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用于控制 核裂变反应堆中的反应性的装置和方法，以及制造反应性控制装置的方法

阅读：181发布：2021-12-28

专利汇可以提供用于控制核裂变反应堆中的反应性的装置和方法，以及制造反应性控制装置的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且披露了用于控制核裂变反应堆中的反应性的说明性装置、组件、和方法，披露了说明性核裂变反应堆，并且披露了用于制造反应性控制装置的说明性方法。，下面是用于控制核裂变反应堆中的反应性的装置和方法，以及制造反应性控制装置的方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种被动的反应性控制装置，包括：
一个第一储器，其具有第一部分和第二部分，该第一部分和该第二部分被间隔开；
一个第一导管，其插入在该第一储器的该第一部分与该第二部分之间并流体地连接该第一储器的该第一部分与该第二部分；
一个第二储器，其与该第一储器间隔开，该第二储器插入在该第一储器的该第一部分与该第二部分之间，该第二储器被定位在一个核裂变反应堆堆芯的一个选定部分内；
一个第二导管，其插入在该第二部分与该第二储器之间并流体地连接该第二部分与该第二储器；
驱动材料，其布置在该第一导管中以及该第一储器的该第一部分和该第二部分中，该驱动材料的体积响应于一个核裂变反应堆热工作参数的增大和减小而分别热膨胀和收缩；
以及
 中子吸收参数修改材料，其布置在该第二部分和该第二储器中，该中子吸收参数修改材料不同于该驱动材料，该中子吸收参数修改材料的一部分与该驱动材料的一部分在该第二部分中处于物理接触，通过该驱动材料的体积的膨胀，该中子吸收参数修改材料能够被该驱动材料从该第二部分穿过该第二导管驱动到该第二储器，通过该驱动材料的体积的收缩，该中子吸收参数修改材料能够被该驱动材料从该第二储器穿过该第二导管驱动到该第二部分。
2.一种反应性控制装置，包括：
至少一个中子吸收剂构件；以及
以对于该至少一个中子吸收剂构件的固定空间关系布置的至少一个被动的反应性控制装置，该被动的反应性控制装置包括：
一个第一储器，其具有第一部分和第二部分，该第一部分和该第二部分被间隔开；
一个第一导管，其插入在该第一储器的该第一部分与该第二部分之间并流体地连接该第一储器的该第一部分与该第二部分；
一个第二储器，其与该第一储器间隔开，该第二储器插入在该第一储器的该第一部分与该第二部分之间，该第二储器被定位在一个核裂变反应堆堆芯的一个选定部分内；
一个第二导管，其插入在该第二部分与该第二储器之间并流体地连接该第二部分与该第二储器；
驱动材料，其布置在该第一导管中以及该第一储器的该第一部分和该第二部分中，该驱动材料的体积响应于一个核裂变反应堆热工作参数的增大和减小而分别热膨胀和收缩；
以及
不同于该驱动材料的中子吸收参数修改材料，该中子吸收参数修改材料被布置在该第二部分和该第二储器中，该中子吸收参数修改材料的一部分与该驱动材料的一部分在该第二部分中处于物理接触，通过该驱动材料的体积的膨胀，该中子吸收参数修改材料能够被该驱动材料从该第二部分穿过该第二导管驱动到该第二储器，通过该驱动材料的体积的收缩，该中子吸收参数修改材料能够被该驱动材料从该第二储器穿过该第二导管驱动到该第二部分。
3.一种核裂变反应堆装置，包括：
一个反应堆容器；
一个布置在该反应堆容器中的反应堆堆芯，该反应堆堆芯包括至少一个核裂变燃料组件；
至少一个反应性控制装置，包括：
至少一个中子吸收剂构件；以及
以对于该至少一个中子吸收剂构件的固定空间关系布置的至少一个被动的反应性控制装置，该被动的反应性控制装置包括：
一个第一储器，其具有第一部分和第二部分，该第一部分和该第二部分被间隔开；
一个第一导管，其插入在该第一储器的该第一部分与该第二部分之间并流体地连接该第一储器的该第一部分与该第二部分；
一个第二储器，其与该第一储器间隔开，该第二储器插入在该第一储器的该第一部分与该第二部分之间，该第二储器被定位在该反应堆堆芯的一个选定部分内；
一个第二导管，其插入在该第二部分与该第二储器之间并流体地连接该第二部分与该第二储器；
驱动材料，其布置在该第一导管中以及该第一储器的该第一部分和该第二部分中，该驱动材料的体积响应于一个反应堆热工作参数的增大和减小而分别热膨胀和收缩；以及不同于该驱动材料的中子吸收参数修改材料，该中子吸收参数修改材料被布置在该第二部分和该第二储器中，该中子吸收参数修改材料的一部分与该驱动材料的一部分在该第二部分中处于物理接触，通过该驱动材料的体积的膨胀，该中子吸收参数修改材料能够被该驱动材料从该第二部分穿过该第二导管驱动到该第二储器，通过该驱动材料的体积的收缩，该中子吸收参数修改材料能够被该驱动材料从该第二储器穿过该第二导管驱动到该第二部分；以及
一个操作性地连接至该反应堆堆芯的反应堆冷却剂系统。
4.如权利要求1、2和3中任一项所述的装置，进一步包括布置在该第二储器中的多个构件，该多个构件被安排为减轻该第二储器中的自由表面效应。
5.如权利要求2或3所述的装置，其中，该至少一个被动的反应性控制装置进一步包括一个外壳，该至少一个中子吸收剂构件和该至少一个被动的反应性控制装置被布置在该外壳中。
6.如权利要求5所述的装置，其中，该至少一个被动的反应性控制装置进一步包括一个传动机构，该传动机构被操作性地连接至该至少一个中子吸收剂构件。
7.如权利要求1、2和3中任一项所述的装置，其中，该驱动材料包括一种气体。
8.如权利要求7所述的装置，其中，该气体包括至少一种选自He、Xe、Kr、Ar、Ne、Rn、N2、CO2、和NH3的气体。
9.如权利要求1、2和3中任一项所述的装置，其中，该驱动材料包括一种液体。
10.如权利要求9所述的装置，其中，该中子吸收参数修改材料包括一种液体，该液体与该驱动材料是不可混合的。
11.如权利要求1、2和3中任一项所述的装置，其中，该驱动材料包括一种固体。
12.如权利要求11所述的装置，其中，该固体包括至少一种选自铁素体马氏体钢和锆合金的固体。
13.如权利要求1、2和3中任一项所述的装置，其中，该核裂变反应堆热工作参数包括至少一个选自反应堆冷却剂温度、反应堆冷却剂蒸汽温度、和燃料温度的温度。
14.如权利要求1、2和3中任一项所述的装置，其中，该核裂变反应堆热工作参数包括至少一个选自中子通量、β通量、γ通量、和中微子通量的通量。
15.如权利要求1、2和3中任一项所述的装置，其中，由该中子吸收参数修改材料可修改的一个中子吸收参数包括反应堆平均宏观吸收截面。
16.如权利要求1、2和3中任一项所述的装置，其中，该中子吸收参数修改材料包括一种中子吸收剂。
17.如权利要求16所述的装置，其中，该中子吸收剂包括至少一种选自In、Li-6、Eu、Ag、Dy、B、Hf、Gd、Pm、Cd、Sm、其二元组合以及其共熔组合的中子吸收剂。
18.如权利要求16所述的装置，其中，该中子吸收剂包括核裂变燃料材料。
19.如权利要求18所述的装置，其中，该核裂变燃料材料包括至少一种选自溶解在Pb中的U、U-Fe、U-Mn、Pu-Mn、U-Cr、Pu-Cr、Pu-Fe共熔体、和Pu-Mg共熔体的核裂变燃料材料。
20.如权利要求1、2和3中任一项所述的装置，其中，由该中子吸收参数修改材料可修改的一个中子吸收参数包括中子谱。
21.如权利要求20所述的装置，其中，该中子吸收参数修改材料包括一种减速剂。
22.如权利要求21所述的装置，其中，该减速剂包括至少一种选自Li-7、C、SiC、含氢材料、水、氨、丙酮、金属氢化物、金属氘化物、碳在水中的悬浮液、和SiC在水中的悬浮液的减速剂。
23.如权利要求1、2和3中任一项所述的装置，进一步包括分布在该驱动材料中的高Z材料。
24.如权利要求23所述的装置，其中，该高Z材料包括至少一种选自W绒、Ta、Au、Ag、Re、和Os的材料。
25.如权利要求1、2和3中任一项所述的装置，其中：
该驱动材料具有一个第一密度；
该中子吸收参数修改材料具有一个不同于该第一密度的第二密度；并且
该驱动材料与该中子吸收参数修改材料是不可混合的。
26.如权利要求25所述的装置，其中，该第二密度大于该第一密度。
27.如权利要求25所述的装置，其中，该第一密度大于该第二密度。
28.一种通过如权利要求1所述的被动的反应性控制装置来控制核裂变反应堆中的反应性的方法，该方法包括：
操作一个核裂变反应堆，该核裂变反应堆具有至少一个热工作参数；
响应于该至少一个热工作参数改变驱动材料的体积；并且
用该驱动材料驱动中子吸收参数修改材料至该核裂变反应堆的一个堆芯的一个选定部分或从该核裂变反应堆的一个堆芯的一个选定部分驱动该中子吸收参数修改材料，该中子吸收参数修改材料不同于该驱动材料，该中子吸收参数修改材料的一部分与该驱动材料的一部分处于物理接触。
29.如权利要求28所述的方法，进一步包括在该核裂变反应堆的堆芯的选定部分中修改一个中子吸收参数，响应于用该驱动材料驱动该中子吸收参数修改材料至该核裂变反应堆的堆芯的选定部分或从该选定部分驱动该中子吸收参数修改材料。
30.如权利要求28所述的方法，其中，该核裂变反应堆热工作参数包括至少一个选自反应堆冷却剂温度、反应堆冷却剂蒸汽温度、和燃料温度的温度。
31.如权利要求28所述的方法，其中，该核裂变反应堆热工作参数包括至少一个选自中子通量、β通量、γ通量、和中微子通量的通量。
32.如权利要求28所述的方法，其中：
该驱动材料包括分布在其中的高Z材料；并且
响应于该热工作参数改变驱动材料的体积包括响应于该至少一个通量加热分布在该驱动材料中的高Z材料。
33.如权利要求28所述的方法，其中，该中子吸收参数修改材料包括一种减速剂。
34.如权利要求33所述的方法，进一步包括在该堆芯的选定部分中改变中子谱，响应于用该驱动材料驱动该减速剂至该核裂变反应堆的一个堆芯的一个选定部分或从该核裂变反应堆的堆芯的选定部分驱动该减速剂。
35.一种制造被动的反应性控制装置的方法，该方法包括：
制造一个第一储器，其具有第一部分和第二部分，该第一部分和该第二部分被间隔开；
将一个第一导管插入在该第一储器的该第一部分与该第二部分之间并流体地连接该第一储器的该第一部分与该第二部分；
制造与该第一储器间隔开的一个第二储器，该第二储器插入在该第一储器的该第一部分与该第二部分之间，该第二储器被定位在一个核裂变反应堆堆芯的一个选定部分内；
将一个第二导管插入在该第二部分与该第二储器之间并流体地连接该第二部分与该第二储器；
将驱动材料布置在该第一导管中以及该第一储器的该第一部分和该第二部分中，该驱动材料的体积响应于一个核裂变反应堆热工作参数的增大和减小而分别热膨胀和收缩；并且
将中子吸收参数修改材料布置在该第二部分和该第二储器中，该中子吸收参数修改材料不同于该驱动材料，该中子吸收参数修改材料的一部分与该驱动材料的一部分在该第二部分中处于物理接触，通过该驱动材料的体积的膨胀，该中子吸收参数修改材料能够被该驱动材料从该第二部分穿过该第二导管驱动到该第二储器，通过该驱动材料的体积的收缩，该中子吸收参数修改材料能够被该驱动材料从该第二储器穿过该第二导管驱动到该第二部分。
36.如权利要求35所述的方法，进一步包括将多个构件布置在该第二储器中，该多个构件被安排为减轻该第二储器中的自由表面效应。
37.一种制造反应性控制装置的方法，该方法包括：
提供至少一个中子吸收剂构件；并且
以对于该至少一个中子吸收剂构件的固定空间关系布置至少一个如权利要求1所述的被动的反应性控制装置。
38.如权利要求37所述的方法，进一步包括将该至少一个中子吸收剂构件和该至少一个被动的反应性控制装置布置在一个外壳中。
39.如权利要求38所述的方法，进一步包括将一个传动机构操作性地连接至该至少一个中子吸收剂构件上。

说明书全文

用于控制 核裂变反应堆中的反应性的装置和方法，以及制造

反应性控制装置的方法

[0001] 如果在本申请的提交日期之前已提交申请数据页(ADS)，那么该申请数据页通过引用结合在此。根据美国法典第35篇第119条、120条、121条或365条(c)款要求该ADS的优先权的任何申请，以及此类申请的任何和所有上一代申请、上两代申请、上三代申请等也通过引用结合在此，包括这些申请中所作出的任何优先权要求以及通过引用结合的任何材料，直至此类主题不会与此相矛盾。

[0002] 相关申请的交叉引用

[0003] 本申请涉及和/或要求以下所列(一个或多个)申请的(一个或多个)最早可用有效提交日期的权益(“优先权申请”)，如果有的话，以下列出(例如，要求针对除了临时专利申请的最早可用优先权日期，或者根据美国法典第35篇第119条(e)款要求针对临时专利申请、针对该(一个或多个)优先权申请的任何和所有上一代申请、上两代申请、上三代申请等申请的的权益)。另外，本申请涉及“相关申请”，如果有的话，下面列出。

[0004] 优先权申请：

[0005] 出于USPTO法外要求的目的，本申请要求于2011年12月6日提交的发明人为Jesse R.Cheatham，III，Robert A.Corbin，Christopher C.Johns，Brian C.Johnson，Jon D.McWhirter，Robert C.Petroski，K.Michael Steer，James M.Vollmer，Joshua C.Walter的题为“用于控制核裂变反应堆中的反应性的系统(SYSTEMS AND METHODS FOR CONTROLLING REACTIVITY IN A NUCLEAR FISSION REACTOR)”的美国临时专利申请号61/
567,609的优先权的权益，该申请是在本申请的提交日期之前十二个月内提交的，或者该申请是目前共同待决申请的有权享有提交日期的权益的申请。

[0006] 相关申请：

[0007] 无。

[0008] 美国专利局(USPTO)已发布公告，大意是：USPTO的计算机程序要求专利申请人在引用序列号的同时还需要表明一项申请是否为一项上一代申请的继续申请、部分继续申请或分案申请。斯蒂芬G.库宁，先前提交的申请的权益，USPTO官方公报，2003年3月18日。USPTO进一步提供了用于申请数据页的表格，该表格允许自动加载参考文献数据，但要求确定各申请是一项上一代申请的继续申请、部分继续申请还是分案申请。本申请人实体(下文称为“申请人”)已在上面提供对一项或多项申请(从该(一个或多个)申请要求优先权)的特定引用，如以法规所陈述。申请人明白，法规在其特定引用语言方面是明确的，并且对于要求美国专利申请的优先权并不要求序列号抑或任何表征，如“继续”或“部分继续”。尽管有前述内容，申请人明白，USPTO的计算机程序具有一定数据录入要求，并且因此申请人已经提供本申请与如上面和在提交于此申请中的任何ADS中的其(一个或多个)上一代申请之间的关系的(一种或多种)指定，但明确指出，此(一种或多种)指定不应以任何方式解释为对本申请除了其(一个或多个)上一代申请的主题之外是否还包含任何新主题的任何类型的评论和/或承认。

[0009] 如果上面提供的申请列表与通过ADS提供的列表不一致，那么申请人意在要求出现在该ADS的优先权申请部分中的各申请的优先权，并且要求出现在此申请的优先权申请部分中的各申请的优先权。

[0010] 优先权申请和相关申请的所有主题，以及优先权申请和相关申请的任何和所有上一代申请、上二代申请、上三代申请等的所有主题，包括任何优先权要求，均通过引用结合在此，直至此类主题不会与此相矛盾。

[0011] 背景

[0012] 本披露涉及控制核裂变反应堆中的反应性。

[0013] 发明概述

[0014] 披露了用于控制核裂变反应堆中的反应性的说明性装置、组件、和方法，披露了说明性核裂变反应堆，并且披露了用于制造反应性控制装置的说明性方法。

[0015] 以上概述仅是说明性的且并非意图以任何方式进行限制。除上述说明性的方面、实施方案以及特征之外，通过参考附图和以下详细说明，其他的方面、实施方案以及特征也将变得清楚。

[0016] 附图简要说明

[0017] 图1A-1C是被动反应性控制装置的示意性实施例的示意图。

[0018] 图2A是一个被动反应性控制装置的另一个示意性实施例的示意图。

[0019] 图2B是图2A的被动反应性控制装置的透视图。

[0020] 图2C是一个示意性反应性控制装置的分解透视图。

[0021] 图3是一个示意性核裂变反应堆的示意图。

[0022] 图4A是一种控制核裂变反应堆中的反应性的示意性方法的流程图。

[0023] 图4B-4D示出了图4A的流程图的方法的细节。

[0024] 图5A是一种制造被动反应性控制装置的示意性方法的流程图。

[0025] 图5B-5D示出了图5A的流程图的方法的细节。

[0026] 图6A是一种制造反应性控制装置的示意性方法的流程图。

[0027] 图6B-6C示出了图6A的流程图的方法的细节。

[0028] 详细说明

[0029] 在以下详细说明中，对附图进行参考，这些附图构成本文的一部分。除非上下文另外规定，否则在附图中，相似的符号典型地标识相似的组件。

[0030] 在详细说明、附图以及权利要求书中描述的示意性实施方案并非意在具有限制性。在不背离于此所提供的主题的精神或范围的情况下，可以利用其他实施方案，并且可以进行其他改变。

[0031] 本领域普通技术人员将认识到在此所述的组成部分(例如，操作)、装置、物体、和伴随它们的讨论用作为了概念清晰起见的实例，并且考虑到了各种配置修改。因此，如在此使用的，列举了这些具体示例并且所附的讨论旨在是它们的更概括类别的代表。总体上，使用任何具体示例旨在是其类别的代表，并且不包括具体组成部分(例如，操作)、装置、和物体不应被认为是限制性的。

[0032] 为了清晰呈现，本发明使用正式的大纲标题。然而，应理解这些大纲标题是出于呈现目的，并且可能贯穿该申请讨论不同类型的主题(例如，一个或多个装置/一种或多种结构可以在一种或多种方法/多种操作标题下进行描述和/或一种或多种方法/多种操作可以在一种或多种结构/一种或多种方法标题下进行讨论；和/或单一话题的描述可以跨越两个或更多个话题标题)。因此，使用这些正式大纲标题并非意图以任何方式进行限制。

[0033] 概述

[0034] 以概述的方式给出，披露了用于控制核裂变反应堆中的反应性的说明性装置、组件、和方法，披露了说明性核裂变反应堆，并且披露了用于制造一种反应性控制装置的说明性方法。

[0035] 无论如何，所披露的实施例适用于经历热工作参数上的变化，如但不限于至少一个温度和/或至少一个通量的任何核裂变反应堆，如但不限于液态金属冷却反应堆、气体冷却反应堆、水冷却反应堆、快反应堆、和/或热反应堆。响应于一个核裂变反应堆中的热工作参数中的变化，在不同的实施例中，该核裂变反应堆中的反应性可以通过驱动一种中子吸收参数修改材料至该核裂变反应堆的一个堆芯的一个区域或从该核裂变反应堆的一个堆芯的一个区域驱动该中子吸收参数修改材料来控制。例如，并且以说明的方式给出但不限于，在不同实施例中，该中子吸收参数修改材料可以包括：(i)一种中子吸收剂；(ii)一种中子减速剂；和/或(iii)核燃料。

[0036] 在如所希望的一些情况下，这些披露的实施例可以用作控制一个核裂变反应堆中的反应性的主要手段。在其他情况下，如果希望的话，受这些披露的实施例影响的反应性控制可以通过控制杆、反应堆冷却剂中分布的毒物、和/或来自热反馈特征或系统的反应性效应中的任何一项或多项来补充。

[0037] 仍以概述的方式并且参见图1A，在一个说明性实施例中，一个被动的反应性控制装置10包括响应于一个核裂变反应堆热工作参数的驱动材料12、以及不同于驱动材料12的中子吸收参数修改材料14，中子吸收参数修改材料14的一部分与驱动材料12的一部分处于物理接触，中子吸收参数修改材料14可被驱动材料12驱动到一个核裂变反应堆堆芯的一个选定部分并从该选定部分被驱动(未示出)。

[0038] 总体而言，实施例根据以下原则操作。一个核裂变反应堆(未示出)进行操作并且具有至少一个热工作参数。驱动材料12的体积响应于这个热工作参数(或这些热工作参数)而改变。驱动材料12驱动中子吸收参数修改材料12至该核裂变反应堆的堆芯的选定部分或从该核裂变反应堆的堆芯的选定部分驱动该中子吸收参数修改材料。一个中子吸收参数可以在该核裂变反应堆的堆芯的选定部分中被修改，响应于该中子吸收参数修改材料12被驱动至该核裂变反应堆的堆芯的选定部分或从该核裂变反应堆的堆芯的选定部分被驱动。

[0039] 非限制性实施例的细节，以举例和非限制的方式给出，将在以下进行阐述。

[0040] 被动反应性控制装置的非限制性实施例

[0041] 披露了被动反应性控制装置的不同实施例。如以上所讨论的，在如所希望的一些情况下，这些披露的实施例可以用作控制一个核裂变反应堆中的反应性的主要手段。在其他情况下，如果希望的话，受这些披露的实施例影响的反应性控制可以通过控制杆、反应堆冷却剂中分布的毒物、和/或来自热反馈特征或系统的反应性效应中的任何一项或多项来补充。

[0042] 无论如何并且如所希望的，这些披露的实施例中的一些中的任何一个或多个可以无需外部输入而操作，如但不限于电输入或机械输入像来自一个控制系统或一个人类操作者参与的系统的输入，这施加了一种机电功能。然而，应当认识到，在一些其他实施例中，类似的反应性控制功能可以通过任何合适的系统、装置、器件、或方法的相互作用来实现，如但不限于通过供应或控制在这些装置内的材料如流体的体积或压力或者通过改变这些装置的配置如外壳体积、在该堆芯内的位置、或在一个或多个该装置内一个或多个外壳相对于彼此的位置。

[0043] 非限制性细节将以举例和非限制的方式在以下进行阐述。

[0044] 仍参见图1A并且以非限制性实例的方式给出，在一个非限制性实施例中，被动反应性控制装置10包括响应于一个核裂变反应堆热工作参数的驱动材料12。被动反应性控制装置10还包括不同于驱动材料12的中子吸收参数修改材料14。中子吸收参数修改材料14的一部分与驱动材料12的一部分处于物理接触，并且中子吸收参数修改材料14可被驱动材料12驱动到一个核裂变反应堆堆芯的一个选定部分并从该选定部分被驱动(未示出)。

[0045] 在一些实施例中，驱动材料12和中子吸收参数修改材料14的一部分被布置在一个储器16中。中子吸收参数修改材料14的另一部分被布置在一个储器18中。储器16和储器18通过一个导管20连接，该导管还包含中子吸收参数修改材料14的一部分。储器18合适地位于接近一个核裂变反应堆堆芯的一个选定部分(未示出)，如该核裂变反应堆堆芯的一个活性区域。

[0046] 将认识到在一些实施例中，这些装置可以包括多种驱动材料12、多种中子吸收参数修改材料14、多个储器16、和/或多个储器18，如对于一个具体应用所希望的。将认识到这种或这些驱动材料12、这种或这些中子吸收参数修改材料14、这个或这些储器16、和/或这个或这些储器18可以具有相对于核裂变反应堆的堆芯的一个活性区或区域的不同位置，使得实现所希望的反应性效应。

[0047] 在该装置内的中子吸收参数修改材料14的移动可以经由驱动材料12的膨胀来进行。在一些实施例中，容纳驱动材料12的储器16或容纳中子吸收参数修改材料14的储器18的体积可以改变，如通过热膨胀材料或具有不同热膨胀系数的不同材料的选择和/或配置。以非限制性实例的方式给出，储器16可以由于温度变化而从它的原始体积变形，从而迫使驱动材料12进入或离开储器16。可以对于储器18配置类似的系统。可以对于储器16和储器
18选择材料，以使得储器16和储器18对于一个给定的温度变化在不同的速率下膨胀。可以利用膨胀上的差异变化以改变储器16、或储器18、或储器16和储器18两者中的驱动材料12或中子吸收参数修改材料14的量。

[0048] 材料，包括驱动材料12和中子吸收参数修改材料14，可以如对于一个具体应用所希望的进行选择并且可能部分取决于以下因素，如但不限于核裂变反应堆的类型和/或在一个具体核裂变反应堆内的位置。例如并且以说明和非限制的方式给出并的，用于轻水反应堆(LWR)中的装置可以由典型地用于LWR中的合金，如锆基合金构成。作为以说明并且非限制的方式给出的一个另外的实例，用于高温反应堆(如气体冷却反应堆)中的装置可以由陶瓷材料如金属氧化物、碳化物、或氮化物，或耐火材料和合金如铼、钽、或其合金构成。

[0049] 在一些实施例中，驱动材料12可以包括一种气体。该气体可以合适地是一种惰性(或相对惰性的)气体，如但不限于N2或CO2(或它们的组合)。该气体令人希望地可以是一种稀有气体，如但不限于He、Xe、Kr、Ar、Ne、或Rn(或它们的组合)。在其中中子吸收参数修改材料14是一种液体的实施例中，该驱动材料可以是该液体的蒸汽。例如并且以说明和非限制的方式给出的，在其中中子吸收参数修改材料14是液体NH3的实施例中，该驱动材料可以是NH3蒸汽

[0050] 在一些实施例中，驱动材料12可以包括一种液体。另外参见图1B，在一个被动反应性控制装置10A中，驱动材料12包括一种液体。在此类实施例中，中子吸收参数修改材料14包括一种液体，该液体与驱动材料12是不可混合的。在此类实施例中，驱动材料12和中子吸收参数修改材料14具有不同的密度。在一些情况下，驱动材料12可以具有高于中子吸收参数修改材料14的密度，并且在一些其他情况下，驱动材料12可以具有低于中子吸收参数修改材料14的密度。

[0051] 驱动材料12和中子吸收参数修改材料14的一部分被布置在一个储器16A中，并且储器16A和储器18通过一个导管20A连接，该导管还包含中子吸收参数修改材料14的一部分。装置10A的所有其他细节类似于装置10(图1A)的那些并且不需要进行重复。

[0052] 将认识到可以如对于一个具体应用所希望的为驱动材料12和中子吸收参数修改材料14选择任何不可混合的液体。用于在一个LWR中部署的一个装置10A中的中子吸收参数修改材料14的液体可以合适地是一种低熔点液态金属、或一种水性或有机溶液，如含硼水。还可能有助于确定用作驱动材料12和中子吸收参数修改材料14的不可混合液体的另外的因素还可以包括温度和/或压力约束、为驱动材料12选择的液体的中子惰性特性、在为驱动材料12和中子吸收参数修改材料14选择的液体之间的化学反应性、和中子吸收参数修改材料14修改中子吸收参数的能力。在此背景下，如对于一个具体应用所希望的可以选择不可混合液体如水性溶液、油、有机溶液、和液态金属。

[0053] 在一些实施例中并且现在参见图1A和1C，驱动材料12可以包括一种固体。在一些实施例(如图1A中所示的)中，固体驱动材料12和中子吸收参数修改材料14的一部分被布置在储器16中。在这些实施例的一些中，固体驱动材料12的热膨胀或收缩可以直接驱动中子吸收参数修改材料14。在这些实施例的一些中，固体驱动材料12的热膨胀或收缩可以改变储器16的几何形状，从而驱动中子吸收参数修改材料14。所有其他细节已经在以上进行描述并且不需要进行重复。

[0054] 在一些其他实施例(如图1C中所示的)，在一个被动反应性控制装置10B中，不需要在一个储器中提供(但可以在一个储器中提供，如果希望的话)固体驱动材料12。中子吸收参数修改材料14的一部分与固体驱动材料12的一部分处于物理接触，如在一个导管20B中。在这些实施例的一些中，固体驱动材料12的热膨胀或收缩可以直接驱动中子吸收参数修改材料14。装置10B的所有其他细节类似于装置10(图1A)的那些并且不需要进行重复。

[0055] 在其中驱动材料12是一种固体的实施例中，可以如对于一个具体应用所希望的对该固体进行选择。例如，适合性标准可以包括热膨胀特性、中子惰性、腐蚀特性、化学惰性、对辐射损伤的敏感性等等。以非限制性实例的方式给出，合适的固体可以包括一种铁氧体马氏体钢(如HT9和D9)和/或一种锆合金。

[0056] 现在参见图1A、1B、和1C，该核裂变反应堆热工作参数可以一个或多个温度如反应堆冷却剂温度、反应堆冷却剂蒸汽温度、和/或燃料温度。来自这些装置的热能被传导到驱动材料12中，从而导致驱动材料12的热膨胀或收缩。此外，物理温度的间接度量、以及相应地该核裂变反应堆热工作参数包括中子通量、β通量、γ通量和中性微子通量。这些通量参数与一个反应堆堆芯(未示出)中的物理材料的温度或可以指示一个变化的热参数的这些通量参数中的变化成比例。

[0057] 将认识到由中子吸收参数修改材料14可修改的一个中子吸收参数包括反应堆平均宏观吸收截面。如已知的，宏观吸收截面对于一个反应堆堆芯的一个给定能谱的每种同位素是主要固定的。使用一个平均值解释中子吸收参数修改材料14移动入并且离开该堆芯的物理量变化。该反应堆平均宏观吸收截面合适地是一个燃料组件平均中子截面、一个控制材料平均截面、一个局部平均截面、一个冷却剂平均截面等等。该反应堆平均宏观吸收截面是包括该原子数密度的截面的度量。换句话说，可以认为该反应堆平均宏观截面是一个“局部的”或“整体的”宏观截面。

[0058] 在一些实施例中，中子吸收参数修改材料14可以包括一种中子吸收剂。可以如对于一个具体应用所希望的选择任何中子吸收剂。以举例和非限制的方式给出的，该中子吸收剂可以合适地包括In、Li-6、Eu、Ag、Dy、B、Hf、Gd、Pm、Cd、Sm、其二元组合、和其低共熔组合中的任何一个或多个。在一些实施例中，该中子吸收剂可以合适地悬浮于一种载流体中。合适的载流体可以包括水性流体、液态金属、和有机流体(并且可能经受以上所讨论的一个或多个约束，如果驱动材料12是一种不可混合液体)。

[0059] 在其中中子吸收参数修改材料14包括一种中子吸收剂的一些实施例中并且现在参见图1A，该中子吸收剂可以包括核裂变燃料材料。被动反应性控制装置10的构造与以上所述的相同。然而，在这些实施例中，储器16合适地位于接近该核裂变反应堆堆芯(未示出)的选定部分，如该核裂变反应堆堆芯的一个活性区域。这样，在其中该反应堆堆芯的活性区域中的功率增加的功率瞬态过程中，驱动材料12对于其的响应驱动该核裂变燃料材料(其是中子吸收参数修改材料14)离开该反应堆堆芯的活性区域。在这些实施例中，该核裂变燃料材料可以包括任何一种或多种合适的核裂变燃料材料如但不限于溶解于Pb中的U、U-Fe、U-Mn、Pu-Mn、U-Cr、Pu-Cr、Pu-Fe共熔体、和/或Pu-Mg共熔体。

[0060] 现在参见图1A、1B和1C，在一些实施例中，由中子吸收参数修改材料14可修改的一个中子吸收参数包括中子谱。在此类实施例中，中子吸收参数修改材料14包括一种减速剂。将认识到一种减速剂的插入或提取使该中子谱局部软化或硬化并且诱发在增殖性材料、裂变产物和结构的任一个中的更大或更少的吸收速率，并且因此减少或增加该插入的减速剂附近的中子数。合适的减速剂包括Li-7、C、SiC、含氢材料、水、氨、丙酮、金属氢化物、金属氘化物、碳在水中的悬浮液、和SiC在水中的悬浮液中的任何一个或多个。

[0061] 仍参见图1A、1B和1C，在一些实施例中，速率效应可以根据核裂变反应堆设计来定制，以使得由这些装置建立的反应性变化对于一个给定的反应堆发生更快或更慢。在一些实施例中，这可以通过以下来实现：将具有已知热阻的材料放置在该装置上或中的不同位置处，以便增强(或另外地影响)至驱动材料12的传热。在一些具有低热惯性的反应堆中，可能希望的是影响至这些装置的更快传热以便抵消该反应堆堆芯中的快速温度变化。对于具有大量的热惯性的反应堆(如大型池式核裂变反应堆)可能希望的是相反的。

[0062] 在不同的实施例中，可能希望的是将热能经由传导、对流、或辐射热传递至这些装置。在传导的情况下，可以部署具有所希望的传热能力的固体材料以影响在该反应堆堆芯的产热区域与驱动材料12之间的传热速率。热流体还可以用于增强从产热区域至驱动材料12的传热。此类热流体可以是一种液态金属，如钠，其可以经由压差和一个或多个物理流动通道被引导至这些装置。

[0063] 辐射传热可以将热能传递至驱动材料12、中子吸收参数修改材料14、和/或这些装置的相关联的结构。从该核裂变反应堆的活性区域发射的γ或中子辐射可以将能量沉积在这些装置内，而无需在该反应堆堆芯的活性区域与该装置之间的传导或对流或除在该反应堆堆芯的活性区域与该装置之间的传导或对流之外。可以将使此类辐射衰减的材料，如金属绒或泡沫部署在这些装置内。然后这些材料可以吸收辐射能并且直接地如经由驱动材料12或中子吸收参数修改材料14的辐射加热、或者间接地如经由该装置的结构或这些储器16和/或18的辐射加热来诱发热膨胀效应，这些热膨胀效应然后将热对流或传导至驱动材料
12和/或中子吸收参数修改材料14。

[0064] 在一些实施例中，可以将材料放置在这些装置内以使得获得所希望的辐射衰减。例如，可以将钨绒放置在驱动材料12内用于使γ辐衰减射，从而在这些装置内产生增强的γ加热并且帮助实现对于功率增加的迅速响应。如已知的，钨具有高密度和小比热，并且低密度的钨绒具有大的表面与体积比。因此，小体积的钨可以导致从加热的绒至驱动材料12中的快速传热。此外，钨绒加热从γ加热是迅速的；因此加热响应中的总延迟是非常小的。
如对于一个具体应用所希望的可以使用其他材料，如但不限于：玻璃或陶瓷绒、硼酸盐玻璃、和/或成股的陶瓷材料，如碳化硅。中子吸收剂，如硼，也可以用于产生类似效应。在一些情况下，可能希望的是使用对于辐射实质上透明的材料(例如，锆或铁)以使得该装置的响应较少地随该辐射环境而变并且更多地随该传导和对流热传递环境而变。为此，在一些实施例中，高Z材料可以被分布在驱动材料12中。在此类情况下，该高Z材料可以包括任何一种或多种材料如W绒、Ta、Au、Ag、Re、和/或Os。

[0065] 被动反应性控制装置的另外的实施例将以说明和非限制性的方式进行讨论。在一个实施例中并且现在参见图2A并且以概述的方式，披露了一个被动反应性控制装置50。装置50可以在遭遇钠空泡价值(void worth)的核裂变反应堆中实施，如一个钠冷却液态金属快增殖反应堆和一个钠冷却行波反应堆。

[0066] 如已知的，所希望的是在所有工作温度或甚至不正常温度(如可能在事故状况中经历的)下具有一个反应性的负温度系数。还希望的是理解这些反应性系数如何随温度变化。最强的非线性效应是钠的膨胀和多普勒效应。还预期径向膨胀是非线性的。这些效应的结果是在更高的温度下，该反应性的温度系数变得更正。假定离开该堆芯的钠的效应是每单位质量线性的。该冷却剂温度系数在更高的温度下变得更正，因为每度去除比之前度数更大的钠部分。该整体效应是从工作温度至沸腾的约10％的加强。

[0067] 以说明和非限制的方式给出，被动反应性控制装置50的实施例包括一个储器56和与储器56间隔开的一个储器58。一个导管60被插入在储器56与储器58之间。驱动材料12被布置在储器56中，并且驱动材料12响应于一个核裂变反应堆热工作参数。中子吸收参数修改材料14被布置在一个储器56中。中子吸收参数修改材料14不同于驱动材料12。中子吸收参数修改材料14的一部分与驱动材料12的一部分处于物理接触。中子吸收参数修改材料14可由驱动材料12在储器56与储器58之间驱动。

[0068] 装置50可以通过以下各项来被动地控制反应性和/或增大负温度系数：a)驱动中子吸收参数修改材料14进入或离开该堆芯的一个高价值区域；b)驱动一种中子减速剂进入或离开该堆芯的一个区域；和/或c)去除来自该堆芯的核裂变燃料材料。

[0069] 被动反应性控制装置50的实施例的说明性细节现在将以说明的方式进行讨论。

[0070] 在一些实施例中，储器58被布置在一个核裂变反应堆堆芯的一个选定部分，如该反应堆堆芯的一个活性区域。在被动反应性控制装置50的实施例中储器58被布置在该反应堆堆芯的活性区域中，其中通过以下各项来被动地控制反应性和/或增大负温度系数：a)驱动中子吸收参数修改材料14进入或离开该堆芯的一个高价值区域；和/或b)驱动一种中子减速剂进入或离开该堆芯的一个区域。在被动反应性控制装置50的其他实施例中，其中通过将核裂变燃料材料从该堆芯中去除来被动地控制反应性和/或负温度系数，储器56被布置在该反应堆堆芯的活性区域中。

[0071] 在一些实施例中，如果希望的话，一个或多个构件62可以被布置在储器58中。在此类实施例中，多个构件62充当被安排为减轻储器58中的自由表面效应的“防晃动叶片(anti-slosh vanes)”。

[0072] 在一些实施例中，储器56包括一个部分64、与部分64间隔开的一个部分66、和一个插入在部分64与部分66之间的导管68。储器58被插入在部分64与部分66之间。驱动材料12可以被布置在部分64、部分66、和导管68中。

[0073] 关于驱动材料12和中子吸收参数修改材料14的所有其他细节与以上关于装置的其他实施例(图1A-1C)已经阐述的那些相同。这些细节通过此引用而结合并且不必为了理解而进行重复。

[0074] 另外参见图2B，在一些实施例中，被动反应性控制装置50可以被布置在一个外壳70中。被动反应性控制装置50和外壳70的结构材料可以如对于一个具体应用所希望的进行选择，并且可能部分取决于因素，如但不限于核裂变反应堆的类型和/或在一个具体核裂变反应堆内的位置。例如并且以说明和非限制的方式给出的，用于轻水反应堆(LWR)中的被动反应性控制装置50和外壳70可以由典型地用于LWR中的合金，如锆基合金构成。作为以说明并且非限制的方式给出的一个另外的实例，用于高温反应堆(如气体冷却反应堆)中的被动反应性控制装置50和外壳70可以由陶瓷材料如金属氧化物、碳化物、或氮化物，或耐火材料和合金如铼、钽、或其合金构成。将认识到如对于一个具体应用所希望的，被动反应性控制装置10、10A、和/或10B(图1A、1B、和1C)中的任一个可以被布置在外壳70中。

[0075] 另外参见图2C，在一些实施例中，一个说明性反应性控制装置80包括一个或多个中子吸收剂构件82，如但不限于控制棒或安全棒，并且一个或多个被动反应性控制装置50以对于这个或这些中子吸收剂构件82的固定空间关系被布置。例如，这个或这些中子吸收剂构件82和这个或这些被动反应性控制装置50可以被布置在一个外壳84中，如但不限于一个管道。一个传动机构(未在图2C中示出)可以被操作性地连接至这个或这些中子吸收剂构件82。将认识到如对于一个具体应用所希望的，被动反应性控制装置10、10A、和/或10C(图1A、1B、和1C)中的任一个可以被包括反应性控制装置80中。关于被动反应性控制装置10、
10A、10B(图1A、1B、和1C)和50(图2A)的细节已经在以上进行阐述，并且通过此引用而结合，并且不必为了理解而进行重复。

[0076] 另外参见图3，在一些实施例中，一个说明性核裂变反应堆90包括一个反应堆容器92。一个反应堆堆芯94被布置在反应堆容器92中。反应堆堆芯94包括一个或多个核裂变燃料组件96。核裂变反应堆90还包括操作性地连接至反应堆堆芯94的一个反应堆冷却剂系统
98。一个散热器100被操作性地连接至反应堆堆芯94和反应堆冷却剂系统98。散热器100将热从退出反应堆堆芯94的反应堆冷却剂传递至任何所希望的能量转换装置，将来自该反应堆冷却剂的热转换为功如发电和/或推进动力，并且将冷却的反应堆冷却剂返回到反应堆冷却剂系统98。如已知的，散热器100可以包括但不限于在一个液态金属冷却反应堆情况下的一个或多个中间热交换器、一个或多个蒸汽发生器和相关联的冷凝器、一个或多个用于发电和/或推进推动力的蒸汽驱动涡轮、在一个气体冷却反应堆情况下的一个或多个气体驱动涡轮、和/或类似物。将认识到无论如何核裂变反应堆90可以包括任何类型的核裂变反应堆。关于核裂变反应堆的类型无限制是预期的并且没有一个是有待推测的。以说明和非限制的方式通过非限制性实例给出的，核裂变反应堆90可以包括一个热谱反应堆、一个快谱反应堆、一个增殖反应堆、一个行进波(增殖并且燃烧)反应堆、一个气体冷却反应堆、一个液态金属冷却反应堆、一个水冷却反应堆(如一个加压水反应堆和/或一个沸水反应堆)、一个池式反应堆、或一个环路式反应堆。

[0077] 核裂变反应堆90包括一个或多个反应性控制装置80。如以上所讨论的，这个或这些反应性控制装置80包括一个或多个中子吸收剂构件82，如但不限于控制棒或安全棒，并且一个或多个被动反应性控制装置50以与这个或这些中子吸收剂构件82的固定空间关系被布置。还如以上所讨论的，将认识到如对于一个具体应用所希望的，被动反应性控制装置10、10A、和/或10C(图1A、1B、和1C)中的任一个可以被包括反应性控制装置80中。一个或多个传动机构102可以如所希望的被操作性地连接至这个或这些中子吸收剂构件82上。这个或这些传动机构102被操作性连接至一个反应性控制系统104用于通过传动构件102来控制这个或这些中子吸收剂构件82的插入和/或提取。

[0078] 说明性方法

[0079] 既然已经讨论了被动反应性控制装置、被动控制装置、和核裂变反应堆的说明性实施例，将通过非限制性实例讨论说明性方法。这些方法的实施例可以与这些装置10、10A、10B、和50以及核裂变反应堆90的实施例结合使用。这些装置10、10A、10B、和50以及核裂变反应堆90的细节已经在以上进行了阐述，通过此引用而结合，并且不必为了这些说明性方法的实施例的理解而进行重复。

[0080] 以下是描绘实现方式的一系列流程图。为了易于理解，这些流程图被组织成使得这些初始流程图经由一个示例实施方式来呈现实现方式，并且之后接着的流程图将这个或这些初始流程图的替代实现方式和/或扩展呈现为建立在一个或多个较早呈现的流程图的基础上的任一子组件操作抑或另外的组件操作。本领域的技术人员将了解，在此使用的呈现风格(例如，以呈现了一个示例实施方式的(一个或多个)流程图的呈现开始，并且之后在随后流程图中提供另外和/或进一步细节)总体上允许对各种过程实现方式的快速且容易的理解。另外，本领域的技术人员应进一步认识到，在此所使用的呈现风格还非常适用于模块化和/或面向对象的程序设计范例。

[0081] 现在参见图4A，提供了用于控制一个核裂变反应堆中的反应性的一种说明性方法400。该方法400开始于方框402。在方框404处，操作一个核裂变反应堆，并且该核裂变反应堆具有至少一个热工作参数。在方框406处，响应于该至少一个热工作参数而改变驱动材料的体积。在方框408处，用该驱动材料驱动中子吸收参数修改材料至该核裂变反应堆的一个堆芯的一个选定部分或从该核裂变反应堆的一个堆芯的一个选定部分驱动该中子吸收参数修改材料，该中子吸收参数修改材料不同于该驱动材料，该中子吸收参数修改材料的一部分与该驱动材料的一部分处于物理接触。该方法400停止于方框410。

[0082] 另外参见图4B，在一些实施例中，在方框412处，可以在该核裂变反应堆的堆芯的选定部分中修改一个中子吸收参数，响应于用该驱动材料驱动该中子吸收参数修改材料至该核裂变反应堆的堆芯的选定部分或从该核裂变反应堆的堆芯的选定部分驱动该中子吸收参数修改材料。

[0083] 在一些实施例中，该核裂变反应堆热工作参数可以包括至少一个选自反应堆冷却剂温度、反应堆冷却剂蒸汽温度、和燃料温度的温度。在一些实施例中，该核裂变反应堆热工作参数可以包括至少一个选自中子通量、β通量、γ通量、和中微子通量的通量。

[0084] 在一些实施例中，该驱动材料可以包括分布在其中的高Z材料。在此类实施例中并且另外参见图4C，在方框406处改变响应于该热工作参数的驱动材料的体积包括在方框414处响应于该至少一个通量加热分布在该驱动材料中的高Z材料。

[0085] 在一些实施例中，该中子吸收参数修改材料可以包括一种减速剂。在此类实施例中并且另外参见图4D，在方框416处该中子谱可以在该堆芯的选定部分中进行改变，响应于用该驱动材料驱动该减速剂至该核裂变反应堆的堆芯的选定部分或从该核裂变反应堆的堆芯的选定部分驱动该减速剂。

[0086] 现在参见图5A，提供了用于制造一个被动反应性控制装置的一种说明性方法500。该方法500开始于方框502。在方框504处，制造一个第一储器。在方框506处，制造与该第一储器间隔开的一个第二储器。在方框508处，将一个第一导管插入在该第一储器与该第二储器之间。在方框510处，将驱动材料布置在该第一存储器中，该驱动材料响应于一个核裂变反应堆热工作参数。在方框512处，将中子吸收参数修改材料布置该第一储器中，该中子吸收参数修改材料不同于该驱动材料，该中子吸收参数修改材料被布置该第一储器中，该中子吸收参数修改材料的一部分与该驱动材料的一部分处于物理接触，该中子吸收参数修改材料可被该驱动材料在该第一储器与该第二储器之间驱动。该方法500停止于方框514。

[0087] 另外参见图5B，在一些实施例中，在方框516处，可以将多个构件布置在该第二储器中，该多个构件被安排为减轻该第二储器中的自由表面效应。

[0088] 在一些实施例中并且另外参见图5C，在方框504处制造一个第一储器可以包括在方框518处制造该第一储器的一个第一部分，在方框520处制造与该第一储器的第一部分间隔开的该第一储器的一个第二部分，该第二储器被插入在该第一储器的第一部分与该第一储器的第二部分之间，并且在方框522处将一个第二导管插入在该第一储器的第一部分与该第一储器的第二部分之间。

[0089] 在一些实施例中并且另外参见图5D，在方框510处将驱动材料布置在该第一储器中可以包括在方框524处将该驱动材料布置在该第一储器的第一部分、该第一储器的第二部分、和该第二导管中。

[0090] 参见图6A，提供了用于制造一个反应性控制装置的一种说明性方法600。该方法600开始于方框602。在方框604处，提供至少一个中子吸收剂构件。在方框606处，至少一个被动反应性控制装置以对于该至少一个中子吸收剂构件的固定空间关系被布置，该被动反应性控制装置包括响应于一个核裂变反应堆热工作参数的驱动材料和不同于该驱动材料的中子吸收参数修改材料，该中子吸收参数修改材料的一部分与该驱动材料的一部分处于物理接触，该中子吸收参数修改材料可被该驱动材料驱动到一个核裂变反应堆堆芯的一个选定部分并从该选定部分被驱动。该方法600停止于方框608。

[0091] 另外参见图6B，在一些实施例中，在方框610处，该至少一个中子吸收剂构件和该至少一个被动反应性控制装置可以被布置在一个外壳中。

[0092] 另外参见图6C，在一些实施例中，在方框612处一个传动机构可以被操作性地连接至该至少一个中子吸收剂构件上。

[0093] 本说明书中提及的和/或在任何申请数据页中列出的所有以上美国专利、美国专利申请公开、美国专利申请、国外专利、国外专利申请以及非专利公开通过引用结合在此，其程度为不会与此相矛盾。

[0094] 关于实质上任何复数和/或单数术语在此的使用，本领域的普通技术人员可以在对环境和/或应用适当时将复数转变成单数和/或将单数转变成复数。为了清晰起见，各种单数/复数的转换在此并没有清晰地阐述。

[0095] 在此描述的主题有时展示包含在多个不同的其他组件内的或与多个不同的其他组件连接的多个不同组件。将认识到的是，这样描述的架构仅仅是示例性的，并且事实上很多其他的架构也可以被实施以实现相同的功能性。在概念性意义上，用于实现相同功能性的组件的任何安排都是有效地“关联的”，以便实现所希望的功能性。因此，在此被组合以实现特定功能性的任何两个组件都可以看作彼此是“关联的”，以便实现所希望的功能性，而不管是构造还是中间组件。同样，如此相关联的任意两个组件也可以被视为彼此“可操作地连接”、“操作性地联接”或“可操作地联接”来实现所希望得到的功能，并且任意可以如此相关联的两个组件也可以被视为彼此是“可操作地可联接的”来实现所希望得到的功能。可操作地可耦接的具体示例包括但不限于在物理上可配合和/或在物理上交互的组件，和/或可无线地交互和/或无线地交互的组件，和/或逻辑地交互和/或可逻辑地交互的组件。

[0096] 在一些情况下，一个或多个组件在此可以被称为“被配置成用于”、“通过……被配置”、“可配置成用于”、“可操作来/可操作用于”、“被适配/可适配”、“能够”、“可适型/被适型成用于”等。本领域的普通技术人员将认识到，此类术语(例如“被配置成用于”)通常可以涵盖活动状态组件和/或不活动状态组件和/或待机状态组件，除非上下文另外要求。

[0097] 虽然已经展示并且说明了在此描述的本发明主题的多个具体方面，但基于在此的教授的内容，本领域的普通技术人员应清楚，在不背离在此描述的主题以及其更广泛方面的情况下，可以进行更改和变换，并且因此所附权利要求书将在其范围内涵盖所有此类更改和变换，如同在此处描述的主题的真正精神和范围内。本领域的普通技术人员将明白，一般来说，在此且尤其在所附权利要求书(例如，所附权利要求书的主体)中使用的术语总体上意图作为“开放式”术语(例如术语“包括”应该被理解为“包括但是不限于”，术语“具有”应该被理解为“至少具有”等等)。本领域的普通技术人员另外将认识到的是，如果意指特定数目的一种所引入的权利要求陈述，那么将在该权利要求中明确陈述这种意图，并且在无这类陈述的存在下，不呈现这种意图。例如，为了帮助理解，以下所附权利要求书可能含有引入性短语“至少一个”和“一个或多个”来引入权利要求陈述。然而，这些短语的使用不应当解释为暗示权利要求的陈述通过不定冠词“一个”或“一种”的引入，限制任意具体权利要求包含这样引入的权利要求陈述的权利要求，只包含一个这样的陈述，甚至当相同的权利要求包含该引导短语“一个或多个”，或“至少一个”时，而用不定冠词“一个”或“一种”(例如，“一个”和/或“一种”应该代表性地解释为“一个或多个”，或“至少一个”)；这同样有效于定冠词“该”用于引入权利要求的陈述。另外，即使明确地陈述一个所引入的权利要求陈述的特定数目，本领域的普通技术人员将会认识到此陈述也典型地应当解释为意味着至少该陈述的数目(例如，没有其他修饰语的“两个陈述”，典型地意味着至少两个陈述，或者两个或更多个陈述)。此外，在使用类似于“A、B和C中的至少一项等等”的惯例的情况下，通常，这种构造旨在本领域的普通技术人员应当理解该惯例的意义上(例如，“一个系统具有A、B和C中的至少一项”将包括但是不限于系统单独具有A、单独具有B、单独具有C、A与B一起、A与C一起、B与C一起和/或A、B和C三者一起，等等)。在使用类似于“A、B或C中的至少一项等等”的惯例的情况中，通常，这种构造旨在本领域的普通技术人员应当理解该惯例的意义上(例如，“一个系统具有A、B或C中的至少一项”将包括但是不限于系统单独具有A、单独具有B、单独具有C、A与B一起、A与C一起、B与C一起和/或A、B和C三者一起，等等)。本领域的普通技术人员将进一步理解的是无论是在说明书、权利要求书还是附图中，呈现两个或更多个替代性术语的典型地一个分隔性词语和/或短语都应当理解为考虑到了包括这些术语中的一者、这些术语中的任一者或这两个术语的可能性，除非上下文另外规定。例如，短语“A或B”应典型地理解为包括“A”或“B”或“A和B”的可能性。

[0098] 关于所附权利要求书，本领域的普通技术人员将了解，其中所陈述的操作一般可以按照任何顺序执行。而且，尽管不同操作流程以一个或多个序列呈现，但应当理解这些不同操作可以按除了所示出的顺序外的其他顺序来进行，或可以同时地进行。这样交替顺序的示例可以包括重叠、交叉、中断、重排、增量、预备、补充、同时、逆向或其他不同的顺序，除非上下文另行规定。此外，术语像“对应于”，“关于”，或者其他过去式形容词通常不是为了排除这样的变化，除非上下文另行规定。

[0099] 本领域的普通技术人员将认识到前述的具体示例性方法和/或装置和/或技术是本文别处(如与此提交的权利要求中和/或在本申请的别处)传授的更广泛的方法和/或装置和/或技术的代表。

[0100] 虽然在此已经披露了不同的方面和实施方案，但本领域的普通技术人员应清楚其他的方面和实施方案。在此披露的不同方面以及实施例是为了说明的目的，而且不意图进行限制，其中真实的范围以及精神是由权利要求书指示的。

[0101] 在此所描述的主题的各方面在以下编号的条款中陈述：

[0102] 1.一种被动的反应性控制装置，包括：

[0103] 响应于一个核裂变反应堆热工作参数的驱动材料；以及

[0104] 不同于该驱动材料的中子吸收参数修改材料，该中子吸收参数修改材料的一部分与该驱动材料的一部分处于物理接触，该中子吸收参数修改材料可被该驱动材料驱动到一个核裂变反应堆堆芯的一个选定部分并从该选定部分被驱动。

[0105] 2.如条款1所述的装置，其中，该驱动材料包括一种气体。

[0106] 3.如条款2所述的装置，其中，该气体包括至少一种选自He、Xe、Kr、Ar、Ne、Rn、N2、CO2、和NH3的气体。

[0107] 4.如条款1所述的装置，其中，该驱动材料包括一种液体。

[0108] 5.如条款4所述的装置，其中，该中子吸收参数修改材料包括一种液体，该液体与该驱动材料是不可混合的。

[0109] 6.如条款1所述的装置，其中，该驱动材料包括一种固体。

[0110] 7.如条款6所述的装置，其中，该固体包括至少一种选自铁素体马氏体钢和锆合金的固体。

[0111] 8.如条款1所述的装置，其中，该核裂变反应堆热工作参数包括至少一个选自反应堆冷却剂温度、反应堆冷却剂蒸汽温度、和燃料温度的温度。

[0112] 9.如条款1所述的装置，其中，该核裂变反应堆热工作参数包括至少一个选自中子通量、β通量、γ通量、和中微子通量的通量。

[0113] 10.如条款1所述的装置，其中，由该中子吸收参数修改材料可修改的一个中子吸收参数包括反应堆平均宏观吸收截面。

[0114] 11.如条款1所述的装置，其中，该中子吸收参数修改材料包括一种中子吸收剂。

[0115] 12.如条款11所述的装置，其中，该中子吸收剂包括至少一种选自In、Li-6、Eu、Ag、Dy、B、Hf、Gd、Pm、Cd、Sm、其二元组合以及其共熔组合的中子吸收剂。

[0116] 13.如条款11所述的装置，其中，该中子吸收剂包括核裂变燃料材料。

[0117] 14.如条款13所述的装置，其中，该核裂变燃料材料包括至少一种选自溶解在Pb中的U、U-Fe、U-Mn、Pu-Mn、U-Cr、Pu-Cr、Pu-Fe共熔体、和Pu-Mg共熔体的核裂变燃料材料。

[0118] 15.如条款1所述的装置，其中，由该中子吸收参数修改材料可修改的一个中子吸收参数包括中子谱。

[0119] 16.如条款15所述的装置，其中，该中子吸收参数修改材料包括一种减速剂。

[0120] 17.如条款16所述的装置，其中，该减速剂包括至少一种选自Li-7、C、SiC、含氢材料、水、氨、丙酮、金属氢化物、金属氘化物、碳在水中的悬浮液、和SiC在水中的悬浮液的减速剂。

[0121] 18.如条款1所述的装置，进一步包括分布在该驱动材料中的高Z材料。

[0122] 19.如条款18所述的装置，其中，该高Z材料包括至少一种选自W绒、Ta、Au、Ag、Re、和Os的材料。

[0123] 20.如条款1所述的装置，其中：

[0124] 该驱动材料具有一个第一密度；

[0125] 该中子吸收参数修改材料具有一个不同于该第一密度的第二密度；并且

[0126] 该驱动材料与该中子吸收参数修改材料是不可混合的。

[0127] 21.如条款20所述的装置，其中，该第二密度大于该第一密度。

[0128] 22.如条款20所述的装置，其中，该第一密度大于该第二密度。

[0129] 23.一种被动的反应性控制装置，包括：

[0130] 一个第一储器；

[0131] 与该第一储器间隔开的一个第二储器；

[0132] 插入在该第一储器与该第二储器之间的一个第一导管；

[0133] 布置在该第一存储器中的驱动材料，该驱动材料响应于一个核裂变反应堆热工作参数；以及

[0134] 布置在该第一储器中的中子吸收参数修改材料，该中子吸收参数修改材料不同于该驱动材料，该中子吸收参数修改材料的一部分与该驱动材料的一部分处于物理接触，该中子吸收参数修改材料可被该驱动材料在该第一储器与该第二储器之间驱动。

[0135] 24.如条款23所述的装置，其中，该第二储器被布置在一个核裂变反应堆芯的一个选定部分中。

[0136] 25.如条款23所述的装置，进一步包括布置在该第二储器中的多个构件，该多个构件被安排为减轻该第二储器中的自由表面效应。

[0137] 26.如条款23所述的装置，其中，该第一储器包括一个第一部分、与该第一部分间隔开的一个第二部分、和插入在该第一部分与该第二部分之间的一个第二导管，该第二储器被插入在该第一部分与该第二部分之间，该驱动材料被布置在该第一部分、该第二部分、和该第二导管中。

[0138] 27.如条款23所述的装置，其中，该驱动材料包括一种气体。

[0139] 28.如条款27所述的装置，其中，该气体包括至少一种选自He、Xe、Kr、Ar、Ne、Rn、N2、CO2、和NH3的气体。

[0140] 29.如条款23所述的装置，其中，该驱动材料包括一种液体。

[0141] 30.如条款29所述的装置，其中，该中子吸收参数修改材料包括一种液体，该液体与该驱动材料是不可混合的。

[0142] 31.如条款23所述的装置，其中，该驱动材料包括一种固体。

[0143] 32.如条款31所述的装置，其中，该固体包括至少一种选自铁素体马氏体钢和锆合金的固体。

[0144] 33.如条款23所述的装置，其中，该核裂变反应堆热工作参数包括至少一个选自反应堆冷却剂温度、反应堆冷却剂蒸汽温度、和燃料温度的温度。

[0145] 34.如条款23所述的装置，其中，该核裂变反应堆热工作参数包括至少一个选自中子通量、β通量、γ通量、和中微子通量的通量。

[0146] 35.如条款23所述的装置，其中，由该中子吸收参数修改材料可修改的一个中子吸收参数包括反应堆平均宏观吸收截面。

[0147] 36.如条款23所述的装置，其中，该中子吸收参数修改材料包括一种中子吸收剂。

[0148] 37.如条款36所述的装置，其中，该中子吸收剂包括至少一种选自In、Li-6、Eu、Ag、Dy、B、Hf、Gd、Pm、Cd、Sm、其二元组合以及其共熔组合的中子吸收剂。

[0149] 38.如条款36所述的装置，其中，该中子吸收剂包括核裂变燃料材料。

[0150] 39.如条款38所述的装置，其中，该核裂变燃料材料包括至少一种选自溶解在Pb中的U、U-Fe、U-Mn、Pu-Mn、U-Cr、Pu-Cr、Pu-Fe共熔体、和Pu-Mg共熔体的核裂变燃料材料。

[0151] 40.如条款23所述的装置，其中，由该中子吸收参数修改材料可修改的一个中子吸收参数包括中子谱。

[0152] 41.如条款40所述的装置，其中，该中子吸收参数修改材料包括一种减速剂。

[0153] 42.如条款41所述的装置，其中，该减速剂包括至少一种选自Li-7、C、SiC、含氢材料、水、氨、丙酮、金属氢化物、金属氘化物、碳在水中的悬浮液、和SiC在水中的悬浮液的减速剂。

[0154] 43.如条款23所述的装置，进一步包括分布在该驱动材料中的高Z材料。

[0155] 44.如条款43所述的装置，其中，该高Z材料包括至少一种选自W绒、Ta、Au、Ag、Re、和Os的材料。

[0156] 45.如条款23所述的装置，其中：

[0157] 该驱动材料具有一个第一密度；

[0158] 该中子吸收参数修改材料具有一个不同于该第一密度的第二密度；并且

[0159] 该驱动材料与该中子吸收参数修改材料是不可混合的。

[0160] 46.如条款45所述的装置，其中，该第二密度大于该第一密度。

[0161] 47.如条款45所述的装置，其中，该第一密度大于该第二密度。

[0162] 48.一种反应性控制装置，包括：

[0163] 至少一个中子吸收剂构件；以及

[0164] 以对于该至少一个中子吸收剂构件的固定空间关系布置的至少一个被动的反应性控制装置，该被动的反应性控制装置包括：

[0165] 响应于一个核裂变反应堆热工作参数的驱动材料；以及

[0166] 不同于该驱动材料的中子吸收参数修改材料，该中子吸收参数修改材料的一部分与该驱动材料的一部分处于物理接触，该中子吸收参数修改材料可被该驱动材料驱动到一个核裂变反应堆堆芯的一个选定部分并从该选定部分被驱动。

[0167] 49.如条款48所述的装置，进一步包括一个外壳，该至少一个中子吸收剂构件和该至少一个被动的反应性控制装置被布置在该外壳中。

[0168] 50.如条款49所述的装置，进一步包括被操作性地连接至该至少一个中子吸收剂构件的一个传动机构。

[0169] 51.如条款48所述的装置，其中，该驱动材料包括一种气体。

[0170] 52.如条款51所述的装置，其中，该气体包括至少一种选自He、Xe、Kr、Ar、Ne、Rn、N2、CO2、和NH3的气体。

[0171] 53.如条款48所述的装置，其中，该驱动材料包括一种液体。

[0172] 54.如条款53所述的装置，其中，该中子吸收参数修改材料包括一种液体，该液体与该驱动材料是不可混合的。

[0173] 55.如条款48所述的装置，其中，该驱动材料包括一种固体。

[0174] 56.如条款55所述的装置，其中，该固体包括至少一种选自铁素体马氏体钢和锆合金的固体。

[0175] 57.如条款48所述的装置，其中，该核裂变反应堆热工作参数包括至少一个选自反应堆冷却剂温度、反应堆冷却剂蒸汽温度、和燃料温度的温度。

[0176] 58.如条款48所述的装置，其中，该核裂变反应堆热工作参数包括至少一个选自中子通量、β通量、γ通量、和中微子通量的通量。

[0177] 59.如条款48所述的装置，其中，由该中子吸收参数修改材料可修改的一个中子吸收参数包括反应堆平均宏观吸收截面。

[0178] 60.如条款48所述的装置，其中，该中子吸收参数修改材料包括一种中子吸收剂。

[0179] 61.如条款60所述的装置，其中，该中子吸收剂包括至少一种选自In、Li-6、Eu、Ag、Dy、B、Hf、Gd、Pm、Cd、Sm、其二元组合以及其共熔组合的中子吸收剂。

[0180] 62.如条款60所述的装置，其中，该中子吸收剂包括核裂变燃料材料。

[0181] 63.如条款62所述的装置，其中，该核裂变燃料材料包括至少一种选自溶解在Pb中的U、U-Fe、U-Mn、Pu-Mn、U-Cr、Pu-Cr、Pu-Fe共熔体、和Pu-Mg共熔体的核裂变燃料材料。

[0182] 64.如条款48所述的装置，其中，由该中子吸收参数修改材料可修改的一个中子吸收参数包括中子谱。

[0183] 65.如条款64所述的装置，其中，该中子吸收参数修改材料包括一种减速剂。

[0184] 66.如条款65所述的装置，其中，该减速剂包括至少一种选自Li-7、C、SiC、含氢材料、水、氨、丙酮、金属氢化物、金属氘化物、碳在水中的悬浮液、和SiC在水中的悬浮液的减速剂。

[0185] 67.如条款48所述的装置，进一步包括分布在该驱动材料中的高Z材料。

[0186] 68.如条款67所述的装置，其中，该高Z材料包括至少一种选自W绒、Ta、Au、Ag、Re、和Os的材料。

[0187] 69.如条款48所述的装置，其中：

[0188] 该驱动材料具有一个第一密度；

[0189] 该中子吸收参数修改材料具有一个不同于该第一密度的第二密度；并且

[0190] 该驱动材料与该中子吸收参数修改材料是不可混合的。

[0191] 70.如条款69所述的装置，其中，该第二密度大于该第一密度。

[0192] 71.如条款69所述的装置，其中，该第一密度大于该第二密度。

[0193] 72.一种反应性控制装置，包括：

[0194] 至少一个中子吸收剂构件；以及

[0195] 以对于该至少一个中子吸收剂构件的固定空间关系布置的至少一个被动的反应性控制装置，该被动的反应性控制装置包括：

[0196] 一个第一储器；

[0197] 与该第一储器间隔开的一个第二储器；

[0198] 插入在该第一储器与该第二储器之间的一个第一导管；

[0199] 布置在该第一存储器中的驱动材料，该驱动材料响应于一个核裂变反应堆热工作参数；以及

[0200] 不同于该驱动材料的中子吸收参数修改材料，该中子吸收参数修改材料被布置在该第一储器中，该中子吸收参数修改材料的一部分与该驱动材料的一部分处于物理接触，该中子吸收参数修改材料可被该驱动材料在该第一储器与该第二储器之间驱动。

[0201] 73.如条款72所述的装置，进一步包括一个外壳，该至少一个中子吸收剂构件和该至少一个被动的反应性控制装置被布置在该外壳中。

[0202] 74.如条款73所述的装置，进一步包括被操作性地连接至该至少一个中子吸收剂构件的一个传动机构。

[0203] 75.如条款72所述的装置，其中，该第二储器被布置在一个核裂变反应堆芯的一个选定部分中。

[0204] 76.如条款72所述的装置，进一步包括布置在该第二储器中的多个构件，该多个构件被安排为减轻该第二储器中的自由表面效应。

[0205] 77.如条款72所述的装置，其中，该第一储器包括一个第一部分、与该第一部分间隔开的一个第二部分、和插入在该第一部分与该第二部分之间的一个第二导管，该第二储器被插入在该第一部分与该第二部分之间，该驱动材料被布置在该第一部分、该第二部分、和该第二导管中。

[0206] 78.如条款72所述的装置，其中，该驱动材料包括一种气体。

[0207] 79.如条款78所述的装置，其中，该气体包括至少一种选自He、Xe、Kr、Ar、Ne、Rn、N2、CO2、和NH3的气体。

[0208] 80.如条款72所述的装置，其中，该驱动材料包括一种液体。

[0209] 81.如条款80所述的装置，其中，该中子吸收参数修改材料包括一种液体，该液体与该驱动材料是不可混合的。

[0210] 82.如条款72所述的装置，其中，该驱动材料包括一种固体。

[0211] 83.如条款82所述的装置，其中，该固体包括至少一种选自铁素体马氏体钢和锆合金的固体。

[0212] 84.如条款72所述的装置，其中，该核裂变反应堆热工作参数包括至少一个选自反应堆冷却剂温度、反应堆冷却剂蒸汽温度、和燃料温度的温度。

[0213] 85.如条款72所述的装置，其中，该核裂变反应堆热工作参数包括至少一个选自中子通量、β通量、γ通量、和中微子通量的通量。

[0214] 86.如条款72所述的装置，其中，由该中子吸收参数修改材料可修改的一个中子吸收参数包括反应堆平均宏观吸收截面。

[0215] 87.如条款72所述的装置，其中，该中子吸收参数修改材料包括一种中子吸收剂。

[0216] 88.如条款87所述的装置，其中，该中子吸收剂包括至少一种选自In、Li-6、Eu、Ag、Dy、B、Hf、Gd、Pm、Cd、Sm、其二元组合以及其共熔组合的中子吸收剂。

[0217] 89.如条款87所述的装置，其中，该中子吸收剂包括核裂变燃料材料。

[0218] 90.如条款89所述的装置，其中，该核裂变燃料材料包括至少一种选自溶解在Pb中的U、U-Fe、U-Mn、Pu-Mn、U-Cr、Pu-Cr、Pu-Fe共熔体、和Pu-Mg共熔体的核裂变燃料材料。

[0219] 91.如条款72所述的装置，其中，由该中子吸收参数修改材料可修改的一个中子吸收参数包括中子谱。

[0220] 92.如条款91所述的装置，其中，该中子吸收参数修改材料包括一种减速剂。

[0221] 93.如条款92所述的装置，其中，该减速剂包括至少一种选自Li-7、C、SiC、含氢材料、水、氨、丙酮、金属氢化物、金属氘化物、碳在水中的悬浮液、和SiC在水中的悬浮液的减速剂。

[0222] 94.如条款72所述的装置，进一步包括分布在该驱动材料中的高Z材料。

[0223] 95.如条款94所述的装置，其中，该高Z材料包括至少一种选自W绒、Ta、Au、Ag、Re、和Os的材料。

[0224] 96.如条款72所述的装置，其中：

[0225] 该驱动材料具有一个第一密度；

[0226] 该中子吸收参数修改材料具有一个不同于该第一密度的第二密度；并且

[0227] 该驱动材料与该中子吸收参数修改材料是不可混合的。

[0228] 97.如条款96所述的装置，其中，该第二密度大于该第一密度。

[0229] 98.如条款96所述的装置，其中，该第一密度大于该第二密度。

[0230] 99.一种核裂变反应堆装置，包括：

[0231] 一个反应堆容器；

[0232] 一个布置在该反应堆容器中的反应堆堆芯，该反应堆堆芯包括至少一个核裂变燃料组件；

[0233] 至少一个反应性控制装置，包括：

[0234] 至少一个中子吸收剂构件；以及

[0235] 以对于该至少一个中子吸收剂构件的固定空间关系布置的至少一个被动的反应性控制装置，该被动的反应性控制装置包括：

[0236] 响应于一个核裂变反应堆热工作参数的驱动材料；以及

[0237] 不同于该驱动材料的中子吸收参数修改材料，该中子吸收参数修改材料的一部分与该驱动材料的一部分处于物理接触，该中子吸收参数修改材料可被该驱动材料驱动到一个核裂变反应堆堆芯的一个选定部分并从该选定部分被驱动；以及

[0238] 一个操作性地连接至该反应堆堆芯的反应堆冷却剂系统。

[0239] 100.如条款99所述的装置，其中，该至少一个被动的反应性控制装置进一步包括一个外壳，该至少一个中子吸收剂构件和该至少一个被动的反应性控制装置被布置在该外壳中。

[0240] 101.如条款100所述的装置，其中，该至少一个被动的反应性控制装置进一步包括一个传动机构，该传动机构被操作性地连接至该至少一个中子吸收剂构件。

[0241] 102.如条款99所述的装置，其中，该驱动材料包括一种气体。

[0242] 103.如条款102所述的装置，其中，该气体包括至少一种选自He、Xe、Kr、Ar、Ne、Rn、N2、CO2、和NH3的气体。

[0243] 104.如条款99所述的装置，其中，该驱动材料包括一种液体。

[0244] 105.如条款104所述的装置，其中，该中子吸收参数修改材料包括一种液体，该液体与该驱动材料是不可混合的。

[0245] 106.如条款99所述的装置，其中，该驱动材料包括一种固体。

[0246] 107.如条款106所述的装置，其中，该固体包括至少一种选自铁素体马氏体钢和锆合金的固体。

[0247] 108.如条款99所述的装置，其中，该核裂变反应堆热工作参数包括至少一个选自反应堆冷却剂温度、反应堆冷却剂蒸汽温度、和燃料温度的温度。

[0248] 109.如条款99所述的装置，其中，该核裂变反应堆热工作参数包括至少一个选自中子通量、β通量、γ通量、和中微子通量的通量。

[0249] 110.如条款99所述的装置，其中，由该中子吸收参数修改材料可修改的一个中子吸收参数包括反应堆平均宏观吸收截面。

[0250] 111.如条款99所述的装置，其中，该中子吸收参数修改材料包括一种中子吸收剂。

[0251] 112.如条款111所述的装置，其中，该中子吸收剂包括至少一种选自In、Li-6、Eu、Ag、Dy、B、Hf、Gd、Pm、Cd、Sm、其二元组合以及其共熔组合的中子吸收剂。

[0252] 113.如条款111所述的装置，其中，该中子吸收剂包括核裂变燃料材料。

[0253] 114.如条款113所述的装置，其中，该核裂变燃料材料包括至少一种选自溶解在Pb中的U、U-Fe、U-Mn、Pu-Mn、U-Cr、Pu-Cr、Pu-Fe共熔体、和Pu-Mg共熔体的核裂变燃料材料。

[0254] 115.如条款99所述的装置，其中，由该中子吸收参数修改材料可修改的一个中子吸收参数包括中子谱。

[0255] 116.如条款115所述的装置，其中，该中子吸收参数修改材料包括一种减速剂。

[0256] 117.如条款116所述的装置，其中，该减速剂包括至少一种选自Li-7、C、SiC、含氢材料、水、氨、丙酮、金属氢化物、金属氘化物、碳在水中的悬浮液、和SiC在水中的悬浮液的减速剂。

[0257] 118.如条款99所述的装置，进一步包括分布在该驱动材料中的高Z材料。

[0258] 119.如条款118所述的装置，其中，该高Z材料包括至少一种选自W绒、Ta、Au、Ag、Re、和Os的材料。

[0259] 120.如条款99所述的装置，其中：

[0260] 该驱动材料具有一个第一密度；

[0261] 该中子吸收参数修改材料具有一个不同于该第一密度的第二密度；并且

[0262] 该驱动材料与该中子吸收参数修改材料是不可混合的。

[0263] 121.如条款120所述的装置，其中，该第二密度大于该第一密度。

[0264] 122.如条款120所述的装置，其中，该第一密度大于该第二密度。

[0265] 123.一种控制核裂变反应堆中的反应性的方法，该方法包括：

[0266] 操作一个核裂变反应堆，该核裂变反应堆具有至少一个热工作参数；

[0267] 改变响应于该至少一个热工作参数的驱动材料的体积；并且

[0268] 用该驱动材料驱动中子吸收参数修改材料至该核裂变反应堆的一个堆芯的一个选定部分或从该核裂变反应堆的一个堆芯的一个选定部分驱动该中子吸收参数修改材料，该中子吸收参数修改材料不同于该驱动材料，该中子吸收参数修改材料的一部分与该驱动材料的一部分处于物理接触。

[0269] 124.如条款123所述的方法，进一步包括响应于用该驱动材料驱动该中子吸收参数修改材料至该核裂变反应堆的堆芯的选定部分或从该核裂变反应堆的堆芯的选定部分驱动该中子吸收参数修改材料，在该核裂变反应堆的堆芯的选定部分中修改一个中子吸收参数。

[0270] 125.如条款123所述的方法，其中，该核裂变反应堆热工作参数包括至少一个选自反应堆冷却剂温度、反应堆冷却剂蒸汽温度、和燃料温度的温度。

[0271] 126.如条款123所述的方法，其中，该核裂变反应堆热工作参数包括至少一个选自中子通量、β通量、γ通量、和中微子通量的通量。

[0272] 127.如条款123所述的方法，其中：

[0273] 该驱动材料包括分布在其中的高Z材料；并且

[0274] 响应于该热工作参数改变驱动材料的体积包括响应于该至少一个通量加热分布在该驱动材料中的高Z材料。

[0275] 128.如条款123所述的方法，其中，该中子吸收参数修改材料包括一种减速剂。

[0276] 129.如条款128所述的方法，进一步包括在该堆芯的选定部分中改变中子谱，响应于用该驱动材料驱动该减速剂至该核裂变反应堆的堆芯的选定部分或从该核裂变反应堆的堆芯的选定部分驱动该减速剂。

[0277] 130.一种制造被动的反应性控制装置的方法，该方法包括：

[0278] 制造一个第一储器；

[0279] 制造与该第一储器间隔开的一个第二储器；

[0280] 将一个第一导管插入在该第一储器与该第二储器之间；

[0281] 将驱动材料布置在该第一存储器中，该驱动材料响应于一个核裂变反应堆热工作参数；并且

[0282] 将中子吸收参数修改材料布置该第一储器中，该中子吸收参数修改材料不同于该驱动材料，该中子吸收参数修改材料被布置该第一储器中，该中子吸收参数修改材料的一部分与该驱动材料的一部分处于物理接触，该中子吸收参数修改材料可被该驱动材料在该第一储器与该第二储器之间驱动。

[0283] 131.如条款130所述的方法，进一步包括将多个构件布置在该第二储器中，该多个构件被安排为减轻该第二储器中的自由表面效应。

[0284] 132.如条款130所述的方法，其中，制造一个第一储器包括：

[0285] 制造该第一储器的一个第一部分；

[0286] 制造与该第一储器的第一部分间隔开的该第一储器的一个第二部分，该第二储器被插入在该第一储器的第一部分与该第一储器的第二部分之间；并且

[0287] 将一个第二导管插入在该第一储器的第一部分与该第一储器的第二部分之间。

[0288] 133.如条款132所述的方法，其中，将驱动材料布置在该第一储器中包括将该驱动材料布置在该第一储器的第一部分、该第一储器的第二部分、和该第二导管中。

[0289] 134.一种制造反应性控制装置的方法，该方法包括：

[0290] 提供至少一个中子吸收剂构件；并且

[0291] 以对于该至少一个中子吸收剂构件的固定空间关系布置至少一个被动的反应性控制装置，该被动的反应性控制装置包括：

[0292] 响应于一个核裂变反应堆热工作参数的驱动材料；以及

[0293] 不同于该驱动材料的中子吸收参数修改材料，该中子吸收参数修改材料的一部分与该驱动材料的一部分处于物理接触，该中子吸收参数修改材料可被该驱动材料驱动到一个核裂变反应堆堆芯的一个选定部分并从该选定部分被驱动。

[0294] 135.如条款134所述的方法，进一步包括将该至少一个中子吸收剂构件和该至少一个被动的反应性控制装置布置在一个外壳中。

[0295] 136.如条款135所述的方法，进一步包括将一个传动机构操作性地连接至该至少一个中子吸收剂构件上。

[0296] 权利要求书。

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用于控制核裂变反应堆中的反应性的装置和方法，以及制造反应性控制装置的方法

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