Реактор на расплавах солей - RU2020101157A

1. Устройство (100), предназначенное для производства энергии с помощью ядерного деления, содержащее контейнер (20) активной зоны из материала контейнера активной зоны, причем этот контейнер (20) активной зоны охватывает внутреннюю трубную конструкцию из материала внутренней трубной конструкции, причем внутренняя трубная конструкция и/или контейнер (20) активной зоны имеет впуск (6) и выпуск (7), устройство (100) дополнительно содержит расплавленную топливную соль с делящимся материалом, расплавленную замедляющую соль (2) и окислительно-восстановительный элемент, при этом расплавленная замедляющая соль (2) находится в контейнере (20) активной зоны, а расплавленная топливная соль находится во внутренней трубной конструкции, или при этом расплавленная топливная соль находится в контейнере (20) активной зоны, а расплавленная замедляющая соль (2) находится во внутренней трубной конструкции, отличающееся тем, что расплавленная замедляющая соль (2) содержит по меньшей мере один гидроксид металла, по меньшей мере один дейтероксид металла или их комбинацию, и тем, что окислительно-восстановительный элемент имеет восстановительный потенциал, который больше восстановительного потенциала материала внутренней трубной конструкции или материала внутренней трубной конструкции и материала контейнера активной зоны.

2. Устройство (100) по п. 1, причем окислительно-восстановительный элемент представляет собой расходуемый материал, расположенный на поверхности материала внутренней трубной конструкции или на поверхностях материала внутренней трубной конструкции и материала контейнера активной зоны.

3. Устройство (100) по п. 1 или 2, причем внутренняя трубная конструкция не содержит впуск (6) и выпуск (7), чтобы заключать в себе расплавленную замедляющую соль (2).

4. Применение расплавленной соли, содержащей по меньшей мере один гидроксид металла, по меньшей мере один дейтероксид металла или их комбинацию и окислительно-восстановительный элемент, выбранный из группы, состоящей из Sr, Ca, Li, Rb, K, Ba, Li₂C₂, Na, Mg, Th, U, Be, Al или Zr или их комбинации, для замедления нейтронов деления, образующихся в процессе реакции деления, происходящей в активной зоне реактора, содержащей делящийся материал.

5. Применение расплавленной соли, содержащей по меньшей мере один гидроксид металла, по меньшей мере один дейтероксид металла или их комбинацию и окислительно-восстановительный элемент, для замедления нейтронов деления, образующихся в процессе реакции деления, происходящей в активной зоне реактора, имеющей металлическую секцию и содержащей делящийся материал, причем окислительно-восстановительный элемент представляет собой металл, имеющий электроотрицательность по шкале Полинга, которая ниже электроотрицательности металлической секции активной зоны реактора.

6. Способ управления процессом ядерного деления, включающий этапы: обеспечения устройства (100) по любому из пп. 1-3, введения во внутреннюю трубную конструкцию расплавленной замедляющей соли (2) и окислительно-восстановительного элемента, введения расплавленной топливной соли, содержащей фториды щелочного металла и делящийся элемент, в контейнер (20) активной зоны, обеспечения теплообменника в гидравлическом сообщении с впуском (6) и выпуском (7) так, чтобы образовать контур теплообмена для отвода тепла от расплавленной соли, циркулирующей в контуре теплообмена, осуществления циркуляции расплавленной соли в контуре теплообмена так, чтобы управлять температурой топливной соли в контейнере (20) активной зоны, отличающийся тем, что расплавленная замедляющая соль (2) содержит по меньшей мере один гидроксид металла, по меньшей мере один дейтероксид металла или их комбинацию, и тем, что окислительно-восстановительный элемент имеет восстановительный потенциал, который больше восстановительного потенциала материала внутренней трубной конструкции.

7. Способ управления процессом ядерного деления, включающий этапы: обеспечения устройства по любому из пп. 1-3, причем внутренняя трубная конструкция имеет впуск (6) и выпуск (7), введения расплавленной топливной соли во внутреннюю трубную конструкцию, причем эта расплавленная топливная соль содержит фториды щелочного металла и делящийся элемент, введения в контейнер (20) активной зоны расплавленной замедляющей соли (2) и окислительно-восстановительного элемента, обеспечения теплообменника в гидравлическом сообщении с впуском (6) и выпуском (7) внутренней трубной конструкции так, чтобы образовать контур теплообмена для отвода тепла от расплавленной топливной соли, циркулирующей в контуре теплообмена, осуществления циркуляции топливной соли в контуре теплообмена так, чтобы управлять температурой топливной соли во внутренней трубной конструкции, отличающийся тем, что расплавленная замедляющая соль (2) содержит по меньшей мере один гидроксид металла, по меньшей мере один дейтероксид металла или их комбинацию, и тем, что окислительно-восстановительный элемент имеет восстановительный потенциал, который больше восстановительного потенциала материала внутренней трубной конструкции или материала внутренней трубной конструкции и материала контейнера активной зоны.

8. Способ по п. 6 или 7, причем температура на впуске (6) находится в диапазоне от 400°С до 800°С, и при этом температура на выпуске (7) находится в диапазоне от 600°С до 1000°С.

9. Способ по любому из пп. 6-8, причем топливная соль представляет собой эвтектическую соль.

10. Способ по любому из пп. 6-9, причем топливная соль содержит торий.

11. Способ по любому из пп. 6-10, причем концентрацию окислительно-восстановительного элемента поддерживают путем восполнения замедляющей соли окислительно-восстановительным элементом.

12. Способ по любому из пп. 6-11, дополнительно включающий этап барботирования газа через расплавленную замедляющую соль и/или через расплавленную топливную соль.

13. Устройство (100) по любому из пп. 1-3, применение по п. 4 или 5 или способ по любому из пп. 6-12, причем упомянутый по меньшей мере один гидроксид металла и/или упомянутый по меньшей мере один дейтероксид металла содержит металл, выбранный из группы металлов, включающей щелочные металлы, щелочноземельные металлы или комбинации щелочных металлов и щелочноземельных металлов.

14. Устройство (100) по любому из пп. 1-3, применение по п. 4 или 5 или способ по любому из пп. 6-12, причем концентрация окислительно-восстановительного элемента находится в диапазоне от 1 г/кг до 100 г/кг расплавленной замедляющей соли (2).

15. Устройство (100) по любому из пп. 1-3, применение по п. 4 или 5 или способ по любому из пп. 6-12, причем окислительно-восстановительный элемент имеет температуру плавления, которая выше температуры плавления расплавленной соли, и при этом окислительно-восстановительный элемент присутствует в виде суспензии частиц, имеющих размер в диапазоне от 0,1 мм до 11 мм.

16. Устройство (100) по любому из пп. 1-3, применение по п. 4 или 5 или способ по любому из пп. 6-12, причем расплавленная замедляющая соль (2) содержит до 10% (мас./мас.) воды.