[发明专利]核反应堆及相关方法和装置

权利要求书

1.一种核反应堆，包括：

燃料-盐混合物，其包括：

熔盐；和

溶解在熔盐中的可裂变材料，以及

具有第一端和第二端的堆芯容器，所述堆芯容器包括慢化剂结构，所述慢化剂结构具有慢化剂材料，其包括氢化锆(ZrHx)，其中x在1和4之间；

其中所述堆芯容器和所述慢化剂结构限定包含所述燃料-盐混合物的通路，所述通路从所述堆芯容器的第一端向所述堆芯容器的第二端延伸，

其中所述通路的第一部分在所述慢化剂结构和所述堆芯容器的内壁之间延伸，使得在操作期间，流过所述通路的燃料-盐围绕所述慢化剂结构，和

其中所述通路的第二部分设置在所述慢化剂结构内。

2.如权利要求1所述的核反应堆，其中所述慢化剂材料包括ZrH_1.6，具体地其中所述氢化锆为晶体形式。

3.如权利要求1所述的核反应堆，其中所述慢化剂材料包括氢化锂的形式。

4.如权利要求1所述的核反应堆，其中所述慢化剂材料包括氢化钇的形式，具体地其中所述氢化钇的形式包括氢化钇(II)(YH₂)、氢化钇(III)(YH₃)或其组合。

5.如权利要求1所述的核反应堆，其中所述慢化剂材料包括氘化锆的形式。

6.如权利要求1所述的核反应堆，其中所述可裂变材料包括来自乏核燃料的钚或铀；具体地其中所述可裂变材料包括在0.01-0.25范围中的裂变与可转换比。

7.如权利要求1所述的核反应堆，其中所述熔盐包括氟化锂，具体地其中所述氟化锂富含浓缩Li-7。

8.如权利要求1所述的核反应堆，其中所述熔盐中锕系元素的溶解度足以允许可裂变材料变为临界，具体地其中所述熔盐中锕系元素的溶解度至少为0.3％。

9.如权利要求8所述的核反应堆，其中所述熔盐中锕系元素的溶解度至少为12％。

10.如权利要求8所述的核反应堆，其中所述熔盐中锕系元素的溶解度至少为20％。

11.如权利要求1所述的核反应堆，包括次级回路和换热器以在初级回路和次级回路之间交换热量。

12.如权利要求1所述的核反应堆，包括中间回路、次级回路、换热器以在初级回路和中间回路之间交换热量，并且还包括额外的换热器以在中间回路和次级回路之间交换热量。

13.如权利要求1所述的核反应堆，还包括主动和连续冷却的冷冻阀，所述冷冻阀配置为当冷冻阀不再主动冷却时实现初级回路和辅助安全壳子系统之间的流动，更具体地配置为当冷冻阀不再主动冷却时实现在初级回路和辅助安全壳子系统的被动冷却存储罐之间的流动。

14.一种方法，包括：

在权利要求1的核反应堆中，使可裂变材料和熔盐流过包括氢化锆(ZrHx)的慢化剂材料，其中x在1和4之间。

15.如权利要求14所述的方法，其中使所述可裂变材料和熔盐流过慢化剂材料包括使燃料-盐混合物流过所述堆芯容器。

16.如权利要求14所述的方法，其中所述可裂变材料包括整个乏核燃料锕系元素向量。

17.如权利要求14所述的方法，其中所述可裂变材料包括乏核燃料的锕系元素的部分而非全部。

18.如权利要求14所述的方法，其中所述可裂变材料包括未处理的乏核燃料。