구성하는 폭연 파동 또는 "연소 전면"(270)을 생성한다. 제2 장전 패턴(310)은 연료 조립체에 의해 보여지는 중성자 플루언스를 감소시키면서 연소 전면(270)의 전방에서 충분히 이 과잉 반응도를 균형화한다. 제어봉(192/194)은 연소 전면(270)의 전방에서 연료봉(290)의 제2 그룹 내로 중성자 흡수제를 삽입하여, 이에 의해 연소 전면(270)의 전파를 저속화한다. 이 경우에, 연소 전면(270)의 좌측으로의 연료는 연소 전면이 전파함에 따라 전력을 생성하도록 허용된다. 이러한 제어 방법은 전체 연료 조립체(300)의 점화를 유도할 수 있다는 것을 알 수 있다.

도 12를 참조하면, 제2 장전 패턴(310)에 대응하는 일반적으로 도면 부호 320으로 나타내는 제2 제어 함수가 점화기(245)로부터 거리의 함수로서 제2 실시예 연료 조립체(300) 내의 제어봉 삽입의 양을 포함하는 그래픽 형태로 도시되어 있다. 제2 제어 함수(320)는 이하에 설명되는 바와 같이 모니터링 시스템에 의해 관찰된 변경에 응답하는 레벨에서 중성자 플럭스를 조절한다. 따라서, 이 실시예에서 증가된 정상 상태 폭연 파동 연소 전면(270) 전파는 도시되어 있는 바와 같이 단계 함수 유형 분배에 의해 설정되고, 제어봉(192/194)의 제거의 속도에 부분적으로 의존한다.

도 13을 참조하면, 일반적으로 도면 부호 330으로 나타내는 예시적인 제3 실시예 핵분열성 원자로 연료 조립체가 도시되어 있다. 예시적인 제3 실시예 연료 조립체(330)는 제3 실시예 연료 조립체(330) 내의 중성자 플럭스 레벨을 조절하기 위해 일반적으로 도면 부호 340으로 나타낸 제3 장전 패턴을 포함한다. 제3 장전 패턴(340)은 점화기(245)에 의한 중성자 점화 후의 사전 결정된 시간 순간(예를 들어, 점화 후에 7.5년)에 도시되어 있다. 중성자 플럭스 레벨을 조절하는 것은 제3 실시예 연료 조립체(330) 내의 반응도를 관리한다. 현재 더 상세히 개시되어 있는 바와 같이, 제3 장전 패턴(340)은 제3 실시예 연료 조립체(330) 내로 과잉 반응도를 구성하는 폭연 파동 연소 전면(270)을 생성한다. 제3 장전 패턴(340)은 연소 전면(270)의 측면 내에 또는 측면에 연료봉(280)의 제1 그룹 내로 중성자 흡수제를 삽입하는 제어봉(192/194)을 경유하여 연소 전면(270)[즉, 연소 전면(270) 내의 또는 그에 인접한 공간] 부근에서 충분히 이 과잉 반응도를 균형화한다. 연소 전면의 주위에서 또는 주위 부근에서 과잉 반응도의 구성 및/또는 이용을 허용함으로써, 연소 전면(270)의 유효 크기 및 속도가 수정될 수 있다.

비교적 높은 연소도의 결과로서 연소 전면의 후방의 연료 조립체 재료에 의해 보여지는 중성자 플루언스를 감소시키면서 연소 전면(370)의 후방에 이 과잉 반응도를 충분히 균형화한다. 제어봉(192/194) 및 반사제봉(220)은 연소 전면(270)의 후방에서 연료봉(280)의 제1 그룹 내로 중성자 흡수제를 조절하고, 이에 의해 연소 전면(270)의 유효 크기 및 전파 특징을 변경한다.

도 14를 참조하면, 제3 장전 패턴(340)에 대응하는 일반적으로 도면 부호 350으로 나타내는 제3 제어 함수가 점화기(245)로부터 거리의 함수로서 제3 실시예 연료 조립체(300) 내의 제어봉 삽입의 양을 포함하는 그래픽 형태로 도시되어 있다. 제3 제어 함수(350)는 이하에 설명되는 바와 같이 모니터링 시스템에 의해 관찰된 변경에 응답하는 레벨에서 중성자 플럭스를 조절한다. 정상 상태 폭연 파동 연소 전면(270) 전파는 도시되어 있는 바와 같이 연속 함수 유형 분배에 의해 설정된다.

도 15를 참조하면, 일반적으로 도면 부호 360으로 나타내는 예시적인 제4 실시예 핵분열성 원자로 연료 조립체가 도시되어 있다. 예시적인 제4 실시예 연료 조립체(360)는 제4 실시예 연료 조립체(360) 내의 중성자 플럭스 레벨을 조절하기 위해 일반적으로 도면 부호 370으로 나타낸 제4 장전 패턴을 포함한다. 제4 장전 패턴(370)은 점화기(245)에 의한 중성자 점화 후의 사전 결정된 시간 순간(예를 들어, 점화 후에 7.5년)에 도시되어 있다. 중성자 플럭스 레벨을 조절하는 것은 제4 실시예 연료 조립체(360) 내의 반응도를 관리한다. 현재 더 상세히 개시되어 있는 바와 같이, 제4 장전 패턴(370)은 제4 실시예 연료 조립체(360) 내로 과잉 반응도를 구성하는 폭연 파동 연소 전면(270)을 생성한다. 제4 장전 패턴(370) 제어봉(192/194)의 사용을 통해 연소 전면(370)의 후방 및 전방에서 충분히 이 과잉 반응도를 균형화한다. 장전 패턴(370)은 이에 의해 파동 크기, 전파 특징 및 따라서 연소도 및 플루언스를 제어하기 위한 추가의 수단을 제공한다. 대안적으로, 연소 전면(270)은 핵분열성 재료를 그 내부에 갖는 제어봉(192/194)에 의해 "바깥쪽에서" 자극될 수 있다.

도 16을 참조하면, 제4 장전 패턴(370)에 대응하는 일반적으로 도면 부호 380으로 나타내는 제4 제어 함수가 점화기(245)로부터 거리의 함수로서 제4 실시예 연료 조립체(360) 내의 제어봉 삽입의 양을 포함하는 그래픽 형태로 도시되어 있다. 제4 제어 함수(380)는 이하에 설명되는 바와 같이 모니터링 시스템에 의해 관찰된 변경에 응답하는 레벨에서 중성자 플럭스를 조절한다. 정상 상태 폭연 파동 연소 전면(270) 전파는 도시되어 있는 바와 같이 단계 함수 유형 분배에 의해 설정된다.

도 17을 참조하면, 일반적으로 도면 부호 390으로 나타내는 예시적인 제5 실시예 핵분열성 원자로 연료 조립체가 도시되어 있다. 예시적인 제5 실시예 연료 조립체(390)는 제5 실시예 연료 조립체(390) 내의 중성자 플럭스 레벨을 조절하기 위해 일반적으로 도면 부호 400으로 나타낸 제5 장전 패턴을 포함한다. 제5 장전 패턴(400)은 연료봉(150) 및 제어봉(192/194)에 추가하여 반사제봉(220)을 포함한다. 알 수 있는 바와 같이, 비한정적인 예로서, 흡수제의 열의 후방에 반사제의 열을 갖는 흡수제의 열의 반복 패턴이 존재한다. 대안적으로, 반사제의 열은 흡수제의 열의 전방에 위치될 수 있다. 반사제는 연소/증식 영역에서 더 적은 흡수제 및 더 많은 중성자에 대한 필요성을 초래하는 흡수열[및 연소 전면(270)]을 향해 누설 중성자의 부분을 재차 복귀시킨다. 제5 장전 패턴(400)은 점화기(245)에 의한 중성자 점화 후의 사전 결정된 시간 순간(예를 들어, 점화 후에 7.5년)에 도시되어 있다. 중성자 플럭스 레벨을 조절하는 것은 제5 실시예 연료 조립체(390) 내의 반응도를 관리한다. 현재 더 상세히 개시되어 있는 바와 같이, 제5 장전 패턴(400)은 제5 실시예 연료 조립체(390) 내로 과잉 반응도를 구성하는 폭연 파동 연소 전면(270)을 생성한다. 제5 장전 패턴(400)은 비교적 높은 연소도의 결과로서 연소 전면의 후방의 연료 조립체 재료에 의해 보여지는 중성자 플루언스를 감소시키면서 연소 전면(370)의 후방에 이 과잉 반응도를 충분히 균형화한다. 제어봉(192/194) 및 반사제봉(220)은 연소 전면(270)의 후방에서 연료봉(280)의 제1 그룹 내로 중성자 흡수제를 조절하고, 이에 의해 연소 전면(270)의 유효 크기 및 전파 특징을 변경한다.

도 18을 참조하면, 제5 장전 패턴(400)에 대응하는 일반적으로 도면 부호 410으로 나타내는 제5 제어 함수가 점화기(245)로부터 거리의 함수로서 제5 실시예 연료 조립체(390) 내의 제어봉 삽입의 양을 포함하는 그래픽 형태로 도시되어 있다. 제5 제어 함수(410)는 이하에 설명되는 바와 같이 모니터링 시스템에 의해 관찰된 변경에 응답하는 레벨에서 중성자 플럭스를 조절한다. 정상 상태 폭연 파동 연소 전면(270) 전파는 도시되어 있는 바와 같이 단계 함수 유형 분배에 의해 설정된다. 도 10 및 도 11에 도시되어 있고 전술되어 있는 바와 같은 실시예에서와 같이, 이 유형의 분배는 감소된 연소도가 성취되는 것을 허용하는 향상된 연소 전면 전파 속도를 유도한다.

도 19를 참조하면, 일반적으로 도면 부호 420으로 나타내는 예시적인 제6 실시예 핵분열성 원자로 연료 조립체가 도시되어 있다. 예시적인 제6 실시예 연료 조립체(420)는 제6 실시예 연료 조립체(420) 내의 중성자 플럭스 레벨을 조절하기 위해 일반적으로 도면 부호 430으로 나타낸 제6 장전 패턴을 포함한다. 제6 장전 패턴(430)은 점화기(245)에 의한 중성자 점화 후의 사전 결정된 시간 순간(예를 들어, 점화 후에 7.5년)에 도시되어 있다. 중성자 플럭스 레벨을 조절하는 것은 제6 실시예 연료 조립체(420) 내의 반응도를 관리한다. 현재 더 상세히 개시되어 있는 바와 같이, 제6 장전 패턴(430)은 제6 실시예 연료 조립체(420) 내로 과잉 반응도를 구성하는 폭연 파동 연소 전면(270)을 생성한다. 제6 장전 패턴(430)은 비교적 높은 연소도의 결과로서 연료 조립체 재료에 의해 보여지는 중성자 플루언스를 감소시키면서 연소 전면(270)의 후방 및 연소 전면(270)의 전방에 이 과잉 반응도를 충분히 균형화한다. 제어봉(192/194)은 연소 전면(270)의 후방 및 전방에서 연료봉(280)의 제1 그룹 내로 중성자 흡수제를 삽입하고, 이에 의해 연소 전면(270)의 유효 크기를 변경한다. 흡수제 재료 이외의 다른 재료가 제공되어 있을 수 있다는 것이 이해될 수 있다.

도 20을 참조하면, 일반적으로 도면 부호 440으로 나타낸 제6 제어 함수가 점화기(245)로부터 거리의 함수로서 제6 실시예 연료 조립체(420) 내의 제어봉 삽입의 양을 포함하는 그래픽 형태로 도시되어 있다. 제6 제어 함수(440)는 이하에 설명되는 바와 같이 모니터링 시스템에 의해 관찰된 변경에 응답하는 레벨에서 중성자 플럭스를 조절한다. 증가된 정상 상태 폭연 파동 연소 전면(270) 전파는 도시되어 있는 바와 같이 연속 함수 유형 분배에 의해 설정된다.

도 21을 참조하면, 일반적으로 도면 부호 450으로 나타내는 예시적인 제7 실시예 핵분열성 원자로 연료 조립체가 도시되어 있다. 예시적인 제7 실시예 연료 조립체(450)는 제7 실시예 연료 조립체(450) 내의 중성자 플럭스 레벨을 조절하기 위해 일반적으로 도면 부호 460으로 나타낸 제7 장전 패턴을 포함한다. 제7 장전 패턴(460)은 점화기(245)에 의한 중성자 점화 후의 사전 결정된 시간 순간(예를 들어, 점화 후에 7.5년)에 도시되어 있다. 연료봉(290)은 미리 연소되어 있다는 것이 주목되어야 한다. 중성자 플럭스 레벨을 조절하는 것은 제7 실시예 연료 조립체(450) 내의 반응도를 관리한다. 현재 더 상세히 개시되어 있는 바와 같이, 제7 장전 패턴(460)은 제7 실시예 연료 조립체(450) 내로 과잉 반응도를 구성하는 폭연 파동 연소 전면(270)을 생성한다. 제7 장전 패턴(460)은 비교적 높은 연소도의 결과로서 연료 조립체 재료에 의해 보여지는 중성자 플루언스를 감소시키면서 연소 전면(370)의 후방에 이 과잉 반응도를 충분히 균형화한다. 연소 전면(270)의 후방에서 제어 반응을 조정하면서 연소 전면(270)의 전방에서 적절하게 제어 단계 함수를 배치하는 것은 미리 연소된 봉(290)을 통해 파동 전파를 생성하는 연소 전면(270) 전파의 방향을 반전시키도록 수행될 수 있다. 제어봉(192/194)은 연소 전면(270)의 후방에 이제 배열된 연료봉(280)의 제1 그룹 내로 중성자 흡수제를 삽입하여, 이에 의해 연소 전면(270)의 유효 크기를 변경한다.

도 22를 참조하면, 제7 장전 패턴(460)에 대응하는 일반적으로 도면 부호 470으로 나타내는 제7 제어 함수가 점화기(245)로부터의 거리의 함수로서 제7 실시예 연료 조립체(450) 내의 제어봉 삽입의 양을 포함하는 그래픽 형태로 도시되어 있다. 제7 제어 함수(470)는 이하에 설명되는 바와 같이, 모니터링 시스템에 의해 관찰된 변화에 응답하는 레벨에서 중성자 플럭스를 조절한다. 증가된 정상 상태 폭연 파동 연소 전면(270) 전파는 도시되어 있는 바와 같이 단계 함수형 분배에 의해 설정된다.

연소 전면(270)은 모니터링 시스템에 의해 모니터링되는 선택된 전파 파라미터에 따라 원하는 바와 같이 지향될 수 있다는 것이 상기 교시로부터 이해될 수 있다. 예를 들어, 전파 파라미터는 연소 전면(270)의 전파 방향 또는 배향, 연소 전면(270)의 전파 속도, 열 발생 밀도, 연소 전면(270)이 전파되는 연소 영역의 단면 치수[연소 전면(270)의 전파축에 대한 연소 영역의 축방향 또는 측방향 치수와 같은]와 같은 전력 수요 파라미터 등을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 전파 파라미터는 가능한 고장난 또는 오작동하는 제어 요소(예를 들어, 중성자 수정 구조체 또는 서모스탯), 고장난 또는 오작동하는 연료봉 등을 회피하기 위해, 연소 전면(270)의 공간적 또는 시간적 위치, 프로파일 및 분포를 제어하기 위해 선택될 수 있다. 고장난 또는 오작동하는 연료봉은 냉각제 채널 유동 차단에 의해 발생되는 팽윤하는 또는 클래딩 고온 스폿에 기인할 수 있다. 다른 예로서, 임의의 파열된 파괴된 연료봉이 제조 중에 연료봉 내에 배치된 트레이서 동위 원소를 검출함으로써 제공된 피드백에 의해 검출될 수 있다. 다른 예로서, 전파 파라미터는 가스 모니터에 의해 악티니드(actinide)를 모니터링하거나 감지하는 것에 기초하여 또는 감마 방사능 검출기 또는 "가이거 카운터(Geiger Counter)"에 의해 감마 방사능을 감지함으로써 선택될 수 있다. 다른 예로서, 전파 파라미터는 중성자 플럭스에 응답하여 "쿠폰"으로부터 데이터를 모니터링하는 것에 기초하여 선택될 수 있다. 또 다른 예로서, 전파 파라미터는 열전쌍을 경유하여 국부 온도 및 중성자 검출기를 경유하여 플럭스의 측정에 기초하여 선택될 수 있다.

도 23을 참조하면, 그래프는 폭연 파동 연소 전면 속도 및 연소도 퍼센트 대 파동 제어 함수의 정도 사이의 선형 관계를 도시하고 있다. 중성자 시뮬레이션을 통해 결정되는 바와 같이, 그래프 상의 위치 "A"는 연소 전면(270)의 제어의 계단 함수 유형에 대응하고, 그래프 상의 위치 "B"는 연소 전면(270)의 분배형 제어봉 장치에 대응한다. 위치 "A"는 도 9 및 도 10에 도시되어 있는 것과 유사한 구성에 대응하고, 반면 위치 "B"는 도 13 및 도 14에 도시되어 있는 것과 유사한 구성에 대응한다. 그래프 상의 위치 "C"는 도 9 및 도 10에 도시되어 있는 바와 같은 단계 함수의 것과 도 13 및 도 14에 도시되어 있는 연속 함수의 것 사이에 흡수제가 분배되어 있는 제어 구성에 대응하는데, 즉 흡수제는 단계 함수 경우에서만큼은 아니지만 분배형 경우에서 더 많이 연소 전면의 후방에 분포된다. 도 23은 MCNPX-CINDER 컴퓨터 소프트웨어 코드를 사용하여 얻어진 중성자 결과에 관련된다. 이와 관련하여, 도 23은 흡수제가 사용되는 경우에, 파동의 후방에 단계 함수로서 원자로 내에 흡수제를 배치하는 것은 최고 파동 속도 및 최저 연소도를 제공한다. 이 구성으로부터의 편차(파동 전체에 걸쳐 흡수제를 분배함)는 파동을 저속화하고 마지막으로 흡수제가 파동의 전방에 배치되면 파동의 속도가 정지되어야 한다.

도 23a를 참조하면, 일반적으로 도면 부호 475로 나타내는 중성자 플럭스의 예시적인 공간 분포를 도시하고 있는 그래프가 도시되어 있다. 공간 분포(475)는 예시적인 제어 함수에 따른 연소 전면을 표현한다.

도 23b를 참조하면, 일반적으로 도면 부호 477로 나타내는 공간 프로파일 또는 제어 함수를 도시하고 있는 그래프가 도시되어 있다. 제어 함수(477)는 도 23에 도시되어 있는 공간 분포(475)에 대응한다. 도 23b는 제어봉 삽입의 퍼센트 대 점화기(245)로부터의 거리를 플롯팅한다.

도 23c를 참조하면, 일반적으로 도면 부호 479로 나타내는 중성자 플럭스의 예시적인 공간 분포를 도시하고 있는 그래프가 도시되어 있다. 이와 관련하여, 그래프는 중성자 플럭스 대 점화기(245)로부터의 거리로서 공간 분포(479)를 플롯팅한다. 공간 분포(479)는 예시적인 제어 함수에 따른 연소 전면을 표현한다.

도 23d를 참조하면, 일반적으로 도면 부호 481로 나타내는 공간 프로파일 또는 제어 함수를 도시하고 있는 그래프가 도시되어 있다. 제어 함수(481)는 도 23c에 도시되어 있는 공간 분포(479)에 대응한다. 이 그래프는 제어봉 삽입의 퍼센트 대 점화기(245)로부터의 거리를 플롯팅한다.

도 23e를 참조하면, 일반적으로 도면 부호 483으로 나타내는 중성자 플럭스의 예시적인 공간 분포를 도시하고 있는 그래프가 도시되어 있다. 이와 관련하여, 그래프는 중성자 플럭스 대 점화기(245)로부터의 거리로서 공간 분포(483)를 플롯팅한다. 공간 분포(483)는 연소 전면을 표현한다.

도 23f를 참조하면, 도 23e에 도시되어 있는 공간 분포(483)에 대응하는 일반적으로 도면 부호 485로 나타내는 공간 프로파일 또는 제어 함수를 도시하고 있는 그래프가 도시되어 있다. 공간 프로파일(485)은 가장 가파른 부분(487)을 갖는다. 이 그래프는 제어봉 삽입의 퍼센트 대 점화기(245)로부터 거리를 플롯팅한다.

사전 결정된 연소도 값 이하의 연소도 값이 성취 가능하다는 것이 상기 개시 내용으로부터 이해될 수 있다. 이와 관련하여, 중성자 흡수제, 반사제 및/또는 이미터의 양은 연소 전면(270)에 대한 복수의 위치에서 제어될 수 있어, 중성자 흡수의 대부분은 사전 결정된 연소도 값 이하의 연소도 값을 얻기 위해 연소 전면(270)의 후방의 위치에서 발생하게 된다. 예를 들어, 중성자 이미터는 사전 결정된 연소도 값 이하의 원하는 연소도 값을 성취하기 위해 연소 전면(270)의 후방의 제1 위치로부터 연소 전면(270)의 전방의 제2 위치로 이동될 수 있다.

게다가, 하나 이상의 구조 재료에 대한 방사능 손상은 또한 일반적인 연료 조립체(30) 및 예시적인 실시예 연료 조립체(250/300/330/360/390/420/450) 내의 연소도를 제어하는 것에 응답하여 제어될 수 있다는 것이 상기 개시 내용으로부터 이해될 수 있다. 이와 관련하여, 이러한 방사능 손상을 제어하는 것은 사전 결정된 방사능 손상값 이하에서 DPA와 같은 원하는 방사능 손상값을 성취하는 것을 수반할 수 있다. 사전 결정된 방사능 손상값 이하의 방사능 손상을 성취하는 것은 연소 전면(270)의 후방의 제1 위치로부터 연소 전면(270)의 후방의 제2 위치로 중성자 이미터를 이동시키는 것을 포함할 수 있다. 대안적으로, 중성자 이미터는 잠재적인 방사능 손상을 제어하기 위해 연소 전면(270)의 후방의 제1 위치로부터 연소 전면(270)의 전방의 제2 위치로 이동될 수 있다. 다른 대안으로서, 중성자 흡수제의 양은 잠재적인 방사능 손상을 제어하기 위해 연소 전면(270)의 후방의 위치에서 제어봉(192/194)에 의해 제어될 수 있다. 이와 관련하여, 중성자 흡수제에 기인하는 중성자 흡수의 대부분은 연소 전면(270)의 후방의 위치에서 발생할 수 있다. 게다가, 사전 결정된 방사능 손상값 이하의 원하는 방사능 손상값을 성취하는 것은 연소 전면(270)의 후방의 위치에서 중성자 반사제의 양을 제어함으로써 얻어질 수 있다. 이와 관련하여, 중성자 반사제에 기인하는 중성자 반사의 대부분은 연소 전면(270)의 후방의 위치에서 발생할 수 있다.

중성자 플럭스는 연소 전면(270)에 대한 위치에서 선택적으로 조절될 수 있는 것이 상기 개시 내용으로부터 또한 이해될 수 있다. 이와 관련하여, 중성자 플럭스는 연소 전면(270)의 후방의 위치에서 조절될 수 있다. 이 경우에, 조절의 대부분은 연소 전면(270)의 후방의 복수의 위치에서 발생한다. 게다가, 연소 전면(270)에 의해 방출된 중성자 플럭스를 선택적으로 조절하는 것은 연소 전면(270)에 의해 방출된 중성자 플럭스의 부분을 선택적으로 흡수하는 것을 수반할 수 있다. 달리 말하면, 중성자 흡수제의 양은 연소 전면(270)에 대한 위치에서 제어된다. 더 일반적으로, 중성자 상호 작용 재료의 양[예를 들어, 제어봉(192/194)의 삽입]은 연소 전면(270)에 대한 위치에서 제어될 수 있다. 일 실시예에서, 연소 전면(270)에 대한 위치에서 중성자 상호 작용 재료의 양을 제어하는 것은 연소 전면(270)에 대한 위치에서 중성자 이미터의 양을 제어하는 것을 포함한다. 중성자 이미터는 핵분열성 원소, 핵원료성 원소 및/또는 핵분열성 원소로 베타 붕괴를 경험하는 것이 가능한 원소일 수 있다. 다른 한편으로는, 연소 전면(270)에 대한 위치에서 중성자 상호 작용 재료의 양을 제어하는 것은 연소 전면(270)에 대한 위치에서 중성자 반사제의 양을 제어하는 것을 포함할 수 있다.

게다가, 중성자 플럭스를 선택적으로 조절하는 것은 공간 프로파일에 의해 지배될 수 있다는 것이 상기 개시 내용으로부터 이해될 수 있다. 공간 프로파일은 연소 전면(270)에 대해 대칭적이거나 비대칭적일 수 있다. 공간 프로파일은 가장 가파른 부분을 갖는 기울기를 가질 수 있고, 가장 가파른 부분은 적합하게는 연소 전면(270)의 후방의 위치에서 발생한다.

연소 전면(270)에 의해 방출된 선택적으로 조절하는 중성자 플럭스는 연소 전면(270)과 관련된 연소 파라미터를 검출하고 연소 파라미터를 검출하는 것에 적어도 부분적으로 응답하여 중성자 플럭스를 선택적으로 조절하는 것을 포함할 수 있다는 것이 상기 개시 내용으로부터 더 이해될 수 있다. 연소 파라미터를 검출하는 것은 연소 전면(270)에 근접하는 적어도 하나의 위치에서 DPA와 같은 재료 방사능 손상을 모니터링하는 것과, 연소 전면(270)에 근접하는 적어도 하나의 위치에서 연소도를 모니터링하는 것과, 연소도 속도를 모니터링하는 것과, 연소 전면 폭을 모니터링하는 것과, 연소 전면(270)에 근접하는 적어도 하나의 위치에서 중성자 플럭스와 관련된 하나 이상의 특징을 모니터링하는 것과, 연소 전면(270)에 근접하는 적어도 하나의 위치에서 핵 방사능을 모니터링하는 것과, 그리고/또는 연소 전면(270)에 열적으로 근접하는 적어도 하나의 위치에서 온도를 모니터링하는 것을 포함할 수 있다. 더욱이, 연소 파라미터를 검출하는 것에 적어도 부분적으로 응답하여 중성자 플럭스를 선택적으로 조절하는 것은 연소 파라미터를 검출하는 것에 적어도 부분적으로 응답하여 중성자 플럭스를 선택적으로 조절하고, 피드백 제어 프로세스에 적어도 부분적으로 응답하여 그리고/또는 연소 파라미터에 관련된 복수의 파라미터를 갖는 컴퓨터 기반 알고리즘에 적어도 부분적으로 응답하여 연소 파라미터를 검출하는 것을 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 컴퓨터 기반 알고리즘의 파라미터 중 하나 이상은 연소 파라미터를 검출하는 것에 응답하여 수정될 수 있다.

예시적인 방법

진행파 핵분열성 원자로 및 연료 조립체 내의 연소도를 제어하기 위한 예시적인 실시예와 관련된 예시적인 방법이 이제 설명될 것이다.

도 24 내지 도 65를 참조하면, 중성자 플럭스를 방출하는 것이 가능한 진행파 핵분열성 원자로 및 연료 조립체 내의 연소도를 제어하기 위한 예시적인 방법이 제공된다.

이제, 도 24를 참조하면, 중성자 플럭스를 방출하는 것이 가능한 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도를 제어하기 위한 예시적인 방법(490)이 블록 500에서 시작한다. 블록 510에서, 방법은 진행파 핵분열성 원자로에 의해 방출된 중성자 플럭스를 조절하는 것을 포함하고, 중성자 플럭스는 연소 전면을 형성한다. 방법(490)은 블록 520에서 정지한다.

도 25를 참조하면, 중성자 플럭스를 방출하는 것이 가능한 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도를 제어하기 위한 예시적인 방법(530)이 블록 540에서 시작한다. 블록 550에서, 방법은 진행파 핵분열성 원자로에 의해 방출된 중성자 플럭스를 조절하는 것을 포함하고, 중성자 플럭스는 연소 전면을 형성한다. 방법(530)은 블록 560에서 정지한다.

도 26을 참조하면, 중성자 플럭스를 방출하는 것이 가능한 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도를 제어하기 위한 예시적인 방법(570)이 블록 580에서 시작한다. 블록 590에서, 방법은 진행파 핵분열성 원자로에 의해 방출된 중성자 플럭스를 조절하는 것을 포함하고, 중성자 플럭스는 연소 전면을 형성한다. 블록 600에서, 사전 결정된 연소도 값이 성취된다. 방법(570)은 블록 610에서 정지한다.

도 27을 참조하면, 중성자 플럭스를 방출하는 것이 가능한 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도를 제어하기 위한 예시적인 방법(620)이 블록 630에서 시작한다. 블록 640에서, 방법은 진행파 핵분열성 원자로에 의해 방출된 중성자 플럭스를 조절하는 것을 포함하고, 중성자 플럭스는 연소 전면을 형성한다. 블록 650에서, 사전 결정된 연소도 값 이하의 원하는 연소도 값이 성취된다. 방법(620)은 블록 660에서 정지한다.

도 28을 참조하면, 중성자 플럭스를 방출하는 것이 가능한 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도를 제어하기 위한 예시적인 방법(670)이 블록 680에서 시작한다. 블록 690에서, 방법은 진행파 핵분열성 원자로에 의해 방출된 중성자 플럭스를 조절하는 것을 포함하고, 중성자 플럭스는 연소 전면을 형성한다. 블록 700에서, 방법은 사전 결정된 연소도 값 이하에서 연소도를 성취하는 것을 포함한다. 블록 710에서, 중성자 흡수의 양은 연소 전면의 후방의 위치에서 제어된다. 방법(670)은 블록 720에서 정지한다.

도 29를 참조하면, 중성자 플럭스를 방출하는 것이 가능한 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도를 제어하기 위한 예시적인 방법(790)이 블록 800에서 시작한다. 블록 810에서, 방법은 진행파 핵분열성 원자로에 의해 방출된 중성자 플럭스를 조절하는 것을 포함하고, 중성자 플럭스는 연소 전면을 형성한다. 블록 820에서, 연소도 값은 사전 결정된 연소도 값 이하에서 성취된다. 블록 830에서, 중성자 흡수를 성취하는 중성자 흡수제의 양은 연소 전면에 대한 복수의 위치에서 제어되고, 중성자 흡수제에 기인하는 중성자 흡수의 대부분은 연소 전면의 후방의 복수의 위치에 있다. 방법은 블록 840에서 정지한다.

도 30을 참조하면, 중성자 플럭스를 방출하는 것이 가능한 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도를 제어하기 위한 예시적인 방법(850)이 블록 860에서 시작한다. 블록 870에서, 방법은 진행파 핵분열성 원자로에 의해 방출된 중성자 플럭스를 조절하는 것을 포함하고, 중성자 플럭스는 연소 전면을 형성한다. 블록 880에서, 연소도 값은 사전 결정된 연소도 값 이하에서 성취된다. 블록 890에서, 중성자 반사제의 양은 연소 전면의 후방의 위치에서 제어된다. 방법은 블록 900에서 정지한다.

도 31을 참조하면, 중성자 플럭스를 방출하는 것이 가능한 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도를 제어하기 위한 예시적인 방법(910)이 블록 920에서 시작한다. 블록 930에서, 방법은 진행파 핵분열성 원자로에 의해 방출된 중성자 플럭스를 조절하는 것을 포함하고, 중성자 플럭스는 연소 전면을 형성한다. 블록 940에서, 연소도 값은 사전 결정된 연소도 값 이하에서 성취된다. 블록 950에서, 중성자 반사를 성취하는 중성자 반사제의 양이 연소 전면에 대한 하나 이상의 위치에서 제어되고, 중성자 반사제에 기인하는 중성자 반사의 대부분은 연소 전면의 후방의 복수의 위치에 있다. 방법은 블록 960에서 정지한다.

도 32를 참조하면, 중성자 플럭스를 방출하는 것이 가능한 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도를 제어하기 위한 예시적인 방법(970)이 블록 980에서 시작한다. 블록 990에서, 방법은 진행파 핵분열성 원자로에 의해 방출된 중성자 플럭스를 조절하는 것을 포함하고, 중성자 플럭스는 연소 전면을 형성한다. 블록 1000에서, 연소도 값은 사전 결정된 연소도 값 이하에서 성취된다. 블록 1010에서, 중성자 이미터는 연소 전면의 후방의 제1 위치로부터 연소 전면의 후방의 제2 위치로 이동된다. 방법은 블록 1020에서 정지한다.

도 33을 참조하면, 중성자 플럭스를 방출하는 것이 가능한 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도를 제어하기 위한 예시적인 방법(1030)이 블록 1040에서 시작한다. 블록 1050에서, 방법은 진행파 핵분열성 원자로에 의해 방출된 중성자 플럭스를 조절하는 것을 포함하고, 중성자 플럭스는 연소 전면을 형성한다. 블록 1060에서, 연소도 값은 사전 결정된 연소도 값 이하에서 성취된다. 블록 1070에서, 중성자 이미터는 연소 전면의 후방의 제1 위치로부터 연소 전면에 근접한 제2 위치로 이동된다. 방법은 블록 1080에서 정지한다.

도 34를 참조하면, 중성자 플럭스를 방출하는 것이 가능한 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도를 제어하기 위한 예시적인 방법(1090)이 블록 1100에서 시작한다. 블록 1110에서, 방법은 진행파 핵분열성 원자로에 의해 방출된 중성자 플럭스를 조절하는 것을 포함하고, 중성자 플럭스는 연소 전면을 형성한다. 블록 1120에서, 연소도 값은 사전 결정된 연소도 값 이하에서 성취된다. 블록 1130에서, 중성자 이미터는 연소 전면의 후방의 제1 위치로부터 연소 전면의 전방의 제2 위치로 이동된다. 방법은 블록 1140에서 정지한다.

도 35를 참조하면, 중성자 플럭스를 방출하는 것이 가능한 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도를 제어하기 위한 예시적인 방법(1150)이 블록 1160에서 시작한다. 블록 1170에서, 방법은 진행파 핵분열성 원자로에 의해 방출된 중성자 플럭스를 조절하는 것을 포함하고, 중성자 플럭스는 연소 전면을 형성한다. 블록 1180에서, 하나 이상의 구조 재료에 대한 방사능 손상이 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도 값을 제어하는 것에 응답하여 제어된다. 방법은 블록 1190에서 정지한다.

도 36을 참조하면, 중성자 플럭스를 방출하는 것이 가능한 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도를 제어하기 위한 예시적인 방법(1200)이 블록 1210에서 시작한다. 블록 1220에서, 방법은 진행파 핵분열성 원자로에 의해 방출된 중성자 플럭스를 조절하는 것을 포함하고, 중성자 플럭스는 연소 전면을 형성한다. 블록 1230에서, 하나 이상의 구조 재료에 대한 방사능 손상이 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도 값을 제어하는 것에 응답하여 제어된다. 블록 1240에서, 방사능 손상값이 성취된다. 방법은 블록 1250에서 정지한다.

도 37을 참조하면, 중성자 플럭스를 방출하는 것이 가능한 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도를 제어하기 위한 예시적인 방법(1260)이 블록 1270에서 시작한다. 블록 1280에서, 방법은 진행파 핵분열성 원자로에 의해 방출된 중성자 플럭스를 조절하는 것을 포함하고, 중성자 플럭스는 연소 전면을 형성한다. 블록 1290에서, 하나 이상의 구조 재료에 대한 방사능 손상이 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도 값을 제어하는 것에 응답하여 제어된다. 블록 1300에서, 방사능 손상값은 사전 결정된 방사능 손상값 이하에서 성취된다. 방법은 블록 1310에서 정지한다.

도 38을 참조하면, 중성자 플럭스를 방출하는 것이 가능한 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도를 제어하기 위한 예시적인 방법(1320)이 블록 1330에서 시작한다. 블록 1340에서, 방법은 진행파 핵분열성 원자로에 의해 방출된 중성자 플럭스를 조절하는 것을 포함하고, 중성자 플럭스는 연소 전면을 형성한다. 블록 1350에서, 하나 이상의 구조 재료에 대한 방사능 손상이 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도 값을 제어하는 것에 응답하여 제어된다. 블록 1360에서, 방사능 손상값은 사전 결정된 방사능 손상값 이하에서 성취된다. 블록 1370에서, 중성자 이미터는 연소 전면의 후방의 제1 위치로부터 연소 전면의 후방의 제2 위치로 이동된다. 방법은 블록 1380에서 정지한다.

도 39를 참조하면, 중성자 플럭스를 방출하는 것이 가능한 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도를 제어하기 위한 예시적인 방법(1390)이 블록 1400에서 시작한다. 블록 1410에서, 방법은 진행파 핵분열성 원자로에 의해 방출된 중성자 플럭스를 조절하는 것을 포함하고, 중성자 플럭스는 연소 전면을 형성한다. 블록 1420에서, 하나 이상의 구조 재료에 대한 방사능 손상이 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도 값을 제어하는 것에 응답하여 제어된다. 블록 1430에서, 방사능 손상값은 사전 결정된 방사능 손상값 이하에서 성취된다. 블록 1440에서, 중성자 이미터가 연소 전면의 후방의 제1 위치로부터 연소 전면에 근접한 제2 위치로 이동된다. 방법은 블록 1450에서 정지한다.

도 40을 참조하면, 중성자 플럭스를 방출하는 것이 가능한 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도를 제어하기 위한 예시적인 방법(1460)이 블록 1470에서 시작한다. 블록 1480에서, 방법은 진행파 핵분열성 원자로에 의해 방출된 중성자 플럭스를 조절하는 것을 포함하고, 중성자 플럭스는 연소 전면을 형성한다. 블록 1490에서, 하나 이상의 구조 재료에 대한 방사능 손상이 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도 값을 제어하는 것에 응답하여 제어된다. 블록 1500에서, 방사능 손상값은 사전 결정된 방사능 손상값 이하에서 성취된다. 블록 1510에서, 중성자 이미터가 연소 전면의 후방의 제1 위치로부터 연소 전면의 전방의 제2 위치로 이동된다. 방법은 블록 1520에서 정지한다.

도 41을 참조하면, 중성자 플럭스를 방출하는 것이 가능한 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도를 제어하기 위한 예시적인 방법(1530)이 블록 1540에서 시작한다. 블록 1550에서, 방법은 진행파 핵분열성 원자로에 의해 방출된 중성자 플럭스를 조절하는 것을 포함하고, 중성자 플럭스는 연소 전면을 형성한다. 블록 1560에서, 하나 이상의 구조 재료에 대한 방사능 손상이 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도 값을 제어하는 것에 응답하여 제어된다. 블록 1570에서, 방사능 손상값은 사전 결정된 방사능 손상값 이하에서 성취된다. 중성자 흡수제의 양이 블록 1580에서 연소 전면의 후방의 위치에서 제어된다. 방법은 블록 1590에서 정지한다.

도 42를 참조하면, 중성자 플럭스를 방출하는 것이 가능한 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도를 제어하기 위한 예시적인 방법(1600)이 블록 1610에서 시작한다. 블록 1620에서, 방법은 진행파 핵분열성 원자로에 의해 방출된 중성자 플럭스를 조절하는 것을 포함하고, 중성자 플럭스는 연소 전면을 형성한다. 블록 1630에서, 하나 이상의 구조 재료에 대한 방사능 손상이 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도 값을 제어하는 것에 응답하여 제어된다. 방사능 손상값은 블록 1640에서 사전 결정된 방사능값 이하에서 성취된다. 블록 1650에서, 중성자 흡수제의 양이 연소 전면에 대한 복수의 위치에서 제어되고, 중성자 흡수제에 기인하는 중성자 흡수의 대부분은 연소 전면의 후방의 복수의 위치에 있다. 방법은 블록 1660에서 정지한다.

도 43을 참조하면, 중성자 플럭스를 방출하는 것이 가능한 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도를 제어하기 위한 예시적인 방법(1670)이 블록 1680에서 시작한다. 블록 1690에서, 방법은 진행파 핵분열성 원자로에 의해 방출된 중성자 플럭스를 조절하는 것을 포함하고, 중성자 플럭스는 연소 전면을 형성한다. 블록 1700에서, 하나 이상의 구조 재료에 대한 방사능 손상이 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도 값을 제어하는 것에 응답하여 제어된다. 방사능 손상값은 블록 1780에서 사전 결정된 방사능값 이하에서 성취된다. 방사능 손상값은 블록 1710에서 사전 결정된 방사능값 이하에서 성취된다. 중성자 반사제의 양은 블록 1720에서 연소 전면의 후방의 위치에서 제어된다. 방법은 블록 1730에서 정지한다.

도 44를 참조하면, 중성자 플럭스를 방출하는 것이 가능한 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도를 제어하기 위한 예시적인 방법(1740)이 블록 1750에서 시작한다. 블록 1760에서, 방법은 진행파 핵분열성 원자로에 의해 방출된 중성자 플럭스를 조절하는 것을 포함하고, 중성자 플럭스는 연소 전면을 형성한다. 블록 1770에서, 하나 이상의 구조 재료에 대한 방사능 손상이 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도 값을 제어하는 것에 응답하여 제어된다. 방사능 손상값은 블록 1780에서 사전 결정된 방사능값 이하에서 성취된다. 블록 1790에서, 중성자 반사를 성취하는 중성자 반사제의 양이 연소 전면에 대한 복수의 위치에서 제어되고, 중성자 반사제에 기인하는 중성자 반사의 대부분은 연소 전면의 후방의 복수의 위치에 있다. 방법은 블록 1800에서 정지한다.

도 45를 참조하면, 중성자 플럭스를 방출하는 것이 가능한 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도를 제어하기 위한 예시적인 방법(1810)이 블록 1820에서 시작한다. 블록 1830에서, 방법은 진행파 핵분열성 원자로에 의해 방출된 중성자 플럭스를 조절하는 것을 포함하고, 중성자 플럭스는 연소 전면을 형성한다. 중성자 플럭스는 블록 1840에서 연소 전면에 대한 위치에서 선택적으로 조절된다. 방법은 블록 1850에서 정지한다.

도 46을 참조하면, 중성자 플럭스를 방출하는 것이 가능한 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도를 제어하기 위한 예시적인 방법(1860)이 블록 1870에서 시작한다. 블록 1880에서, 방법은 진행파 핵분열성 원자로에 의해 방출된 중성자 플럭스를 조절하는 것을 포함하고, 중성자 플럭스는 연소 전면을 형성한다. 중성자 플럭스는 블록 1890에서 연소 전면에 대한 위치에서 선택적으로 조절된다. 블록 1900에서, 중성자 플럭스는 연소 전면의 후방의 위치에서 선택적으로 조절된다. 방법은 블록 1910에서 정지한다.

도 47을 참조하면, 중성자 플럭스를 방출하는 것이 가능한 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도를 제어하기 위한 예시적인 방법(1920)이 블록 1930에서 시작한다. 블록 1940에서, 방법은 진행파 핵분열성 원자로에 의해 방출된 중성자 플럭스를 조절하는 것을 포함하고, 중성자 플럭스는 연소 전면을 형성한다. 중성자 플럭스는 블록 1950에서 연소 전면에 대한 위치에서 선택적으로 조절된다. 블록 1960에서, 중성자 플럭스는 연소 전면에 대한 복수의 위치에서 선택적으로 조절되고, 연소 전면에 대한 복수의 위치에서 조절의 양이 공간적인 프로파일에 의해 지배된다. 방법은 블록 1970에서 정지한다.

도 48을 참조하면, 중성자 플럭스를 방출하는 것이 가능한 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도를 제어하기 위한 예시적인 방법(1980)이 블록 1990에서 시작한다. 블록 2000에서, 방법은 진행파 핵분열성 원자로에 의해 방출된 중성자 플럭스를 조절하는 것을 포함하고, 중성자 플럭스는 연소 전면을 형성한다. 중성자 플럭스는 블록 2010에서 연소 전면에 대한 위치에서 선택적으로 조절된다. 블록 2020에서, 중성자 플럭스가 연소 전면에 대한 복수의 위치에서 선택적으로 조절되어, 중성자 플럭스의 대부분의 조절이 연소 전면의 후방의 복수의 위치에서 발생하게 된다. 방법은 블록 2030에서 정지한다.

도 49를 참조하면, 중성자 플럭스를 방출하는 것이 가능한 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도를 제어하기 위한 예시적인 방법(2040)이 블록 2050에서 시작한다. 블록 2060에서, 방법은 진행파 핵분열성 원자로에 의해 방출된 중성자 플럭스를 조절하는 것을 포함하고, 중성자 플럭스는 연소 전면을 형성한다. 중성자 플럭스는 블록 2070에서 연소 전면에 대한 위치에서 선택적으로 조절된다. 블록 2080에서, 중성자 플럭스의 부분이 연소 전면에 대한 위치에서 선택적으로 흡수된다. 방법은 블록 2090에서 정지한다.

도 50을 참조하면, 중성자 플럭스를 방출하는 것이 가능한 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도를 제어하기 위한 예시적인 방법(2120)이 블록 2110에서 시작한다. 블록 2120에서, 방법은 진행파 핵분열성 원자로에 의해 방출된 중성자 플럭스를 조절하는 것을 포함하고, 중성자 플럭스는 연소 전면을 형성한다. 중성자 플럭스는 블록 2130에서 연소 전면에 대한 위치에서 선택적으로 조절된다. 블록 2140에서, 연소 전면에 대한 위치에서 중성자 흡수제의 양이 제어된다. 방법은 블록 2150에서 정지한다.

도 51을 참조하면, 중성자 플럭스를 방출하는 것이 가능한 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도를 제어하기 위한 예시적인 방법(2160)이 블록 2170에서 시작한다. 블록 2180에서, 방법은 진행파 핵분열성 원자로에 의해 방출된 중성자 플럭스를 조절하는 것을 포함하고, 중성자 플럭스는 연소 전면을 형성한다. 중성자 플럭스는 블록 2190에서 연소 전면에 대한 위치에서 선택적으로 조절된다. 블록 2200에서, 중성자 상호 작용 재료의 양이 연소 전면에 대한 위치에서 제어된다. 방법은 블록 2210에서 정지한다.

도 52를 참조하면, 중성자 플럭스를 방출하는 것이 가능한 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도를 제어하기 위한 예시적인 방법(2220)이 블록 2230에서 시작한다. 블록 2240에서, 방법은 진행파 핵분열성 원자로에 의해 방출된 중성자 플럭스를 조절하는 것을 포함하고, 중성자 플럭스는 연소 전면을 형성한다. 중성자 플럭스는 블록 2250에서 연소 전면에 대한 위치에서 선택적으로 조절된다. 블록 2260에서, 중성자 상호 작용 재료의 양이 연소 전면에 대한 위치에서 제어된다. 블록 2270에서, 중성자 이미터의 양이 연소 전면에 대한 위치에서 제어된다. 방법은 블록 2280에서 정지한다.

도 53을 참조하면, 중성자 플럭스를 방출하는 것이 가능한 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도를 제어하기 위한 예시적인 방법(2290)이 블록 2300에서 시작한다. 블록 2310에서, 방법은 진행파 핵분열성 원자로에 의해 방출된 중성자 플럭스를 조절하는 것을 포함하고, 중성자 플럭스는 연소 전면을 형성한다. 중성자 플럭스는 블록 2320에서 연소 전면에 대한 위치에서 선택적으로 조절된다. 블록 2330에서, 중성자 상호 작용 재료의 양이 연소 전면에 대한 위치에서 제어된다. 블록 2340에서, 중성자 플럭스는 연소 전면에 대한 위치에서 제어된다. 방법은 블록 2350에서 정지한다.

도 54를 참조하면, 중성자 플럭스를 방출하는 것이 가능한 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도를 제어하기 위한 예시적인 방법(2360)이 블록 2370에서 시작한다. 블록 2380에서, 방법은 진행파 핵분열성 원자로에 의해 방출된 중성자 플럭스를 조절하는 것을 포함하고, 중성자 플럭스는 연소 전면을 형성한다. 중성자 플럭스는 블록 2390에서 연소 전면에 대한 위치에서 선택적으로 조절된다. 블록 2400에서, 연소 전면과 관련된 연소 파라미터가 검출된다. 블록 2410에서, 중성자 플럭스는 연소 전면과 관련된 연소 파라미터를 검출하는 것에 적어도 부분적으로 응답하여 선택적으로 조절된다. 방법은 블록 2420에서 정지한다.

도 55를 참조하면, 중성자 플럭스를 방출하는 것이 가능한 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도를 제어하기 위한 예시적인 방법(2430)이 블록 2440에서 시작한다. 블록 2450에서, 방법은 진행파 핵분열성 원자로에 의해 방출된 중성자 플럭스를 조절하는 것을 포함하고, 중성자 플럭스는 연소 전면을 형성한다. 중성자 플럭스는 블록 2460에서 연소 전면에 대한 위치에서 선택적으로 조절된다. 블록 2470에서, 연소 전면과 관련된 연소 파라미터가 검출된다. 블록 2480에서, 연소 전면에 근접한 적어도 하나의 위치에서 재료에 대한 방사능 손상이 모니터링된다. 블록 2490에서, 중성자 플럭스는 연소 전면과 관련된 연소 파라미터를 검출하는 것에 적어도 부분적으로 응답하여 선택적으로 조절된다. 방법은 블록 2500에서 정지한다.

도 56을 참조하면, 중성자 플럭스를 방출하는 것이 가능한 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도를 제어하기 위한 예시적인 방법(2510)이 블록 2520에서 시작한다. 블록 2530에서, 방법은 진행파 핵분열성 원자로에 의해 방출된 중성자 플럭스를 조절하는 것을 포함하고, 중성자 플럭스는 연소 전면을 형성한다. 중성자 플럭스는 블록 2540에서 연소 전면에 대한 위치에서 선택적으로 조절된다. 블록 2550에서, 연소 전면과 관련된 연소 파라미터가 검출된다. 블록 2560에서, 연소도 값이 연소 전면에 근접한 적어도 하나의 위치에서 모니터링된다. 블록 2570에서, 중성자 플럭스는 연소 전면과 관련된 연소 파라미터를 검출하는 것에 적어도 부분적으로 응답하여 선택적으로 조절된다. 방법은 블록 2580에서 정지한다.

도 57을 참조하면, 중성자 플럭스를 방출하는 것이 가능한 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도를 제어하기 위한 예시적인 방법(2590)이 블록 2600에서 시작한다. 블록 2610에서, 방법은 진행파 핵분열성 원자로에 의해 방출된 중성자 플럭스를 조절하는 것을 포함하고, 중성자 플럭스는 연소 전면을 형성한다. 중성자 플럭스는 블록 2620에서 연소 전면에 대한 위치에서 선택적으로 조절된다. 블록 2630에서, 연소 전면과 관련된 연소 파라미터가 검출된다. 블록 2640에서, 연소 속도가 모니터링된다. 블록 2650에서, 중성자 플럭스는 연소 전면과 관련된 연소 파라미터를 검출하는 것에 적어도 부분적으로 응답하여 선택적으로 조절된다. 방법은 블록 2660에서 정지한다.

도 58을 참조하면, 중성자 플럭스를 방출하는 것이 가능한 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도를 제어하기 위한 예시적인 방법(2670)이 블록 2680에서 시작한다. 블록 2690에서, 방법은 진행파 핵분열성 원자로에 의해 방출된 중성자 플럭스를 조절하는 것을 포함하고, 중성자 플럭스는 연소 전면을 형성한다. 중성자 플럭스는 블록 2700에서 연소 전면에 대한 위치에서 선택적으로 조절된다. 블록 2710에서, 연소 전면과 관련된 연소 파라미터가 검출된다. 블록 2720에서, 연소 전면 폭이 모니터링된다. 블록 2730에서, 중성자 플럭스는 연소 전면과 관련된 연소 파라미터를 검출하는 것에 적어도 부분적으로 응답하여 선택적으로 조절된다. 방법은 블록 2740에서 정지한다.

도 59를 참조하면, 중성자 플럭스를 방출하는 것이 가능한 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도를 제어하기 위한 예시적인 방법(2750)이 블록 2760에서 시작한다. 블록 2770에서, 방법은 진행파 핵분열성 원자로에 의해 방출된 중성자 플럭스를 조절하는 것을 포함하고, 중성자 플럭스는 연소 전면을 형성한다. 중성자 플럭스는 블록 2780에서 연소 전면에 대한 위치에서 선택적으로 조절된다. 블록 2790에서, 연소 전면과 관련된 연소 파라미터가 검출된다. 블록 2800에서, 중성자 플럭스와 관련된 하나 이상의 특징이 연소 전면에 근접한 적어도 하나의 위치에서 모니터링된다. 블록 2810에서, 중성자 플럭스는 연소 전면과 관련된 연소 파라미터를 검출하는 것에 적어도 부분적으로 응답하여 선택적으로 조절된다. 방법은 블록 2820에서 정지한다.

도 60을 참조하면, 중성자 플럭스를 방출하는 것이 가능한 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도를 제어하기 위한 예시적인 방법(2830)이 블록 2840에서 시작한다. 블록 2850에서, 방법은 진행파 핵분열성 원자로에 의해 방출된 중성자 플럭스를 조절하는 것을 포함하고, 중성자 플럭스는 연소 전면을 형성한다. 중성자 플럭스는 블록 2860에서 연소 전면에 대한 위치에서 선택적으로 조절된다. 블록 2870에서, 연소 전면과 관련된 연소 파라미터가 검출된다. 블록 2880에서, 핵 방사능이 연소 전면에 근접한 적어도 하나의 위치에서 모니터링된다. 블록 2890에서, 중성자 플럭스는 연소 전면과 관련된 연소 파라미터를 검출하는 것에 적어도 부분적으로 응답하여 선택적으로 조절된다. 방법은 블록 2900에서 정지한다.

도 61을 참조하면, 중성자 플럭스를 방출하는 것이 가능한 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도를 제어하기 위한 예시적인 방법(3000)이 블록 3010에서 시작한다. 블록 3020에서, 방법은 진행파 핵분열성 원자로에 의해 방출된 중성자 플럭스를 조절하는 것을 포함하고, 중성자 플럭스는 연소 전면을 형성한다. 중성자 플럭스는 블록 3030에서 연소 전면에 대한 위치에서 선택적으로 조절된다. 블록 3040에서, 연소 전면과 관련된 연소 파라미터가 검출된다. 블록 3050에서, 온도가 연소 전면에 근접한 적어도 하나의 위치에서 모니터링된다. 블록 3060에서, 중성자 플럭스는 연소 전면과 관련된 연소 파라미터를 검출하는 것에 적어도 부분적으로 응답하여 선택적으로 조절된다. 방법은 블록 3070에서 정지한다.

도 62를 참조하면, 중성자 플럭스를 방출하는 것이 가능한 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도를 제어하기 위한 예시적인 방법(3080)이 블록 3090에서 시작한다. 블록 3100에서, 방법은 진행파 핵분열성 원자로에 의해 방출된 중성자 플럭스를 조절하는 것을 포함하고, 중성자 플럭스는 연소 전면을 형성한다. 중성자 플럭스는 블록 3110에서 연소 전면에 대한 위치에서 선택적으로 조절된다. 블록 3120에서, 연소 전면과 관련된 연소 파라미터가 검출된다. 블록 3130에서, 중성자 플럭스는 연소 전면과 관련된 연소 파라미터를 검출하는 것에 적어도 부분적으로 응답하여 선택적으로 조절된다. 블록 3140에서, 중성자 플럭스는 피드백 제어 프로세스에 응답하여 연소 파라미터를 검출하는 것에 적어도 부분적으로 응답하여 선택적으로 조절된다. 방법은 블록 3150에서 정지한다.

도 63을 참조하면, 중성자 플럭스를 방출하는 것이 가능한 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도를 제어하기 위한 예시적인 방법(3160)이 블록 3170에서 시작한다. 블록 3180에서, 방법은 진행파 핵분열성 원자로에 의해 방출된 중성자 플럭스를 조절하는 것을 포함하고, 중성자 플럭스는 연소 전면을 형성한다. 중성자 플럭스는 블록 3190에서 연소 전면에 대한 위치에서 선택적으로 조절된다. 블록 3200에서, 연소 전면과 관련된 연소 파라미터가 검출된다. 블록 3200에서, 연소 전면과 관련된 연소 파라미터가 검출된다. 블록 3210에서, 중성자 플럭스는 연소 전면과 관련된 연소 파라미터를 검출하는 것에 적어도 부분적으로 응답하여 선택적으로 조절된다. 블록 3220에서, 중성자 플럭스는 컴퓨터 기반 알고리즘에 응답하여 연소 파라미터를 검출하는 것에 적어도 부분적으로 응답하여 선택적으로 조절된다. 방법은 블록 3230에서 정지한다.

도 64를 참조하면, 중성자 플럭스를 방출하는 것이 가능한 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도를 제어하기 위한 예시적인 방법(3240)이 블록 3250에서 시작한다. 블록 3260에서, 방법은 진행파 핵분열성 원자로에 의해 방출된 중성자 플럭스를 조절하는 것을 포함하고, 중성자 플럭스는 연소 전면을 형성한다. 중성자 플럭스는 블록 3270에서 연소 전면에 대한 위치에서 선택적으로 조절된다. 블록 3280에서, 연소 전면과 관련된 연소 파라미터가 검출된다. 블록 3290에서, 중성자 플럭스는 연소 전면과 관련된 연소 파라미터를 검출하는 것에 적어도 부분적으로 응답하여 선택적으로 조절된다. 블록 3300에서, 중성자 플럭스는 컴퓨터 기반 알고리즘에 응답하여 연소 파라미터를 검출하는 것에 적어도 부분적으로 응답하여 선택적으로 조절된다. 블록 3310에서, 컴퓨터 기반 알고리즘의 복수의 파라미터 중 하나 이상이 연소 파라미터를 검출하는 것에 응답하여 수정된다. 방법은 블록 3320에서 정지한다.

도 65를 참조하면, 중성자 플럭스를 방출하는 것이 가능한 진행파 핵분열성 원자로 내의 연소도를 제어하기 위한 예시적인 방법(3330)이 블록 3340에서 시작한다. 블록 3350에서, 방법은 진행파 핵분열성 원자로에 의해 방출된 중성자 플럭스를 조절하는 것을 포함하고, 중성자 플럭스는 연소 전면을 형성한다. 중성자 플럭스는 블록 3360에서 연소 전면에 대한 위치에서 선택적으로 조절된다. 블록 3370에서, 연소 전면과 관련된 연소 파라미터가 검출된다. 블록 3380에서, 복수의 구조 재료 중 하나 이상에 대한 방사능 손상은 중성자 플럭스를 선택적으로 조절하는 것에 응답하여 제어된다. 방법은 블록 3390에서 정지한다.

당 기술 분야의 숙련자는 본 명세서에 설명된 구성 요소(예를 들어, 동작), 장치, 물체 및 이들을 수반하는 설명이 개념적인 명료화를 위해 예로서 사용되고 다양한 구성 수정이 고려된다는 것을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 명세서에 사용될 때, 설명된 특정 예 및 수반하는 설명이 이들의 더 일반적인 클래스를 대표하도록 의도된다. 일반적으로, 임의의 특정 예의 사용은 그 클래스를 대표하도록 의도되고, 특정 구성 요소(예를 들어, 동작), 장치 및 물체의 불포함은 한정으로서 취해지지 않아야 한다.

더욱이, 당 기술 분야의 숙련자들은 상기 특정 예시적인 프로세스 및/또는 장치 및/또는 기술이 본 출원과 함께 출원된 청구범위 및/또는 본 출원의 다른 위치에서와 같이 본 명세서의 다른 장소에 교시된 더 일반적인 프로세스 및/또는 장치 및/또는 기술을 대표한다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

본 명세서에 설명된 본 발명의 요지의 특정 양태가 도시되어 있고 설명되어 있지만, 본 명세서의 교시에 기초하여, 변형 및 수정이 본 명세서에 설명된 요지 및 그 광범위한 양태로부터 벗어나지 않고 이루어질 수 있고, 따라서 첨부된 청구범위는 본 명세서에 설명되어 있는 요지의 진정한 사상 및 범주 내에 있는 것과 같이 모든 이러한 변형 및 수정을 이들의 범주 내에 포함한다는 것이 당 기술 분야의 숙련자들에게 명백할 것이다. 일반적으로, 본 명세서, 특히 첨부된 청구범위(예를 들어, 첨부된 청구범위의 본문)에 사용된 용어는 일반적으로 "개방" 용어로서(예를 들어, 용어 "포함하는"은 "포함하지만 이에 한정되는 것은 아닌"으로서 해석되어야 하고, 용어 "갖는"은 "적어도 갖는"으로서 해석되어야 하고, 용어 "포함한다"는 "포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다"로서 해석되어야 함) 의도된 것이라는 것이 당 기술 분야의 숙련자들에 의해 이해될 수 있을 것이다. 특정 번호의 소개된 청구항 인용이 의도되면, 이러한 의도는 청구항 내에 명시적으로 인용될 수 있고, 이러한 인용의 결여시에 어떠한 이러한 의도도 존재하지 않는다는 것이 당 기술 분야의 숙련자들에 의해 또한 이해될 수 있을 것이다. 예를 들어, 이해의 보조로서, 이하의 첨부된 청구범위는 청구항 인용을 소개하기 위해 소개 구문 "적어도 하나" 및 "하나 이상"의 사용을 포함할 수 있다. 그러나, 이러한 구문의 사용은 동일한 청구항이 소개 구문 "하나 이상" 또는 "적어도 하나" 및 단수 표현의 용어를 포함할 때에도(예를 들어, 단수 표현의 용어는 통상적으로 "적어도 하나" 또는 "하나 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 함), 단수 표현의 용어가 단지 하나의 이러한 인용을 포함하는 청구항에 이러한 소개된 청구항 인용을 포함하는 임의의 특정 청구항을 한정하는 것을 암시하도록 해석되어서는 안되고, 동일한 것이 청구항 인용을 소개하는데 사용된 단수 표현의 용어의 사용에 대해서도 해당한다. 게다가, 특정 번호의 소개된 청구항 인용이 명시적으로 인용되는 경우에도, 당 기술 분야의 숙련자들은 이러한 인용이 통상적으로 적어도 인용된 번호를 의도하는 것으로 해석된다는 것을 인식할 수 있을 것이다(예를 들어, 다른 수식어구가 없는 "2개의 인용"의 유일한 인용은 통상적으로 적어도 2개의 인용 또는 2개 이상의 인용을 의미함). 더욱이, "A, B 및 C 등 중 적어도 하나"와 유사한 규약이 사용되는 이들 경우에, 일반적으로 이러한 구성은 당 기술 분야의 숙련자가 규약을 이해할 수 있는 개념에서 의도된다(예를 들어, "A, B 및 C 중 적어도 하나를 갖는 시스템"은 이에 한정되는 것은 아니지만, A만, B만, C만, A 및 B를 함께, A 및 C를 함께, B 및 C를 함께, 및/또는 A, B 및 C를 함께 갖는 시스템을 포함할 수 있음). "A, B 또는 C 등 중 적어도 하나"와 유사한 규약이 사용되는 이들 경우에, 일반적으로 이러한 구성은 당 기술 분야의 숙련자가 규약을 이해할 수 있는 개념에서 의도된다(예를 들어, "A, B 또는 C 중 적어도 하나를 갖는 시스템"은 이에 한정되는 것은 아니지만, A만, B만, C만, A 및 B를 함께, A 및 C를 함께, B 및 C를 함께, 및/또는 A, B 및 C를 함께 갖는 시스템을 포함할 수 있음). 통상적으로 2개 이상의 대안적인 용어를 제시하는 이접적인 단어 및/또는 구문은 상세한 설명, 청구범위 또는 도면에 있던지간에, 문맥상 달리 지시되지 않으면, 용어들 중 하나, 어느 하나의 용어 또는 양 용어를 포함하는 가능성을 고려하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 구문 "A 또는 B"는 통상적으로 "A" 또는 "B" 또는 "A 및 B"의 가능성을 포함하는 것으로 이해될 수 있다.

첨부된 청구범위와 관련하여, 당 기술 분야의 숙련자들은 청구범위에 언급된 동작들이 일반적으로 임의의 순서로 수행될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 다양한 동작 흐름이 순서(들)로 제시되어 있지만, 다양한 동작들은 예시되어 있는 것들과 다른 순서로 수행될 수 있고, 또는 동시에 수행될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 이러한 대안적인 순서화의 예는 문맥상 달리 지시되지 않으면, 중첩, 삽입, 중단, 재순서화, 증분, 준비, 보충, 동시, 반전, 또는 다른 변형 순서화를 포함할 수 있다. 더욱이, "~에 응답성인", "~에 관련된"과 같은 용어 또는 다른 과거 시제 형용사들은 일반적으로 문맥상 달리 지시되지 않으면 이러한 변형을 배제하는 것으로 의도되는 것은 아니다.

따라서, 진행파 핵분열성 원자로, 연료 조립체 및 그 내부의 연소도를 제어하는 방법이 제공된다.

다양한 양태 및 실시예가 본 명세서에 개시되어 있지만, 다른 양태 및 실시예가 당 기술 분야의 숙련자들에게 명백할 것이다. 예를 들어, 핵분열성 원자로 연료 조립체의 각각의 실시예는 열 중성자 원자로, 고속 중성자 원자로, 중성자 증식로 원자로, 고속 중성자 증식로 원자로, 뿐만 아니라 전술된 진행파 원자로 내에 배치될 수 있다. 따라서, 연료 조립체의 각각의 실시예는 다양한 중성자 원자로 디자인에 유리하게 사용되도록 충분히 다용성이다.

더욱이, 본 명세서에 개시된 다양한 양태 및 실시예는 예시를 위한 것이고 한정으로 의도되는 것은 아니고, 진정한 사상 및 범주는 이하의 청구범위에 의해 지시되어 있다.

10: 원자로 장치 20: 원자로
30: 연료 조립체 40: 압력 용기
50: 1차 루프 60: 열 교환기
70: 2차 루프 80a, 80b: 터빈 발전기 세트
90: 응축기 100: 펌프
110: 펌프 150: 연료봉
155: 누설 방지 포위체 160: 핵연료
170: 클래딩 재료 180: 제어봉
192: 제어봉 200: 중성자 흡수제 재료
210: 모터 220: 반사제봉
240: 반사제 재료 245: 점화기