熔融核燃料盐以及相关的系统和方法与流程

相关申请本申请作为pct国际申请于2015年12月29日提交并且要求2014年12月29日提交的美国临时申请第62/097,235号、2014年12月31日提交的美国临时申请第62/098,984号以及2015年9月30日提交的美国临时申请第62/234,889号的权益，这些申请通过引用据此并入。本申请还涉及标题为“fissionreactioncontrolinamoltensaltfastreactor”并且于2015年12月28日提交的美国专利申请第_________号[代理人案卷号14-003-ut1-usinn/365003usp1]，该专利申请为了其公开和教导的全部通过引用特定地并入本文。引言在核反应堆中利用熔融燃料(moltenfuel)产生功率相比于固体燃料提供明显的优点。例如，在限制在构建固体燃料中是必需的燃料制造工艺时，熔融燃料反应堆相比于固体燃料反应堆通常提供较高的功率密度。熔融燃料反应堆还可以在给定的反应堆中提供较高水平的燃耗(burn-up)，即使在缺少盐清洁的系统中。已经使用与其他氟化物盐混合的四氟化铀(uf4)开发了适合用于核反应堆的熔融氟化物燃料盐(moltenfluoridefuelsalt)。例如，基于uf4的燃料盐可以包含lif、bef2、thf4和uf4的混合物。应注意，在基于uf4的燃料盐组合物的这样的家族中，重金属含量可以在从按重量计约40％-45％的范围内并且具有约500℃的熔融温度(meltingtemperature)。熔融核燃料盐以及相关的系统和方法本公开内容描述了可用于某些熔融盐反应堆设计以及相关的系统和方法的核燃料盐的实施方案。描述了铀以及其他可裂变元素的二元、三元和四元氯化物燃料盐。此外，还公开了uclxfy的燃料盐以及溴化物燃料盐。本公开内容还呈现用于制造此类燃料盐、用于产生减少反应堆部件的腐蚀的盐以及用于产生不适合于武器应用的燃料盐的方法和系统。部分地，本公开内容描述了操作核反应堆的方法。该方法包括用可裂变燃料盐和非裂变盐供应反应堆芯，所述可裂变燃料盐包含一定量的ucl4以及ucl3f、ucl3、ucl2f2、uclf3中的一种或更多种，所述非裂变盐选自nacl、mgcl2、cacl2、bacl2、kcl、srcl2、vcl3、crcl3、ticl4、zrcl4、thcl4、accl3、npcl4、amcl3、lacl3、cecl3、prcl3以及ndcl3，其中燃料盐具有低于800℃的熔融温度和按重量计约61％的铀含量。该方法还包括引发可裂变燃料盐的裂变并且将可裂变燃料盐的增殖和燃烧行为(breed-and-burnbehavior)保持持续一时间段，从而产生辐照的燃料盐(irradiatedfuelsalt)。该方法还可以包括在低于550℃但高于可裂变燃料盐的熔融温度的温度下进行引发和保持操作。该方法还可以包括从反应堆芯中除去辐照的燃料盐；使来自反应堆芯的辐照的燃料盐与载气(carriergas)接触，从而产生载体/裂变产物气体混合物和脱气的燃料盐，该脱气的燃料盐相对于辐照的燃料盐具有减少量的气态裂变产物；将脱气的燃料盐过滤，从而除去裂变产物固体，以获得过滤的燃料盐；并且将过滤的燃料盐转移至反应堆芯。在引发可裂变燃料盐的裂变之前，至少一种放射性同位素可以以足以获得具有小于1.0的优值(figureofmerit)的可裂变燃料盐的量添加至可裂变燃料盐。可裂变燃料盐中的氯离子可以具有37cl与总cl的第一比率，该第一比率不同于37cl与总cl的天然存在的比率。可裂变燃料盐可以包含ucl4以及ucl3和nacl中的一种或更多种，并且ucl4在可裂变燃料盐中的摩尔分数是从13mol％ucl4至71mol％ucl4。部分地，本公开内容描述了用于从核反应发电的核反应堆设施。反应堆设施可以包括反应堆芯，所述反应堆芯容纳可裂变燃料盐，可裂变燃料盐具有按摩尔分数计至少0.01％ucl4，并且其中燃料盐具有小于800℃的熔点和按重量计约61％的铀含量。例如，反应堆设施可以包括反应堆芯，所述反应堆芯容纳可裂变燃料盐，所述可裂变燃料盐具有按摩尔分数计至少5％ucl4，并且其中燃料盐具有小于600℃的熔点。反应堆设施还可以包括热交换器，热交换器适于将热从燃料盐转移至冷却剂。ucl4在燃料盐中的摩尔分数可以是从5mol％ucl4至100％ucl4、从13％ucl4至71％ucl4、从0％ucl3至34％ucl3或从12％nacl至67％nacl。燃料盐的熔点可以是从330℃至550℃、从338℃至500℃或从338℃至450℃。在核反应堆中，热交换器可以在反应堆芯的外部并且核反应堆还包括第一管道，其将反应堆芯的出口流体地连接至热交换器的入口并且允许燃料盐从反应堆芯流动至热交换器。核反应堆还可以包括第二管道，其将反应堆芯的入口流体地连接至热交换器的出口并且允许冷却的燃料盐从热交换器流动至反应堆芯。核反应堆可以包括至少一个泵，其适于当燃料盐处于熔融状态时移动燃料盐。核反应堆可以包括涡轮机，涡轮机适于将冷却剂中的热能转换成机械能；以及发电机，其连接至适于将机械能转换成电功率的涡轮机。还可以包括如在附图中图示的另外的部件。部分地，本公开内容描述了具有修改的量的37cl的方法和燃料盐。公开了用于使用熔融氯化物燃料盐(moltenchloridefuelsalt)操作核反应堆的方法。该方法包括：确定核反应堆的目标有效中子倍增因数(targeteffectiveneutronmultiplicationfactor)；产生改性的熔融氯化物燃料盐，在该改性的熔融氯化物燃料盐中具有37cl与总cl的第一比率，该改性的熔融氯化物燃料盐在用于核反应堆中时实现目标有效中子倍增因数，第一比率不同于37cl与总cl的天然存在的比率；以及操作具有改性的熔融氯化物燃料盐的核反应堆。该方法还可以包括：使用在燃料中具有37cl与总cl的第二比率的初始熔融氯化物燃料盐，确定反应堆的初始有效中子倍增因数；将初始有效中子倍增因数与目标有效中子倍增因数比较；以及基于比较操作的结果计算第一比率。改性的熔融氯化物燃料盐可以包括多种不同的氯化物化合物，所述多种不同的氯化物化合物包括第一裂变氯化物盐化合物和第一非裂变氯化物盐化合物，并且该方法的产生操作还可以包括：产生第一裂变氯化物盐化合物，其具有37cl与总cl的第二比率；产生第一非裂变氯化物盐化合物，其具有37cl与总cl的第三比率；以及使第一裂变氯化物盐化合物和第一非裂变氯化物盐化合物以合适的量组合，以获得改性的熔融氯化物燃料盐，该改性的熔融氯化物燃料盐具有在改性的熔融氯化物燃料盐中的37cl与总cl的第一比率。多种不同的氯化物化合物可以包括第一裂变氯化物盐化合物、第一非裂变氯化物盐化合物以及第二裂变氯化物盐化合物，并且该方法还可以包括：产生具有37cl与总cl的第四比率的第二裂变氯化物盐化合物；以及使第一裂变氯化物盐化合物、第一非裂变氯化物盐化合物和第二裂变氯化物盐化合物以合适的量组合，以获得改性的熔融氯化物燃料盐，该改性的熔融氯化物燃料盐具有在改性的熔融氯化物燃料盐中的37cl与总cl的第一比率。第一裂变氯化物化合物可以选自ucl4、ucl3、ucl3f以及ucl2f2。第一非裂变氯化物化合物可以选自nacl、mgcl2、cacl2、bacl2、kcl、srcl2、vcl3、crcl3、ticl4、zrcl4、thcl4、accl3、npcl4、amcl3、lacl3、cecl3、prcl3和/或ndcl3。改性的熔融氯化物燃料盐可以选自ucl4、ucl3、ucl3f、nacl及其任何混合物。改性的熔融氯化物燃料盐可以选自34mol％ucl3和66mol％nacl的混合物；47.7％ucl4和52.3％nacl的混合物；71ucl4-17ucl3-12nacl的混合物；以及40.5％ucl4、17％ucl3和42.5％nacl的混合物。还公开了一种改性的氯化物燃料，该改性的氯化物燃料包含可裂变燃料盐，所述可裂变燃料盐在燃料盐中具有大于25mol％的37cl与总cl的比率。改性的氯化物燃料盐可以具有在燃料盐中大于75mol％的37cl与总cl的比率。改性的氯化物燃料盐还可以具有在燃料盐中大于选自以下的值的37cl与总cl的比率(以mol％计)：30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％以及99％。部分地，本公开内容还描述了铀氯氟化物燃料盐(uraniumchloridefluoridefuelsalt)。描述了一种熔融盐反应堆，该熔融盐反应堆包括反应堆芯，所述反应堆芯容纳燃料盐，其中燃料盐是从1mol％-100mol％ucl3f。燃料盐可以是从15mol％-20mol％ucl3，并且其余是从35mol％-45mol％nacl和35mol％-45mol％ucl3f。燃料盐可以是至少5mol％ucl3f。燃料盐还可以包含ucl4、ucl3、ucl2f2、thcl4、ubr3、ubr4、uclf3以及非裂变氯化物化合物中的一种或更多种。非裂变氯化物化合物可以选自nacl、mgcl2、cacl2、bacl2、kcl、srcl2、vcl3、crcl3、ticl4、zrcl4、thcl4、accl3、npcl4、amcl3、lacl3、cecl3、prcl3和/或ndcl3。本公开内容还描述了用于熔融燃料反应堆的燃料盐，所述燃料盐由至少可检测量的ucl3f以及ucl4f、ucl3、ucl2f2、uclf3和非裂变盐中的一种或更多种组成，非裂变盐选自nacl、mgcl2、cacl2、bacl2、kcl、srcl2、vcl3、crcl3、ticl4、zrcl4、thcl4、accl3、npcl4、amcl3、lacl3、cecl3、prcl3以及ndcl3，其中燃料盐具有低于800℃的熔融温度。燃料盐可以具有低于550℃的熔融温度。部分地，本公开内容还描述了钍氯化物燃料盐。描述了用于熔融燃料反应堆的燃料盐，该燃料盐包含至少可检测量的thcl4和ucl4、ucl3、ucl3f中的一种或更多种。燃料盐还可以包含选自以下的一种或更多种非裂变盐：nacl、mgcl2、cacl2、bacl2、kcl、srcl2、vcl3、crcl3、ticl4、zrcl4、thcl4、accl3、npcl4、amcl3、lacl3、cecl3、prcl3和ndcl3。燃料盐的熔点可以低于550℃。公开了能够支持增殖和燃烧反应同时呈熔融状态的燃料盐的实施方案。增殖和燃烧反应指的是当反应消耗(燃烧)裂变燃料时从增殖性燃料(fertilefuel)(例如，th、天然u和/或贫化u)产生(增殖(breed))新的裂变燃料的反应。在公开的燃料盐中的某些中，燃料盐中的氯化物富集有37cl。本公开内容还描述了用于熔融燃料反应堆的燃料盐，该燃料盐由至少可检测量的thcl4以及ucl4、ucl3、ucl3f和非裂变盐中的一种或更多种组成，非裂变盐选自nacl、mgcl2、cacl2、bacl2、kcl、srcl2、vcl3、crcl3、ticl4、zrcl4、thcl4、accl3、npcl4、amcl3、lacl3、cecl3、prcl3以及ndcl3，其中燃料盐具有低于800℃的熔融温度。部分地，本公开内容还描述了溴化物燃料盐。公开了一种可裂变燃料盐，该可裂变燃料盐包含可检测量的ucl3f、ubr3或ubr4中的至少一种。可裂变燃料盐可以是ubr3、ubr4和nabr的混合物。溴化物燃料盐可以具有高于330℃且低于800℃的熔点。铀物质例如ubr3和ubr4中的至少一种可以具有修改量的235u。公开了燃料盐，其中ubr3和ubr4中的至少一种具有被富集至高于19％235u的铀。燃料盐可以是17ubr3-71ubr4-12nabr，并且ubr3和ubr4中的任一者或两者中的铀可以被富集至19.99％235u。燃料盐中的溴化物可以富集有79br或81br。例如，燃料盐中大于90％、95％、98％、99％或99.9％的溴离子可以是79br或81br。部分地，本公开内容还描述了使用氯化铵的ucl4合成。描述了用于制造铀氯化物燃料盐(uraniumchloridefuelsalt)的方法。该方法包括：提供uo2和nh4cl的混合物；在足以产生至少某些(nh4)2ucl6的条件下使混合物暴露于hcl；以及将(nh4)2ucl6加热至一温度并且持续足以将(nh4)2ucl6中的至少某些转化成ucl4的时间段。该方法可以包括在hcl的存在下将混合物加热至一温度并且持续足以产生至少某些(nh4)2ucl6的时间段。该方法还可以包括在hcl的存在下将混合物加热至100℃持续至少一小时。该方法还可以包括将(nh4)2ucl6加热至从200℃-500℃。该方法还可以包括将(nh4)2ucl6加热至从250℃-350℃或将(nh4)2ucl6加热至高于200℃但低于熔融(nh4)2ucl6/ucl4的温度的温度。该方法可以包括在足以产生hcl气体的条件下使无水cacl2与含水hcl接触。该方法可以包括将无水cacl2的小球(pellet)置于反应堆中的含水hcl中，反应堆还容纳该混合物，并且将反应堆加热至100℃持续至少一小时。在该方法中，hcl或nh4cl中的一个或更多个可以具有大于25％的37cl与总cl的比率。部分地，本公开内容还描述了若干ucl3-ucl4-nacl制造工艺和系统。公开了用于制造铀氯化物燃料盐的方法，所述方法包括：在允许形成ucl4的条件下使一定体积的uo2与氯和一氧化碳接触，从而获得一定量的ucl4；在允许形成nacl的条件下使一定体积的na2co3与氯和一氧化碳接触，从而获得一定量的nacl；在允许形成ucl3的条件下使一定体积的si与ucl4接触，从而获得一定量的ucl3；以及使nacl中的至少某些与ucl3、ucl4中的任一者或两者中的至少某些适当地混合，以实现期望的铀氯化物燃料盐。该方法可以包括在接触操作中的一个或更多个中使用富集氯(enrichedchlorine)。富集氯可以具有大于24mol％的37cl同位素。该方法可以包括使一定体积的固体uo2与气态氯和气态一氧化碳接触。该方法还可以包括使一定体积的固体na2co3与气态氯和气态一氧化碳接触。该方法可以包括使一定体积的固体si与液体ucl4接触。还公开了用于制造铀氯化物燃料盐的另一种方法。此方法包括：制备具有uo2的第一容器、具有na2co3的第二容器以及具有si的第三容器；使cl2和co通过第一容器和第二容器，从而将uo2中的至少某些转化成ucl4并且将na2co3中的至少某些转化成nacl；调节第一容器的压力和/或温度以使至少某些ucl4升华，同时将uo2保持为固体；将ucl4气体中的至少某些转移到第二容器中；调节第二容器的压力和/或温度以将ucl4和nacl转化成液体混合物，同时将na2co3保持为固体；以及在适合于产生至少某些液体ucl3和气态sicl4的条件下，将ucl4和nacl的液体混合物中的至少某些转移到第三容器中，从而产生液体ucl3-ucl4-nacl燃料盐混合物。该方法还可以包括在传送cl2和co操作中使用富集氯。富集氯可以具有大于25mol％37cl同位素。该方法可以被控制以在ucl3-ucl4-nacl燃料盐混合物中获得期望的相对量的ucl3、ucl4和nacl。在该方法中，uo2中的全部或大部分可以被转化成ucl4和/或si的全部或大部分可以被转化成sicl4。还公开了用于制造铀氯化物燃料盐的系统。该系统包括：容纳uo2的容器；容纳na2co3的容器；cl2气体源；以及co气体源；其中容纳uo2的容器和容纳na2co3的容器被连接以接收cl2气体和co气体。该系统还可以包括容纳si的容器，该容纳si的容器连接至容纳uo2的容器和容纳na2co3的容器中的一个或两者。还可以包括环境控制系统，该环境控制系统能够充分地调节容纳uo2的容器中的压力和/或温度以使ucl4升华并且充分地调节容纳na2co3的容器的压力和/或温度以使ucl4和nacl熔融。容纳uo2的容器还可以被连接至容纳na2co3的容器，使得气体可以可控地从容纳uo2的容器转移至容纳na2co3的容器，并且容纳na2co3的容器可以被连接至容纳si的容器，使得液体可以可控地从容纳na2co3的容器转移至容纳si的容器。在该系统中，从cl2气体源获得的cl2气体可以是具有不同于24mol％的37cl2与总cl2的比率的改性的cl2气体。改性的cl2气体可以具有大于25mol％的37cl2与总cl2的比率，或改性的cl2气体可以具有小于23mol％的37cl2与总cl2的比率。部分地，本公开内容还描述了快谱熔融盐核反应堆(fastspectrummoltensaltnuclearreactor)，所述快谱熔融盐核反应堆包括反应堆芯区段，所述反应堆芯区段包括燃料输入部(fuelinput)和燃料输出部(fueloutput)，其中燃料输入部和燃料输出部被布置成使熔融氯化物核燃料盐流经反应堆芯区段。熔融氯化物核燃料盐包括ucl4以及另外的铀氯化物盐或另外的金属氯化物盐中的至少一种的混合物，所述混合物具有按摩尔分数计大于5％的ucl4含量。在核反应堆中，ucl4和至少一种另外的金属氯化物盐的混合物中的铀浓度可以是按重量计大于61％。另外的铀氯化物盐可以是ucl3。混合物可以具有82ucl4-18ucl3、17ucl3-71ucl4-12nacl或50ucl4-50nacl的组成。另外的金属氯化物可以包括以下中的至少一种：nacl、mgcl2、cacl2、bacl2、kcl、srcl2、vcl3、crcl3、ticl4、zrcl4、thcl4、accl3、npcl4、amcl3、lacl3、cecl3、prcl3或ndcl3。混合物可以具有处于或低于另外的金属氯化物盐的沉淀浓度的另外的金属氯化物盐浓度，和/或可以具有低于800摄氏度的温度的熔融温度。混合物还可以具有高于330摄氏度的温度的熔融温度。增殖和燃烧行为可以在熔融氯化物核燃料盐中用铀-钚循环来确定。在熔融氯化物核燃料中的氯可以被改性，使得熔融氯化物燃料盐在熔融氯化物燃料盐中具有37cl与总cl的第一比率，所述熔融氯化物燃料盐在用于核反应堆中时实现目标有效中子倍增因数，其中第一比率不同于37cl与总cl的天然存在的比率。部分地，本公开内容还描述了用于给快谱熔融盐核反应堆加燃料的方法。该方法包括：提供一定体积的ucl4；提供一定体积的另外的铀氯化物盐或另外的金属氯化物盐中的至少一种；使所述一定体积的ucl4与所述一定体积的另外的铀氯化物盐或另外的金属氯化物盐中的至少一种混合，以形成具有按摩尔分数计大于5％的ucl4含量的熔融氯化物核燃料盐；以及将具有按摩尔分数计大于5％的ucl4含量的熔融氯化物核燃料盐供应至快谱熔融盐核反应堆的至少反应堆芯区段。另外的铀氯化物盐可以包含一定体积的ucl3。该方法还可以包括提供一定体积的以下中的至少一种：nacl、mgcl2、cacl2、bacl2、kcl、srcl2、vcl3、crcl3、ticl4、zrcl4、thcl4、accl3、npcl4、amcl3、lacl3、cecl3、prcl3或ndcl3。该方法的混合操作还可以包括使所述一定体积的ucl4与所述一定体积的另外的铀氯化物盐或另外的金属氯化物盐中的至少一种混合，以形成具有按摩尔分数计大于5％的ucl4含量和从330℃-800℃的熔融温度的熔融氯化物核燃料盐。混合操作可以包括形成具有82ucl4-18ucl3、17ucl3-71ucl4-12nacl或50ucl4-50nacl的组成的熔融氯化物核燃料盐。混合操作还可以包括使所述一定体积的ucl4与所述一定体积的另外的铀氯化物盐或另外的金属氯化物盐中的至少一种在快谱熔融盐核反应堆的内部混合，和/或使所述一定体积的ucl4与所述一定体积的另外的铀氯化物盐或另外的金属氯化物盐中的至少一种在快谱熔融盐核反应堆的外部混合。该方法可以包括控制熔融氯化物核燃料盐中的37cl与总cl的第一比率，所述熔融氯化物核燃料盐当用于核反应堆中时实现目标有效中子倍增因数，第一比率不同于37cl与总cl的天然存在的比率。还描述了用于快谱熔融盐核反应堆中的熔融氯化物燃料盐，该熔融氯化物燃料盐通过上文描述的方法制备、具有按摩尔分数计大于5％的ucl4含量。部分地，本公开内容还描述了ucl3f燃料盐制造工艺。该方法包括：制备第一量的ucl4；制备第二量的uf4；使三份ucl4与一份uf4组合；以及使组合的ucl4和uf4混合持续一段时间以获得ucl3f。混合还可以包括使组合的ucl4和uf4在以下中的一种或更多种中混合：球磨机、棒磨机、自磨机、sag磨机、砾磨机(pebblemill)、辊式研磨机以及捣磨机。混合可以包括使组合的ucl4和uf4在惰性气体环境中混合。ucl4和uf4可以组合和混合，同时处于固态或同时处于液态。部分地，本公开内容还描述了另一种ucl3f制造方法。该方法包括：提供uo2、nh4hf2和nh4cl的混合物；在足以产生至少某些(nh4)2ucl5f的条件下使混合物暴露于hcl；以及将(nh4)2ucl5f加热至一定温度并且持续足以将(nh4)2ucl5f中的至少某些转化成ucl3f的一段时间。在该方法中，使混合物暴露于hcl可以包括在hcl的存在下将混合物加热至一定温度并且持续足以产生至少某些(nh4)2ucl5f的一段时间，例如在hcl的存在下将混合物加热至100℃持续至少一小时。该方法可以包括将(nh4)2ucl5f加热至200℃-500℃或至250℃-350℃。加热可以包括将(nh4)2ucl5f加热至高于200℃但低于使(nh4)2ucl5f或ucl4熔融的温度的温度。在该方法中，使混合物暴露于hcl可以包括在足以产生hcl气体的条件下使无水cacl2与含水hcl接触，并且还可以包括将无水cacl2的小球置于反应堆中的含水hcl中，反应堆还容纳该混合物，并且将反应堆加热至100℃持续至少一小时。在该方法中，hcl或nh4cl中的一种或更多种具有大于25％的37cl与总cl的比率。部分地，本公开内容还描述了用于减少来自盐燃料的腐蚀的各种技术。公开了减少核反应堆的腐蚀的方法，其中使用呈盐形式的核燃料，所述盐具有第一阴离子和可裂变阳离子。该方法包括：确定与熔融盐接触的核反应堆中的材料；基于确定的材料，确定该材料中的至少一种材料阳离子；以及在核燃料中包含腐蚀抑制盐(corrosioninhibitingsalt)，腐蚀抑制盐由第一阴离子和材料阳离子组成。在该方法中，在核燃料中可以包含可以溶解的最大量的腐蚀抑制盐。例如，材料可以是钼合金并且材料阳离子可以是钼。可选择地，材料可以是镍合金并且材料阳离子可以是镍和/或材料可以是铁合金并且材料阳离子可以是铁。同样地，材料可以是铬合金并且材料阳离子可以是铬。在该方法中，第一阴离子可以选自cl、f及其组合。部分地，本公开内容还描述了燃料监测技术。例如，公开了操作熔融盐核反应堆的方法，所述方法包括：保持核反应堆的反应堆芯中的熔融盐中的增殖和燃烧行为；使用形态分析法(speciationmethod)分析至少某些熔融盐，以确定分子在熔融盐中的至少一种浓度；以及基于确定的至少一种浓度调节核反应堆的操作参数。在该方法中，分析可以包括使用以下中的一种或更多种分析至少某些熔融盐：拉曼光谱学、吸收光谱学(absorbancespectroscopy)、激光烧蚀光谱学(laserablationspectroscopy)、激光诱导分解光谱学(laserinducedbreakdownspectroscopy)、ir光谱学以及电化学。该方法还包括使用拉曼探针(ramanprobe)监测，并且拉曼探针可以位于反应堆芯的内部或外部。分析还可以包括：从反应堆芯中除去至少某些熔融盐；分析至少某些熔融盐；以及在分析之后，将至少某些熔融盐返回至反应堆芯。操作参数选自以下中的一种或更多种：温度、燃料盐替换速率(fuelsaltreplacementrate)、替代元件(displacementelement)的位置、燃料盐的反应性以及添加剂至反应堆芯的进料速率。部分地，本公开内容还描述了用于在熔融盐核反应堆中使用冷冻塞(freezeplug)的技术。本公开内容描述了快谱熔融盐核反应堆，快谱熔融盐核反应堆包括：反应堆芯区段，其适于容纳核燃料盐，核燃料盐处于高于核燃料盐的熔点的第一温度；进入端口(accessport)，其允许进入反应堆芯；以及冷冻塞，其在进入端口中，防止流经进入端口。冷冻塞由以下材料制成，该材料在第一温度下是固体的、与核燃料盐不反应的，并且材料还具有处于高于第一温度的第二温度的熔点。中子毒物供应部(neutronpoisonsupply)可以经由进入端口连接至反应堆芯，使得当冷冻塞材料熔融时，中子毒物中的至少某些通过进入端口流入反应堆芯区段中。中子毒物供应部可以位于反应堆芯区段上方，使得在冷冻塞熔融后，中子毒物在重力下流入反应堆芯区段中。贮罐(dumptank)可以经由进入端口连接至反应堆芯，使得在冷冻塞熔融后，熔融燃料盐流入贮罐中。贮罐可以位于反应堆芯区段下方，使得在冷冻塞熔融后，熔融燃料盐在重力下流入贮罐中。反应堆芯区段中的核燃料盐可以保持在第一压力下并且贮罐保持在小于第一压力的第二压力下，使得在冷冻塞熔融后，熔融燃料盐在压力下流入贮罐中。本公开内容还描述了主动保持的冷冻塞(actively-maintainedfreezeplug)在熔融盐核反应堆中的用途。描述了一种快谱熔融盐核反应堆，快谱熔融盐核反应堆具有：反应堆芯区段，其适于容纳核燃料盐，核燃料盐处于高于核燃料盐的熔点的第一温度；进入端口，其允许进入反应堆芯；安全材料，其在进入端口中，具有从第一温度和小于第一温度的第二温度的熔点；以及冷却部件，其适于将呈固体形式的安全材料保持在第二温度下，从而防止流经进入端口。冷却部件可以是主动部件(activecomponent)，该主动部件需要来自电源的功率以将安全材料的温度保持在第二温度下。反应堆可以包括控制器，控制器基于核燃料盐的温度的分析或某些故障条件的检测断开冷却部件的功率。中子毒物供应部可以经由进入端口连接至反应堆芯，使得在安全材料熔融后，中子毒物流入反应堆芯区段中。中子毒物供应部可以位于反应堆芯区段上方，使得在安全材料熔融后，中子毒物在重力下流入反应堆芯区段中。部分地，本公开内容还描述了用于与燃料盐一起使用的抗增殖技术(anti-proliferationtechnique)。公开了操作熔融盐核反应堆的方法，所述方法包括：用一定量的核燃料盐以小于阈值量的每单位质量的第一活性装载熔融盐核反应堆的反应堆芯区段；在引发核燃料盐的核反应之前，将至少一种放射性同位素添加至核燃料盐，使得所得到的混合物的每单位质量的活性等于或大于预先确定的阈值。阈值可以是在一米或更大处100拉德/小时、在一米或更大处500拉德/小时或在一米或更大处1000拉德/小时。放射性化合物可以包括铯-137或碘-121中的一种或更多种。在可选择的实施方案中，所选择的镧系元素或更多种所选择的镧系元素可以以使得实现等于或小于1.0的阈值fom的比例与熔融燃料盐108混合。可以选择小于0.99、0.98、0.97、0.96或0.95的更严格的fom阈值，并且可以添加镧系元素或改变裸露临界质量(barecriticalmass)m、热含量(heatcontent)h以及剂量d、fom等式的因数的其他成分。在某些实施方案中，小于0.95的fom阈值可能是期望的，例如小于0.9或0.8。本公开内容还描述了快谱熔融盐核反应堆，快谱熔融盐核反应堆包括：反应堆芯区段，其包括燃料输入部和燃料输出部，其中燃料输入部和燃料输出部被布置成在使快谱熔融盐核反应堆启动时，使熔融核燃料盐和至少一种镧系元素的混合物流经反应堆芯区段。至少一种镧系元素可以包括la、ce、pr或nd中的一种或更多种。混合物可以通过使熔融核燃料盐与至少一种镧系元素氯化物混合来形成。至少一种镧系元素氯化物可以包括以下中的至少一种：lacl3、cecl3、prcl3或ndcl3。熔融核燃料盐和至少一种镧系元素的混合物可以具有按重量计从0.1％至10％或按重量计从4％至8％的镧系元素浓度。熔融核燃料盐和至少一种镧系元素的混合物可以在快谱熔融盐核反应堆的外部或快谱熔融盐核反应堆的内部形成。燃料输入部和燃料输出部可以被布置成在实现快谱熔融盐核反应堆中选定的反应性阈值之前，使熔融核燃料盐和至少一种镧系元素的混合物流经反应堆芯区段。燃料输入部和燃料输出部可以被布置成在实现快谱熔融盐核反应堆的选定的临界性之前，使熔融核燃料盐和至少一种镧系元素的混合物流经反应堆芯区段。燃料输入部和燃料输出部可以被布置成在快谱熔融盐核反应堆中产生选定量的钚之前，使熔融核燃料盐和至少一种镧系元素的混合物流经反应堆芯区段。熔融核燃料盐可以是第一铀氯化物、第二铀氯化物或另外的金属氯化物中的至少两种的混合物。另外的金属氯化物可以包括以下中的至少一种：nacl、mgcl2、cacl2、bacl2、kcl、srcl2、vcl3、crcl3、ticl4、zrcl4、thcl4、accl3、npcl4或amcl3。第一铀氯化物或第二铀氯化物中的至少一种可以包括ucl4、ucl3或ucl4和ucl3两者。讨论了特定的燃料盐组成，包括82ucl4-18ucl3、17ucl3-71ucl4-12nacl、50ucl4-50nacl以及34ucl3-66nacl。至少第一铀氯化物、第二铀氯化物和另外的金属氯化物的混合物包含按摩尔分数计至少5％ucl4。至少第一铀氯化物、第二铀氯化物和另外的金属氯化物的混合物可以具有按重量计大于61％的铀浓度并且独立地可以具有从330-800摄氏度的熔点。本公开内容还描述了给快谱熔融盐核反应堆加燃料的方法，所述方法包括：提供熔融核燃料盐；提供至少一种镧系元素；在启动快谱熔融盐核反应堆之前，使熔融核燃料盐与至少一种镧系元素混合以形成镧系元素加载的熔融核燃料盐；以及将镧系元素加载的熔融核燃料盐供应至快谱熔融盐核反应堆的至少反应堆芯区段。提供熔融核燃料盐可以包括提供第一铀氯化物、另外的铀氯化物和另外的金属氯化物中的至少两种的混合物或提供ucl4、ucl3和另外的金属氯化物中的至少两种的混合物。另外的金属氯化物可以是以下中的至少一种：nacl、mgcl2、cacl2、bacl2、kcl、srcl2、vcl3、crcl3、ticl4、zrcl4、thcl4、accl3、npcl4或amcl3。熔融核燃料盐可以具有按摩尔分数计至少5％ucl4和/或可以具有按重量计大于61％的铀浓度。熔融核燃料盐可以具有从330摄氏度和800摄氏度的熔点。提供至少一种镧系元素可以包括：提供la、ce、pr或nd中的至少一种；提供呈镧系元素氯化物形式的至少一种镧系元素；和/或提供lacl3、cecl3、prcl3或ndcl3中的至少一种。使镧系元素加载的熔融核燃料盐混合可以包括：使熔融核燃料盐与至少一种镧系元素混合，以形成具有按重量计从0.1％至10％或按重量计从4％至8％的镧系元素浓度的镧系元素加载的熔融核燃料盐。该方法还可以包括使熔融核燃料盐与至少一种镧系元素在快谱熔融盐核反应堆的内部或外部混合。该方法还可以包括在实现快谱熔融盐核反应堆中选定的反应性阈值之前，使熔融核燃料盐与至少一种镧系元素混合以形成镧系元素加载的熔融核燃料盐。该方法还可以包括在实现快谱熔融盐核反应堆的临界性之前，使熔融核燃料盐与至少一种镧系元素混合以形成镧系元素加载的熔融核燃料盐。该方法还可以包括在快谱熔融盐核反应堆中产生选定量的钚之前，使熔融核燃料盐与至少一种镧系元素混合以形成镧系元素加载的熔融核燃料盐。本公开内容还描述了通过上文描述的方法制备的用于快谱熔融盐核反应堆中的熔融燃料盐。本公开内容还描述了将来自熔融盐反应堆的包含气态裂变产物和固体裂变产物的辐照的燃料盐抛光的方法。该方法包括：将来自熔融盐反应堆的至少某些辐照的燃料盐转移至排放罐(draintank)；使从排放罐获得的燃料盐与载气接触，从而产生载体/裂变产物气体混合物和脱气的燃料盐，脱气的燃料盐相对于辐照的燃料盐具有减少量的气态裂变产物；将脱气的燃料盐过滤，从而除去裂变产物固体，以获得过滤的燃料盐；将过滤的燃料盐转移至排放罐；在过滤操作期间收集气态ucl4；将气态ucl4冷凝到从排放罐获得的燃料盐，以产生高浓度ucl4燃料盐；将高浓度ucl4燃料盐转移至排放罐；以及将至少某些现在抛光的燃料盐从排放罐转移至反应堆芯。该方法可以连续地进行或作为一系列批次操作进行。各种操作本身可以以任何顺序作为连续操作或作为批次操作进行。该方法可以包括从载体/裂变产物气体混合物中回收载气，所述载气可以是氦气。这还可以包括使载体/裂变产物气体混合物通过容纳活性炭的一个或更多个容器。该方法还可以或可选择地包括将载体/裂变产物气体混合物保持持续一段时间，直至选定的气态裂变产物例如135xe的浓度下降至低于预先确定的阈值。根据阅读以下详述以及检查相关附图，表征本文描述的系统和方法的这些特征以及优点和各种其它特征以及优点将是明显的。另外的特征在以下说明书中陈述，并且部分地从说明书中将是明显的或可以通过技术实践而得知。该技术的益处和特征将通过所书写的说明书和其权利要求书以及附图中特别指出的结构来识别和获得。应理解的是，前述一般的描述和以下详述两者均是解释性的，并且不意图提供如要求保护的本发明的另外的解释。附图简述形成本申请的一部分的以下附图图示所描述的技术，并且不意味着以任何方式限制如要求保护的本发明的范围，该范围应基于附于此的权利要求书。图1a-1g总体上描述用于以快谱增殖和燃烧模式操作的熔融盐核反应堆的新颖的实施方案。图2描述熔融盐核反应堆的不同配置。图3图示用于产生针对特定反应堆定制的燃料的方法的实施方案。图4图示对于ucl3-ucl4-nacl燃料盐计算的三元相图。图5图示利用66nacl-34ucl3组成关于图1a-1f中图示的反应堆的较大反应堆芯区段的作为时间的函数建模的k有效。图6图示根据本公开内容的一个或更多个实施方案的表示示例性操作的工艺流程，该示例性操作与给快谱熔融盐核反应堆加燃料有关。图7图示用于主要cl和br同位素的(n,γ)捕获横截面(capturecrosssection)。图8图示用于17ubr3-71ubr4-12nabr和19.99％235u富集的溴化物燃料盐实施方案的增殖和燃烧曲线的建模结果。图9图示制造包含ucl4的燃料盐的方法的实施方案。图10图示基于图9的方法制造包含ucl4的燃料盐的协调法的实施方案。图11图示适合用于进行图10的方法的接触容器及其连接的示意图。图12图示使用熔融核燃料减少核反应堆的腐蚀的方法的实施方案。图13列出可能适用作熔融盐核反应堆中的面向燃料盐的材料的某些合金。图14图示操作熔融盐核反应堆的方法。图15图示用于产生燃料盐的方法的实施方案，所述燃料盐通过添加一种或更多种放射性同位素具有减少的武器应用。图16图示用于使用氯化铵制造ucl4的方法的实施方案。在示出的方法1600的实施方案中，在铀制备操作1602中产生固体uo2和nh4cl的混合物。图17图示用于制造ucl3f的方法的实施方案。图18图示用于制造ucl3f的另一种方法的实施方案。图19图示利用排放罐用于燃料抛光的抛光系统的实施方案。图20图示废气处理系统例如图19中的废气处理系统1922的实施方案，该废气处理系统适合用于处理由熔融盐反应堆产生的气态裂变产物。图21图示基于图19和图20中描述的系统用于抛光燃料盐的方法的实施方案。详述本公开内容描述了可用于某些熔融盐反应堆设计及相关的系统和方法的核燃料盐的实施方案。描述了铀以及其他可裂变元素的二元、三元和四元氯化物燃料盐。此外，公开了uclxfy的燃料盐以及溴化物燃料盐。本公开内容还呈现用于制造此类燃料盐、用于产生减少反应堆部件的腐蚀的盐以及用于产生不适合用于武器应用的燃料盐的方法和系统。本公开内容涉及快谱熔融盐增殖和燃烧核反应堆燃料以及燃料制造、燃料管理和燃料使用的方法。与熔融盐核裂变反应堆相关的许多历史研究和当前研究聚焦于基于铀和基于钍的氟盐。由于两个关键方面，熔融氯化物明显不同于基于氟化物的盐。首先，氯化物可以比氟化物稍微更不温和，特别是如果氯化物富集有37cl同位素。其次，氯化物在具有合理的熔点的混合物中提供非常高的重金属浓度的可能性。这是允许在快中子谱中利用铀氯化物盐混合物的方面。氟化物盐典型地包含不大于10-12mol％重金属。历史上提出的氟盐混合物典型地包含63mol％-72mol％lif(富集至99.997％7li)、16mol％-25mol％bef2、6.7mol％-11.7mol％thf4和仅0.3mol％uf4(重金属是按重量计40％-45％)的摩尔浓度。此类盐在500℃下熔融。相比之下，此处提出的氯化物盐的一个实施方案具有17ucl3-71ucl4-12nacl(按重量计62％重金属)的组成，并且该氯化物盐也在500℃下熔融，如在下文更详细地讨论的。本公开内容的某些燃料实施方案可以提供平衡或准平衡增殖和燃烧行为，而其它实施方案提供非平衡增殖和燃烧行为，而不再加工燃料盐。这是值得注意的，因为现有熔融盐反应堆设计在没有化学分离反应堆中的燃料盐的情况下不能实现平衡增殖和燃烧行为，这需要不间断地化学再加工燃料盐。例如，本公开内容公开了但不限于熔融氯化物燃料盐，其适合用于显示平衡增殖和燃烧行为、准平衡增殖和燃烧行为和/或非平衡增殖和燃烧行为的快谱反应堆。在实施方案中，可能需要很少再加工或不需要再加工，并且可以使用的多少的再加工可以仅是物理再加工(例如，副产物的物理分离，例如通过气体鼓泡(gassparging)和/或过滤)。本公开内容的熔融燃料盐的各个实施方案可以包括第一铀氯化物盐、第二铀氯化物盐和/或另外的金属氯化物盐的混合物。本公开内容的某些实施方案提供了具有按摩尔分数计高于5％的四氯化铀(ucl4)含量水平的熔融燃料盐，这帮助在熔融燃料盐中确定高重金属含量(例如，按重量计高于61％)，同时保持可操作的熔融温度。包括ucl4的实施方案可以通过ucl4和三氯化铀(ucl3)和/或另外的金属氯化物(例如，nacl)的混合物形成，使得实现合意的重金属含量水平和熔融温度(例如，330℃-800℃)。由于通过本公开内容的熔融燃料盐可实现的高水平的裂变含量和易于进入熔融燃料盐，合意的是提供关于本公开内容的燃料的非增殖测量。本公开内容的某些实施方案提供熔融燃料盐，其预加载(pre-load)(即，在启动之前加载)有一种或更多种选定的镧系元素以增大初始盐的活性。此外，除非随后分离，否则镧系元素将充当燃料中的中子毒物，并且因此降低用于武器级别目的的镧系元素加载的燃料的合意性。熔融盐反应堆在更详细地讨论燃料盐实施方案之前，适合用于使用燃料盐实施方案的熔融燃料盐反应堆的一般部件的简要讨论将是有帮助的。图1a-1f总体上描述用于以快谱增殖和燃烧模式操作的熔融盐核反应堆100的新颖的实施方案。图2描述熔融盐核反应堆200的不同配置。这些仅仅是实例以提供讨论本文描述的燃料实施方案的上下文，并且读者应当理解，可能任何熔融燃料核反应堆可以适于使用下文描述的燃料实施方案。虽然各种氟化物盐可以被用于如下文描述的熔融盐核反应堆中，但基于氟化物的燃料盐通常显示以下重金属浓度，该重金属浓度明显低于用本公开内容中描述的基于氯化物的燃料盐和基于氯化物氟化物的燃料盐可以实现的重金属浓度。图1a图示根据本公开内容的一个或更多个实施方案的熔融盐快谱核反应堆100的简化示意图。在一个实施方案中，反应堆100包括反应堆芯区段102。反应堆芯区段102(其还可以被称为“反应堆容器”)包括燃料输入部104和燃料输出部106。燃料输入部104和燃料输出部106被布置成使得在操作期间，熔融燃料盐108的流动通过反应堆芯区段102来确定。例如，燃料输入部104和/或燃料输出部106可以分别由充当会聚喷嘴(convergingnozzle)和发散喷嘴(divergingnozzle)的圆锥形区段组成。在这方面，熔融燃料108通过反应堆芯区段102的体积从反应堆芯区段102的输入部104流体地运输至输出部106。尽管图1a用箭头示出流体燃料流动，但应理解的是，流动方向可以针对不同的反应堆和设备配置被适当地修改。具体地，图1a示出流体燃料108从中心芯区中的“底部”流动至“顶部”，并且可选择的设备可以产生和/或保持流体燃料108从中心芯区中的顶部朝向底部流动。反应堆芯区段102可以具有适合用于反应堆芯区段102中的熔融燃料盐108中确定临界性的任何形状。通过非限制性实例的方式，反应堆100可以包括但不限于如在图1a中描绘的长形的芯区段。此外，反应堆芯区段102可以具有任何横截面形状。通过非限制性实例的方式，反应堆芯区段102可以具有但不是必需具有圆形横截面、椭圆形横截面或多边形横截面。反应堆芯区段102的尺寸被选择，使得当熔融燃料盐108流经反应堆芯区段102时在熔融燃料盐108中实现临界性。临界性指的是其中核燃料维持裂变链反应的操作状态，即在燃料中中子的产生速率至少等于中子被消耗(或损失)的速率。例如，在长形的芯区段的情况下，长形的芯区段的长度和横截面积可以被选择，以便确定反应堆芯区段102中的临界性。应注意，对于确定临界性必需的特定尺寸至少是包含在反应堆100中的裂变材料、增殖性材料和/或载体盐的类型的函数。熔融燃料核反应堆的原理在leblanc于2008年5月9日提交的美国专利申请第12/118,118号中描述，该专利申请以整体并入本文。反应堆芯区段102由适合用于熔融盐核反应堆的任何材料形成。例如，反应堆芯区段102的本体部分(bulkportion)可以由但不是必需由一种或更多种钼合金、一种或更多种锆合金(例如，zircaloytm)、一种或更多种铌合金、一种或更多种镍合金(例如，hastelloytmn)或高温铁素体、马氏体或不锈钢以及类似物形成。还应注意的是，内表面可以涂覆有、镀覆有或内衬有一种或更多种另外的材料，以提供对腐蚀和/或辐射损伤的抗性，如本文另外进一步详细讨论的。在示出的实施方案中，反应堆100包括一级冷却剂系统110，其从反应堆芯102获取热，并且经由热交换器119将该热转移至在二级冷却剂系统120中的二级冷却剂126。在图1a中图示的实施方案中，熔融燃料盐108被用作一级冷却剂118。冷却通过以下来实现：以对于将反应堆芯102的温度保持在其操作范围内必需的速率，使由不间断的链反应(ongoingchainreaction)加热的熔融燃料盐108从反应堆芯102流动，并且使较冷却的熔融燃料盐108流入反应堆芯102中。在此实施方案中，调整一级冷却剂系统110，以当熔融燃料盐108在反应堆芯102的外部时将熔融燃料盐108保持在亚临界条件(subcriticalcondition)中。一级冷却剂系统110可以包括由管道114形成的一个或更多个一级冷却剂回路112。一级冷却剂系统110可以包括本领域已知的适合用于在熔融燃料盐环境中实施的任何一级冷却剂系统布置。一级冷却剂系统110可以使燃料108循环通过一个或更多个一级冷却剂回路112的一个或更多个管道114和/或流体转移组件，以便将由反应堆芯区段102产生的热转移至下游热驱动的发电装置和系统。为了简化的目的，单个一级冷却剂回路112在图1a中描绘。然而，本文应认识到，一级冷却剂系统110可以包括多个平行的一级冷却剂回路(例如，2-5个平行的回路)，每个一级冷却剂回路通过一级冷却剂电路(primarycoolantcircuit)携带选定部分的熔融燃料盐存量(inventory)。在可选择的实施方案(在图1g和图2中示出的实例)中，一级冷却剂系统110可以被配置成使得一级冷却剂118(不同于熔融燃料盐108)进入反应堆芯区段102(例如，主要容器(mainvessel))。在该实施方案中，燃料盐108不离开反应堆芯区段或主要容器，而是一级冷却剂118流入反应堆芯102中以将芯的温度保持在期望范围内。应注意，在该实施方案中，反应堆100可以包括在反应堆芯区段102或主要容器中的另外的热交换器(未示出)。在该实施方案中，二级冷却剂系统120可以是任选的，可用的热功率可以直接源自一级冷却剂系统110。在该实施方案中，一级冷却剂可以是具有合适的熔点的氯化物盐。例如，盐可以是氯化钠和氯化镁的混合物。在图1a中示出的实施方案中，一级冷却剂系统110包括一个或更多个泵116。例如，一个或更多个泵116可以流体地联接至一级冷却剂系统110，使得一个或更多个泵116通过一级冷却剂电路/反应堆芯区段电路驱动一级冷却剂118，在此情况下是熔融燃料108。一个或更多个泵116可以包括本领域中已知的任何冷却剂泵/燃料泵。例如，一个或更多个流体泵116可以包括但不限于流体地联接至一级冷却剂回路112的一个或更多个机械泵。通过另一实例的方式，一个或更多个流体泵116可以包括但不限于流体地联接至一级冷却剂回路112的一个或更多个电磁(em)泵。图1a还图示了反应堆100包括二级冷却剂系统120，所述二级冷却剂系统120经由一个或更多个热交换器119热联接至一级冷却剂系统110。二级冷却剂系统120可以包括由管道124形成的一个或更多个二级冷却剂回路122。二级冷却剂系统120可以包括本领域已知的适合用于在熔融燃料盐环境中实施的任何二级冷却剂系统布置。二级冷却剂系统120可以使二级冷却剂126循环通过一个或更多个二级冷却剂回路122的一个或更多个管道124和/或流体转移组件，以便将由反应堆芯区段102产生且经由一级热交换器119接收的热转移至下游热驱动的发电装置和系统。为了简化的目的，单个二级冷却剂回路124在图1a中被描绘。然而，本文中应认识到，二级冷却剂系统120可以包括多个平行的二级冷却剂回路(例如，2-5个平行的回路)，每个二级冷却剂回路通过二级冷却剂电路携带选定部分的二级冷却剂。应注意，二级冷却剂可以包括本领域已知的任何二级冷却剂。通过实例的方式，二级冷却剂可以包括但不限于液体钠。还应注意的是，虽然没有在图1a中描绘，但反应堆100可以包括任何数目的另外的或中间的加热系统/冷却系统和/或热转移电路。除了将反应堆芯102保持在其操作温度范围内之外，这样的另外的加热系统/冷却系统可以被提供用于各种目的。例如，三级加热系统(tertiaryheatingsystem)可以被提供用于反应堆芯102和一级冷却剂系统110，以允许包含固化的燃料盐的冷反应堆被加热到其中盐是熔融且可流动的操作温度。如图示的，其它辅助部件127也可以被用于一级冷却剂回路112。这样的辅助部件127可以包括一个或更多个过滤器或脱落盒(dropoutbox)，用于除去在操作期间从一级冷却剂118中沉淀的颗粒。为了从一级冷却剂118中除去不需要的液体，辅助部件127可以包括任何合适的液-液萃取系统，例如一个或更多个顺流混合器(co-currentmixer)或逆流混合器/沉降器平台、离子交换技术或气体吸收系统。为了气体除去，辅助部件127可以包括任何合适的气-液萃取技术，例如闪蒸室、蒸馏系统或气体汽提塔。下文更详细地讨论辅助部件的某些另外的实施方案。此处应注意，在反应堆100中利用各种金属盐例如金属氯化物盐可以随时间引起腐蚀和/或辐射降解。可以采取多种措施以便减轻腐蚀和/或辐射降解对反应堆100的各种面向盐的部件(例如，反应堆芯区段102、一级冷却剂管道114、热交换器119及类似物)的完整性的影响，所述面向盐的部件与燃料盐或其辐射直接或间接接触。在一个实施方案中，燃料流经反应堆100的一个或更多个部件的速度被限制于选定的燃料盐速度。例如，一个或更多个泵116可以通过反应堆100的一级冷却剂回路112以选定的燃料盐速度驱动熔融燃料108。应注意，在某些情况下，低于一定水平的流速可以对反应堆性能具有有害的影响，包括增殖过程和反应堆控制。通过非限制性实例的方式，在较低速度限值的情况下，在一级回路112(和一级冷却剂系统110的其它部分)中的总燃料盐存量可以超过合意的水平，因为当流速减小时，一级回路112的对应管道的横截面积按比例上升，以便保持通过一级回路112的合适的体积流量。同样地，非常低的速度限值(例如，1m/s)导致大的燃料盐芯外体积，并且可能负性地影响反应堆100的增殖过程和反应堆控制。此外，由于一级回路112和/或反应堆芯区段102的内表面的侵蚀和/或腐蚀，高于一定水平的流速可以不利地影响反应堆性能和寿命。同样地，合适的操作燃料盐速度可以提供在使侵蚀/腐蚀最小化所需的速度限值和管理芯外燃料盐存量所需的速度限值之间的平衡。例如，在熔融氯化物燃料盐的情况下，燃料盐速度可以被控制从2-20m/s，例如但不限于7m/s。图1b和图1c图示根据本公开内容的一个或更多个实施方案的具有保护层128的熔融盐快谱核反应堆100的简化示意图，所述保护层128布置在反应堆100的一个或更多个内表面上。在一个实施方案中，保护层128被布置在反应堆100的面向反应堆100的燃料盐108的一个或更多个表面上。保护层128可以提供对反应堆100的一个或更多个面向反应堆盐的表面的腐蚀和/或辐射降解的抗性。为了本公开内容的目的，对腐蚀和/或辐射降解抗性的材料被解释为对位于反应堆100的下面的裸露表面上方的腐蚀和/或辐射降解显示抗性的任何材料。保护层128可以包括适合用于将反应堆的内表面提供有对对应的核燃料盐的腐蚀抗性和/或辐射抗性的本领域已知的任何材料。因此，保护层128的材料可以取决于所使用的盐108而变化。在一个实施方案中，保护层128包括一种或更多种耐火金属。例如，保护层128可以包括但不限于以下中的一种或更多种：铌、钼、钽、钨或铼。在另一个实施方案中，保护层128包括一种或更多种耐火合金。例如，保护层128可以包括但不限于以下中的一种或更多种：钼合金(例如，钛-锆-钼(tzm)合金)、钨合金、钽、铌或铼。在另一个实施方案中，保护层128包括一种或更多种镍合金。在另一个实施方案中，保护层128包括碳化物，例如但不限于碳化硅。在实施方案中，保护层128通过将反应堆100的一个或更多个部分(例如，管道114或一级回路112)的内表面镀覆有选定的保护材料而形成。在另一个实施方案中，保护层128包括选定的保护材料的一个或更多个涂层，该一个或更多个涂层被布置在反应堆100的一个或更多个部分的内表面上。在又另一实施方案中，各个部件的本体材料(bulkmaterial)可以用上文描述的保护材料中的一种或更多种形成。例如，一级冷却剂回路112的管道114可以包括但不限于tzm管道。在一个实施方案中，如在图1b中所示出的，反应堆芯区段102的内部面向盐的表面包括保护层128。例如，反应堆芯区段102的容器可以由钢或锆合金形成，其中耐火合金镀层或镍合金镀层布置在反应堆芯区段102的内部面向盐的表面上以形成保护层128。例如，反应堆芯区段102可以包括但不限于具有从约5-7mm厚度的基于钼的保护层128，其中反应堆芯区段102的容器具有约9-11cm厚的壁厚。类似地，如在1c中所示出的，一级冷却剂回路112的管道114的面向盐的表面(其可以是管道或其他部件的内表面和/或外表面)包括保护层128。例如，耐火合金镀层或镍合金镀层可以被布置在一级冷却剂回路112的管道114的面向盐的表面上以形成保护层128。图1d图示反应堆100的反射器组件130的示意图。反射器组件130适合用于将从反应堆芯区段102发射的中子反射回到燃料盐108中。在一个实施方案中，反射器组件130被布置在反应堆芯区段102的外表面处，使得反射器组件130环绕反应堆芯102的至少一部分。在所示出的实施方案中，通过反射器组件130反射回到反应堆芯区段102中的中子可以有助于保持反应堆芯区段102中的临界性和/或来自增殖性进料材料的裂变燃料的增殖。通过减少中子的此类损失，可以减少对于临界性必需的燃料盐的量，因此可以减小反应堆芯102的尺寸。反射器组件130可以由适合用于中子反射的本领域已知的任何材料形成。例如，反射器组件可以包括但不限于以下中的一种或更多种：锆、钢、铁、石墨、铍、碳化钨、铅、铅-铋及类似材料。图1e和图1f图示根据本公开内容的一个或更多个实施方案的由多个反射器模块132构建的反射器组件130。提到的是，在本公开内容的核反应堆100的某些操作温度下，多种中子反射材料将液化。例如，铅和铅-铋两者均是提供良好的中子反射特性的材料。然而，铅在约327℃下熔融，而铅-铋合金通常具有低于200℃的熔融温度。如本申请中别处提到的，反应堆100可以在从约330℃至800℃的温度范围内操作，该温度范围高于与铅和铅-铋合金相关的熔点。在一个实施方案中，反应堆模块132包括反射器容器以包含选定的中子反射材料133的液相，如在图1e和图1f中所示出的。反应堆模块132可以由本领域已知的任何材料形成，并且可以基于任一种或更多种设计功能的考量来选择，所述任一种或更多种设计功能包括温度抗性、耐腐蚀性、与其他组分和/或燃料的不反应性、耐辐射性、结构支撑(structuralsupport)、重量等等。在某些情况下，一个或更多个反射器容器可以由以下材料形成，所述材料对容器内部的反射器材料是大体上中子半透明的，和/或一个或更多个反射器容器可以由耐火的材料形成。例如，反射器模块132(例如，反射器容器)可以由一种或更多种耐火合金、一种或更多种镍合金或一种或更多种碳化物或石墨化合物形成。例如，用于形成反射器模块132和/或反射器容器的材料可以包括但不限于以下中的任一种或更多种组分或组合：一种或更多种钼合金(例如，tzm合金)、一种或更多种钨合金、一种或更多种钽合金、一种或更多种铌合金、一种或更多种铼合金、一种或更多种镍合金、碳化硅或石墨化合物以及类似物。反射器模块可以包括(include)(包含(contain)或由以下形成)：可以在操作温度下存在的一种或更多种调节化合物(moderatingcompound)(例如，石墨和/或铅)，并且反射器模块可以考量使较强的调节剂(moderator)(例如，石墨)和较弱的调节材料(例如，铅)平衡，并且可以被用于确定总的反射器中子谱。在一个实施方案中，反射器模块132被布置在反应堆芯区段102的外表面处并且分布跨过反应堆芯区段102的外表面。如在图1e和图1f的实施例中所示出的，反射器模块132在方位上被布置成跨过反应堆芯区段102的外表面。每个反射器模块132包含一定体积的中子反射液体(例如，铅、铅-铋或类似物)。在这方面，可以布置离散的反射器模块132以形成反应堆芯区段102的连续体积的中子反射液体133。虽然图1e和图1f描绘反射器模块132的方位布置，但这样的配置不应当被解释为限制性的。本文中提到的是，反射器模块132的任何几何布置和数目适合用于在本公开内容的反应堆100的环境中实施。例如，尽管未示出，但反射器模块132的组可以采取堆叠的环配置(stacked-ringconfiguration)，其中每个模块是填充有选定的中子反射液体的环。在这方面，模块132的组可以被堆叠，以便形成围绕芯区段102的中子反射体积。体积可以是球形的、圆柱形的，可以是矩形的、六边形的、八边形的、三角形的、五边形的或其他棱柱，或另外是一定体积的任何横截面形状。在实施方案中，反射器将利用镀覆在所有外表面上的12.7mm厚(1/2”-厚)hastelloytm-n或sic，并且内部容器将具有相同镀层材料的2cm的厚度。应理解的是，反射器模块的形状可以关于芯设计适当地形成，并且可以包括任何合适的形状，包括梯形、矩形、六边形、圆形、椭圆形，并且甚至可以包括不规则形状。图1g图示用于使用熔融氯化物快反应堆(mcfr)从核反应发电的核电设备的实施方案。对于发电设备应用，由mcfr产生的热将通过功率转换硬件转换成电功率。在所示出的实施方案中，兰金循环功率转换硬件(rankinecyclepowerconversionhardware)与作为工作流体的水(蒸汽)一起使用。兰金循环设备(rankinecycleplant)的转换效率大部分由进入涡轮机的蒸汽的温度(和压力)来确定，其中较高的温度与较高的效率相关。性能与蒸汽压力以及温度有关，并且最高效率的兰金循环设备使用超临界和超超临界蒸汽(ultra-supercriticalsteam)。功率转换系统涵盖与功率转换系统工作流体接触的所有系统。在如图示的蒸汽兰金循环设备的情况下，该蒸汽兰金循环设备包括蒸汽发生器152、涡轮机系统154、水循环回路162、发电设备160以及控制系统162，水循环回路162包括一个或更多个水循环泵156和冷却塔158。此外，示出用于储存新的燃料盐的燃料储存系统166和接收且安全地容纳所使用的燃料盐的反应产物储存系统168。如在图1g中所图示的，功率转换系统开始于一级冷却剂，通过热交换器(例如，蒸汽发生器152)将热转移至功率循环工作流体。将该系统建模包括一级冷却剂盐回路114和蒸汽发生器152的简化模型，以及对兰金循环系统部件的更详细的处理。尽管兰金循环蒸汽涡轮机被用于建模目的，但基于其他循环的热力发动机也是可行的，例如基于布雷登循环的封闭式循环燃气轮机(例如，空气、氦气或co2)。在建模中使用的功率转换系统的输入来自一级冷却剂传热流体质量流量、供应以及返回的温度和压力。针对600mw、1200mw、1800mw、2400mw和3000mw的不同额定热功率输出水平，评估功率循环成本和性能。对于基线反应堆设计条件，一级冷却剂盐温度在612℃下递送至蒸汽发生器152并且在498℃下从蒸汽发生器152返回。分析包括在580℃、300巴主要蒸汽条件和600℃、70巴再加热蒸汽条件下的建模操作，尽管较高和较低的温度和压力操作可能影响成本和性能。分析使用thermoflow，inc.软件包steamprotm和thermoflextm，以提供用于稳态操作的功率循环的成本和性能数据。分析使用用于涡轮机系统154部件的标准热力学模型，其与用于功率循环中的特定部件的专有模型联接。假设大量的水如河或湖对于排热(heatrejection)是可用的(即，没有冷却塔被建模)，尽管可以利用如在图1g中图示的用于排热的冷却塔158。热力学效率和部件参数被保持在由steamprotm和thermoflextm子模型确定的默认值。对于建模，使用17％ucl3-71％ucl4-12％nacl的燃料盐和58％nacl-42％mgcl2的一级冷却剂。燃料盐性质已经被添加至thermoflextm，如基于数据曲线拟合的查找表。用于燃料盐和一级冷却剂盐的数据在以下表1和表2中示出。表1-在thermoflextm计算中使用的燃料盐性质表2-在thermoflextm计算中使用的一级冷却剂盐性质温度密度比热热导率动态粘度蒸汽压℃kg/m3kj/kg-cw/m-ckg/m-s巴1444.817851.1281.5550.002302498.617591.1141.6720.0020103552.217341.11.7890.001760460617081.0861.9060.0015405659.616831.0722.0220.0013406713.216581.0582.1390.0011807766.816321.0442.2550.0010308820.816071.032.3728.98e-0409873.815811.0162.4877.87e-04010927.815561.0022.6046.87e-04011981.815300.98742.7216.01e-040121035.815050.97322.8385.25e-040131088.814790.95932.9524.60e-040141142.814540.94523.0694.02e-040151196.814280.9313.1863.51e-040161249.814030.91713.33.07e-040171303.813780.90293.4162.69e-040181357.813520.88873.5322.35e-040191410.813270.87483.6472.06e-040201464.813010.86073.7631.80e-040功率转换系统接收来自反应堆100的热功率并且将热转换成机械功率并且然后电功率。分析特定地聚焦于使用用于功率转换的常规蒸汽兰金循环硬件。分析的配置具有三个涡轮机，高压涡轮机(hpt)、中压涡轮机(ipt)和低压涡轮机机(lpt)，作为涡轮机系统154简单地示出。图1g示出第2400mw兰金循环分析的简化的循环图。在图1g中的模型被简化，即其仅示出发电设备的主要部件。在使用的模型中，hpt接收来自“主要蒸汽”产生系统的蒸汽，该“主要蒸汽”产生系统被携带来自反应堆的热能的一级冷却流体加热。来自hpt的排气(exhaust)被发送至再加热蒸汽产生系统，其中一级冷却流体将热转移至来自hpt的排气，并且该加热的蒸汽被进料至ipt。来自ipt的排气被直接进料至lpt以提取另外的焓。特别地对于lpt，常常存在平行的多个涡轮机。在所使用的模型中，存在用于最终膨胀步骤的成对的lpt。在该模型中，所有涡轮机在共同的轴(commonshaft)上并且直接联接至发电机160。lpt的出口流动至冷凝器，冷凝器将蒸汽冷却至接近环境温度。为了此分析，假设lpt是直通冷凝器(once-throughcondenser)，其接收来自大量水如大的湖或河的热。在冷凝器之后，水被泵送并且通过若干给水加热器(feedwaterheater)发送。给水加热器通过与从涡轮机机上的各个点提取的蒸汽混合来预热给水(feedwater)。然后，将来自给水加热器的预热的流体进料至蒸汽发生器，其中预热的流体被加热至用于主要涡轮机的温度。分析过程包括使用steamprotm以具体说明兰金循环系统的特性，并且然后将该模型输出至thermoflex以研究与熔融盐回路的相互作用。steamprotm是用于配置蒸汽涡轮机部件的特制工具，而thermoflex被认为是具有较多特征和选项的“充分柔性的(fully-flexible)”设计工具。在steamprotm中，设备被定义为具有“黑-盒蒸汽发生器(black-boxsteamgenerator)”和“直通开放式回路水冷却(once-throughopen-loopwatercooling)”。蒸汽循环被定义为具有电动机驱动的锅炉进料泵的单-再加热冷凝超临界循环。所有涡轮机被指定在3600rpm下操作。涡轮机组特性、给水加热器和泵由steampro的默认参数和选择方法来确定。然后，计算循环并输出至thermoflex。steamprotm给出在额定条件下用于有效操作所选定的兰金循环设备的详细的部件布局。在thermoflextm中，黑-盒蒸汽发生器被用于主要和再加热蒸汽发生器的熔融盐至蒸汽热交换器(molten-salt-to-steamheatexchanger)替换。简化的燃料盐和一级冷却剂盐回路被包括在模型中。燃料和一级冷却剂盐回路被包括以提供能源并且不被详细地建模。thermoflextm中的建模方法是指定在盐和蒸汽回路中的热交换器的出口条件，并且然后调节蒸汽流量使得输入到燃料盐中的热匹配额定条件。尽管设备的部件布局和性能特性由steamprotm来确定，但thermoflextm将进一步调整(重新定尺寸)部件(例如，涡轮机、泵和热交换器)，以实现用于工作流体条件的良好性能。输入到燃料盐回路中的热代表反应堆的热功率。总效率是相对于热功率输入的涡轮机轴功率输出(turbineshaftpoweroutput)。净功率是相对于热功率输入的减去泵送和辅助损失的发生器输出功率。以下表3示出在600mw、1200mw、1800mw、2400mw和3000mw的热功率输入下操作的超临界兰金循环的性能和成本结果。表3-在从600mw至3000mw的热功率水平下的超临界兰金操作的性能和总thermoflex成本结果图2图示熔融盐核反应堆200的简化示意图的另一个实施方案。反应堆200是池式反应堆(pool-typereactor)，其中在某些实例中，燃料盐108可以流动/循环通过该池或在其它情况下比如通过管道来容纳或引导。在图2中所示出的实例中，燃料盐被容纳在管204中，管204位于封闭的反应堆容器206中的冷却剂202的池210的中心处。反应堆容器206的顶部部分可以填充有某些惰性气体218，例如氩气。燃料管204以类似于在轻水反应堆中的常规的固体燃料阵列的阵列布置。冷却剂202将热从池210的中心转移至位于池210周边(periphery)的热交换器208。在所示出的实施方案中，冷却剂202在池210内的循环(由虚线箭头212示出)使热对流循环远离燃料管204，以被热交换器208除去，冷却剂202在池210内的循环可以是自然的或由叶轮或其他机构(未示出)诱导的。热交换器208将热从池210转移至二级冷却剂系统214。在实施方案中，二级冷却剂是在热交换器中沸腾的水，并且所得到的蒸汽216被用于驱动涡轮机(未示出)以用于功率的产生。任选的一组反射器模块232例如参考图1e和图1f讨论的反射器模块132，可以被设置成在如在图2中示出的反应堆容器中和/或在类似于图1e和图1f的反应堆容器的反应堆容器外部围绕燃料管阵列，以增大反应堆的效率。可以提供任选的关闭棒(shutdownrod)以在需要时保持反应堆亚临界。在用富集(～12％235u)燃料进行mcfr的初始启动之后，mcfr可以不需要富集裂变材料的不间断进料。而是，mcfr可以被进料贫化铀或天然铀以及其他增殖性材料。在正常操作期间，建模示出反应堆使反应性缓慢地增殖。为了使这种反应性的增加逆向移动，少量的充分混合的燃料盐可以被除去并且被增殖性进料盐替换。实际上，添加增殖性材料是降低反应性的控制棒。不同于将要处置，使用的mcfr燃料可以被控制，直至充分的量可用于使新的反应堆开始。这样的子反应堆(daughterreactor)包含化学上相同的燃料盐，并且因此能够在没有任何新的富集下开始。通过将总的所使用的燃料转移至子设备(daughterplant)，用作用于该设备的初始燃料，一队mcfr的产生明显地减少锕系元素的使用，并拖延绝大多数放射性废物直至增建的机队(fleetbuild-out)的端部。为了最终处置具有锕系元素的燃料盐(actinide-bearingfuelsalt)，现有研究发现，盐本身可以被包装成合适的废物形式，而没有化学转化。基于氯化物的燃料盐核燃料盐通常由e.h.ottewitte在1982年在洛杉矶的universityofcalifornia的博士论文“configurationofamoltenchloridefastreactoronathoriumfuelcycletocurrentnuclearfuelcycleconcerns”描述，该论文通过引用以整体并入本文。铀氯化物化合物还通常由b.r.harder，g.long和w.p.stanaway的“compatibilityandprocessingproblemsintheuseofmoltenuraniumchloride-alkalichloridemixturesasreactorfuels”,关于核燃料的再加工的研讨会(symposiumonreprocessingofnuclearfuels),iowastateuniversity,405-432,1969年八月讨论，其通过引用以整体并入本文。下文描述的新颖的燃料盐实施方案改进了此研究并且已经通过建模和其他理论研究来开发。提到的是，本公开内容的熔融氯化物燃料盐提供在合理的温度下在燃料盐108中引入高重金属浓度。通过非限制性实例的方式，本公开内容的氯化物燃料盐中的一种或更多种可以在约500℃的熔融温度下提供按重量计大于61％的重金属浓度。当使用下文描述的燃料盐操作时，熔融燃料盐反应堆的实施方案可以具有从200℃-800℃的可能的标称操作温度。虽然每种不同的燃料将具有略微不同的最优操作温度，但反应堆具有330℃-550℃、350℃-520℃、400℃-510℃以及450℃-500℃的操作温度范围。实现高铀含量水平的能力允许在本公开内容的快中子谱增殖和燃烧反应堆中利用基于铀氯化物的燃料盐混合物。此外，裂变材料可以富集至期望的任何水平例如12.5％235u或19.99％235u或富集至任何其它合适的富集水平。还提到的是，本公开内容的熔融氯化物燃料盐在被加热至本文描述的操作温度时具有相对低的蒸气压。虽然每种不同的燃料将具有略微不同的最优操作压力以减少燃料盐的蒸发的量，但预期具有从1-10个大气压和从2-5个大气压的操作压力范围的反应堆。以下讨论呈现熔融氯化物核燃料盐的各个实施方案，熔融氯化物核燃料盐具有金属氯化物燃料盐与一种或更多种另外的金属氯化物盐的混合物。例如，熔融氯化物核燃料盐可以包括但不限于第一铀氯化物盐、第二铀氯化物盐和/或另外的金属氯化物盐的混合物。提到的是，燃料盐108的各种组分的相对量可以被操纵以控制燃料盐的一种或更多种热参数、化学参数或中子参数，包括但不限于熔点、热导率、腐蚀性，锕系元素含量水平、反应性、平衡时的有效中子倍增因数(k有效)及类似参数。例如，裂变铀(例如，235u)在给定的燃料盐混合物中的相对量可以决定对于提供给定的功率密度必需的反应堆芯区段102的尺寸。通过非限制性实例的方式，具有10mol％的235u含量的燃料盐(除了另外特定地陈述，化学化合物的所有％值将以摩尔％计)可以具有约67立方米(m3)的反应堆芯区段体积并且产生200mw/m3的功率密度，而具有16％的235u含量的燃料盐可以仅需要约11m3的反应堆芯区段体积。这样的关系示出反应堆芯区段102的尺寸(或燃料管204的数目)对于所使用的燃料盐108的组成的严重依赖性。在一个实施方案中，本公开内容的盐混合物可以被选择，使得燃料盐108的有关的增殖比大于1(例如，增殖比＝1.000001、1.001等等)，这导致长的反应堆寿命，但具有小于可能可实现的增殖性能，该增殖比是在核反应期间在反应堆中产生的新的裂变材料与由该反应消耗的裂变材料的比率。在另一个实施方案中，本公开内容的盐混合物可以被选择，使得燃料盐108的有关增殖比小于1，这导致在给定的时间段内烧掉富集。应理解的是，特定燃料组成的选择取决于许多不同的竞争因素，包括反应堆设计、标称操作参数(例如，温度和压力)以及尤其总操作目标(例如，减少富集、反应堆长寿、使另外的裂变材料增殖)。氯-37改性的氯化物燃料盐除了使用于产生燃料盐的裂变元素(例如铀和钍)富集之外，本文描述的燃料盐的实施方案可以被富集，使得在氯化物化合物中的任一种或更多种中的氯离子的某些量包含特定百分比的37cl。氯具有许多同位素，所述同位素具有多种质量数。在这些同位素中，存在两种稳定的同位素，35cl(其形成天然存在的氯的76％)和37cl(天然存在的氯中的24％)。最常见的同位素35cl是中子调节剂，即35cl降低快中子的速度，从而将快中子转变成热中子。同位素35cl还是强中子吸收剂，并导致形成腐蚀性硫和长寿命的放射性36cl。在另一方面，同位素37cl对快中子是相对透明的。本发明技术的一个方面是调节任何含氯化物的化合物的37cl含量以被用作熔融燃料盐108。如上文讨论的，使用天然存在的氯离子产生氯化物化合物将导致约76％的氯离子是35cl并且24％是37cl。然而，在本文描述的实施方案中，37cl与总cl的任何比率可以在任何特定的氯化物燃料盐实施方案中使用，并且在某些情况下可以满足或超过37cl与总cl的选定的比率。应理解的是，可以使用任何已知或待开发的富集技术以确保期望的和/或选定的37cl比率浓度，所述富集技术包括但不限于离心机、离子交换柱等等。在实施方案中，所有含氯化物的化合物可以由尽可能纯的37cl进料来产生。例如，基于氯化物的燃料盐化合物可以被产生，使得在燃料盐中的氯离子的大于90％、95％、98％、99％或甚至99.9％是37cl。可选择地，基于氯化物的核燃料可以被开发以实现37cl与燃料中或燃料的不同组分中的其他氯离子的任何目标百分比量或选定的百分比量。例如，对于设计用于热反应的燃料，基于氯化物的燃料盐化合物可以被产生，使得在燃料盐中的氯离子的小于10％、5％、2％、1％或甚至0.1％是35cl，剩余的是37cl。对于定制用于快反应的燃料，基于氯化物的燃料盐化合物可以被产生，使得在燃料盐中的氯离子的如上文描述的大于10％、25％，30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％或更多多达100％是37cl。建模已经指示，mcfr性能被富集至至少75％37cl的氯明显地改进。富集氯的使用降低了中子寄生吸收(neutronparasiticabsorption)和36cl的产生两者，36cl是长寿命的激活产物。图3图示用于产生定制用于特定反应堆的燃料的方法的实施方案。35cl与37cl的相对量的此调节提供另外的方法以控制燃料盐在快反应或热反应中的反应性。方法300开始于确定操作(identificationoperation)302。在确定操作302中，确定37cl与总cl的期望的比率。为了确定合适的比率，可以考虑因素例如反应堆设计、期望的反应堆操作参数(例如，温度、压力等等)以及待被用于燃料的基于氯化物的化合物。例如，燃料确定操作302可以包括选择初始cl盐，其具有在燃料中37cl与总cl的第二比率；以及使用初始熔融氯化物燃料盐，确定反应堆的初始有效中子倍增因数(k有效)；将初始有效中子倍增因数与目标有效中子倍增因数比较；以及基于比较操作的结果，计算37cl与总cl的下一个比率或最终比率。目标有效中子倍增因子(k有效)可以基于核反应堆的制造商或操作者的期望来确定。这些技术可以被重复和/或适当地调节以确定30237cl与总cl的选定的比率。然后，进行燃料产生操作304。在燃料产生操作304中，通过修改最终燃料中37cl与总cl的比率来产生燃料。在实施方案中，改性的熔融氯化物燃料盐包括不同的氯化物化合物的混合物，所述不同的氯化物化合物包括第一裂变氯化物盐化合物和第一非裂变氯化物盐化合物。在该实施方案中，燃料产生操作304可以包括产生第一裂变氯化物盐化合物和第一非裂变氯化物盐化合物，使得它们分别具有第一裂变氯化物盐化合物或第一非裂变氯化物盐化合物的37cl与总cl的不同比率。每种化合物的37cl与总cl的比率被调节，使得在使两种(或更多种)化合物组合以形成最终改性的燃料盐混合物之后，基于化合物和其各自的37cl与总cl比率的质量平衡，改性的熔融氯化物燃料盐具有37cl与总cl的期望的比率。燃料产生操作304的结果是改性的熔融氯化物燃料盐，其在改性的熔融氯化物燃料盐中具有37cl与总cl的第一比率，所述熔融氯化物燃料盐当用于核反应堆中时实现目标有效中子倍增因数。燃料盐被称为“改性的”以认识到最终比率不同于37cl与总cl的天然存在的比率。例如，燃料盐可以是33％ucl4、33％ucl3和33％nacl的混合物，并且为了实现40％37cl与总cl的最终改性的燃料盐比率，nacl可以被富集成具有75％37cl与总cl的比率，而天然存在的比率被用于其他两种组分。这产生具有40％37cl与总cl比率的最终改性的ucl4-ucl3-nacl燃料盐。前述实施例还示出，为了效率，可以决定的是，仅富集多化合物燃料盐混合物中的一种化合物。例如，如果非裂变氯化物盐被包含在最终燃料盐中，那么大量的高(或低)37cl与总cl比率的盐可以被产生并且保持用于在共混燃料中稍后使用。从天然存在的氯中精炼37cl是本领域已知的，并且可以使用任何合适的方法。例如，离心富集法或离子交换柱(ixc)富集法对于所需的数量呈现是可行的且可扩展的。其他方法也是可能的。在已经产生改性的燃料之后，反应堆装载有改性的燃料，并且反应堆使用改性的燃料以反应堆操作306来操作。如果在操作期间确定反应性不是最优的，那么新的燃料可以使用方法300来产生以替换现有的燃料或与现有的燃料共混，直至在随后的燃料产生操作和共混操作(未示出)中实现期望的反应性。在又另一实施方案中，方法300可以被用于改变或保持反应堆随时间的反应性。如下文更详细地讨论的，含氯化物的燃料盐可以包括ucl4、ucl3、ucl3f、ucl2f2以及uclf3中的一种或更多种，和/或本文描述的任何特定燃料盐实施方案可以如上文描述的被改性。如果使用非裂变氯化物化合物，那么此类另外的金属氯化物盐可以选自nacl、mgcl2、cacl2、bacl2、kcl、srcl2、vcl3、crcl3、ticl4、zrcl4、thcl4、accl3、npcl4、amcl3、lacl3、cecl3、prcl3和/或ndcl3。ucl3-ucl4-[x]cln燃料盐适合用作核燃料的铀盐的实施方案包括以下盐，所述盐是从0-100％ucl3、0-100％ucl4和0-95％的金属氯化物盐的混合物。因此，这些盐包括100％ucl3燃料盐、100％ucl4燃料盐以及为具有或不具有另外的金属氯化物盐的ucl3和/或ucl4的混合物的燃料盐。基于nacl作为另外的金属氯化物盐的结果，具有小于68mol％的nacl含量的燃料盐基于建模结果被认为是合适的。在另一个实施方案中，适合用作核燃料的铀盐包括以下盐，所述盐是从0-100％ucl3、0-100％ucl4和0-95％的金属氯化物盐的混合物，该混合物具有低于800℃、700℃、600℃、500℃、400℃或350℃的熔点。对于nacl实施方案，适合用作核燃料的铀盐包括以下盐，所述盐是从0-100％ucl3、0-100％ucl4和0-68％的nacl的混合物，成分盐(constituentsalt)中的每种的熔点低于800℃、700℃、600℃、500℃、400℃或350℃。在又另一实施方案中，燃料盐的nacl含量可以在12％和68％的nacl之间变化。在两个值得注意的方面中，熔融氯化物明显不同于历史上使用的氟化物。首先，氯化物在调节中子方面没有氟化物有效。这确保快中子谱，这对于增殖和燃烧操作是必要的。其次，并且更重要的是，氯化物在具有合理的熔点的混合物中提供非常高的重金属浓度的可能性，这对于获得致密的快增殖反应堆设计是重要的。氟化物盐通常包含不多于10摩尔％-12摩尔％重金属，其中提出的盐混合物通常包含63摩尔％-72摩尔％lif(富集至99.997％7li)、16摩尔％-25摩尔％bef2、6.7摩尔％-11.7摩尔％thf4以及仅0.3摩尔％uf4(按重量计，重金属是40％-45％)的摩尔浓度。图4图示针对基于ucl3-ucl4-nacl燃料盐的热力学模型计算的三元相图。图400示出ucl3-ucl4-nacl的任何混合物的预计的熔融温度。特别感兴趣的是具有小于500℃的熔点的混合物，混合物图示在图400的阴影区402中。低共熔点404具有338℃的熔融温度和17ucl3-40.5ucl4-42.5nacl(即，17mol％ucl3、40.5mol％ucl4和42.5mol％nacl)的组成。阴影区402指示500℃的熔点包封(meltingpointenvelope)。移动到此包封402的最右侧(far-right)提供实施方案17ucl3-71ucl4-12nacl，但注意，许多可能的组成存在于包封402内，作为具有低于500℃的熔点的燃料盐混合物的实施方案。此外，如果熔融温度限值略微扩展到508℃，那么34ucl3-66nacl的组成提供不含ucl4的选项。同样地，三元图400允许确定用于从800℃和338℃的任何给定的熔点限值的一系列特定的ucl3-ucl4-nacl燃料盐实施方案。例如，可以容易地确定具有从300℃-550℃、338℃-500℃和338℃-450℃的熔点的三元盐。混合物的特定的组成可以包括任何配方(所述配方包含ucl4、ucl3或nacl中的两种或更多种)，使得产生的铀含量水平和熔融温度实现期望的水平。通过非限制性实例的方式，特定的组成可以被选择，使得对应的熔融温度落在从330℃和800℃。通过另一个非限制性实例的方式，特定的组成可以被选择，使得总的铀含量水平按重量计是61％或高于61％。除了选择总的铀含量水平之外，还可以确定燃料组成以满足选定量的裂变铀(与增殖性相反)。例如，燃料盐108的特定的组成可以被选择，使得燃料盐108的235u含量低于20％。作为初始概念发展的一部分，对于多种燃料盐、裂变富集、尺寸和功率，已经完成一系列中子运输和燃烧计算。如将预计的，较高的富集能够实现较小的芯尺寸，但遭受降低的增殖潜能。具有某种形式的裂变产物除去的系统可以达到平衡行为，而其他系统增殖并且然后最终被裂变产物的累积压倒。对于燃料盐选择存在多种选项，每种选项具有益处和风险。以下讨论将确定感兴趣的特定的实施方案，然而以下讨论不将如要求保护的本发明的范围限制于仅仅下文描述的实施方案，而更确切地说是预期从图4中可确定的任何实施方案，以及具有不同于nacl的不同的金属氯化物的任何实施方案。另外的非裂变金属氯化物的实例包括nacl、mgcl2、cacl2、bacl2、kcl、srcl2、vcl3、crcl3、ticl4、zrcl4、thcl4、accl3、npcl4、amcl3、lacl3、cecl3、prcl3和/或ndcl3。ucl4燃料盐实施方案在一个实施方案中，燃料盐108包括ucl4。例如，燃料盐108可以具有按摩尔分数计为5％或高于5％的ucl4含量。在另一个实施方案中，反应堆100的燃料盐108可以包括ucl4、另外的铀氯化物盐和/或另外的金属氯化物盐(例如，载体盐)的混合物，使得混合物的ucl4含量按摩尔分数计是5％或高于5％。在其它实施方案中，混合物的ucl4含量可以按摩尔分数计是0.01％、0.1％、0.5％、1％、2％、3％或4％ucl4或高于0.01％、0.1％、0.5％、1％、2％、3％或4％ucl4。应注意的是，具有按摩尔分数计5％或高于5％的ucl4含量的燃料盐108可以经历增加的腐蚀性暴露水平。如下文所讨论的，多种方法可以被实施以减轻由增加的氯化物含量引起的腐蚀。在另一个实施方案中，反应堆的燃料盐108可以包括ucl4、另外的铀氯化物盐和/或另外的金属氯化物盐的混合物，使得混合物的铀浓度按重量计是61％或高于61％。在一个实施方案中，另外的铀氯化物盐包括ucl3，如在下文更详细地描述的。在另一个实施方案中，另外的金属氯化物盐可以包括载体盐、裂变产物氯化物盐、锕系元素氯化物盐和/或镧系元素氯化物盐。通过非限制性实例的方式，另外的金属氯化物盐可以包括但不限于nacl、mgcl2、cacl2、bacl2、kcl、srcl2、vcl3、crcl3、ticl4、zrcl4、thcl4、accl3、npcl4、amcl3、lacl3、cecl3、prcl3和/或ndcl3。通过非限制性实例的方式，反应堆100的燃料盐108可以包括ucl4和ucl3(没有nacl)的混合物，使得混合物的组成对应于82ucl4-18ucl3(以摩尔％计)。应注意的是，此类燃料盐组成具有按重量计约65％的铀含量和545℃的熔融温度。通过另一个非限制性实例的方式，反应堆100的燃料盐108可以包括ucl4、ucl3和nacl的混合物，使得混合物的组成对应于17ucl3-71ucl4-12nacl(以摩尔％计)。应注意的是，此类燃料盐组成具有按重量计约61％的铀含量和约500℃的熔融温度。通过另一个非限制性实例的方式，反应堆100的燃料盐108可以包括ucl4和nacl(没有ucl3)的混合物，使得混合物的组成对应于50ucl4-50nacl(以摩尔％计)。应注意的是，此类燃料盐组成具有约368℃的熔融温度。本文中应注意的是，随着镧系元素和/或钚在燃料盐108内累积，它们可以类似于ucl3作用，因为镧系元素和钚形成三氯化物化合物(如上文讨论的)。在这种情况下，组成的变化可以引起燃料盐108的行为朝向低共熔体的行为转变(如上文讨论的)，从而降低组合物的熔点。通过还另一个实例的方式，纯ucl4可以被用作燃料盐。纯ucl4具有590℃的熔融温度(如在图4中所示出的)。由于66nacl-34ucl3组成的较低的铀含量，二元盐需要比含ucl4的组合物更大的芯以便实现初始临界性。例如，反应堆芯区段102可能需要比含ucl4的版本的燃料盐108实现初始临界性所需要的体积大3-4倍的体积。图5图示关于利用66nacl-34ucl3组成在图1a-1f中图示的反应堆的较大反应堆芯区段的作为时间的函数建模的k有效。曲线502描绘5800mw的功率水平的建模k有效曲线，并且曲线504描绘3420mw的功率水平的建模k有效曲线。应注意，曲线502、曲线504两者均被建模以在贫化铀(du)进料下操作，并且没有特定的镧系元素除去。如在图5中所示出的，3420mw的情况(曲线504)在进行亚临界之前可以操作持续接近70年，而5800mw的情况(曲线502)在进行亚临界之前可以操作持续约41年。此外，在图5中示出的模型还预测43％的燃料燃耗，而在操作的年数期间没有任何镧系元素除去。因此，建模示出，基于氯的铀燃料盐在降低现有熔融盐反应堆对富集铀的依赖性以保持临界性方面可能是有效的。图6图示根据本公开内容的一个或更多个实施方案的表示与给快谱熔融盐核反应堆加燃料相关的示例性操作的工艺流程600。尽管图6的操作以图示的顺序呈现，但应当理解，各种操作可以以不同于示出的顺序的顺序来进行，或可以并行地进行。流程图600的操作602包括提供一定体积的ucl4。通过非限制性实例的方式，选定体积的ucl4可以以大体上纯的形式来提供。通过另一个非限制性实例的方式，选定体积的ucl4可以以ucl4与另一种盐例如但不限于载体盐(例如，nacl)的混合物的形式来提供。流程图600的操作604包括提供一定体积的另外的铀氯化物盐或另外的金属氯化物盐中的至少一种。通过非限制性实例的方式，另外的铀氯化物可以包括但不限于ucl3。在一个实施方案中，可以提供选定体积的大体上纯的ucl3。在另一个实施方案中，选定体积的ucl3可以以ucl3与另一种盐例如但不限于载体盐(例如，nacl)的混合物的形式来提供。通过另一个非限制性实例的方式，另外的金属氯化物包括但不限于以下中的一种或更多种：nacl、mgcl2、cacl2、bacl2、kcl、srcl2、vcl3、crcl3、ticl4、zrcl4、thcl4、accl3、npcl4、amcl3、lacl3、cecl3、prcl3和/或ndcl3。在一个实施方案中，可以提供选定体积的另外的金属氯化物。在另一个实施方案中，选定体积的另外的金属氯化物可以以金属氯化物与另一种盐例如但不限于载体盐的混合物的形式来提供。流程图600的操作606包括使所述一定体积的ucl4与所述一定体积的另外的铀氯化物盐或另外的金属氯化物盐中的至少一种混合，以形成具有按摩尔分数计大于5％的ucl4含量的熔融氯化物核燃料盐。通过非限制性实例的方式，在操作602中提供的所述一定体积的ucl4可以与操作604的所述一定体积混合，使得所得到的熔融氯化物盐混合物具有按摩尔分数计大于5％的ucl4含量。在这方面，操作602的ucl4的体积和另外的铀氯化物和/或另外的金属氯化物的体积可以被选择，使得所得到的熔融氯化物盐混合物具有按摩尔分数计大于5％的ucl4含量。另外地或可选择地，操作606包括使所述一定体积的ucl4与所述一定体积的另外的铀氯化物盐和/或另外的金属氯化物盐混合，以形成具有从330℃至800℃的熔融温度的熔融氯化物盐混合物。在一个实施方案中，操作602和操作604的体积可以被选择并且混合，使得所得到的熔融氯化物盐混合物具有(或约)82ucl4-18ucl3的化学组成。在另一个实施方案中，操作602和操作604的体积可以被选择并且混合，使得所得到的熔融氯化物盐混合物具有(或约)17ucl3-71ucl4-12nacl的化学组成。在另一个实施方案中，操作602和操作604的体积可以被选择并且混合，使得所得到的熔融氯化物盐混合物具有(或约)50ucl4-50nacl的化学组成。流程图600的操作608包括将具有如上文描述的某些量的ucl4的熔融氯化物核燃料盐(例如，混合物的ucl4含量可以按摩尔分数计是0.01％、0.1％、0.5％、1％、2％、3％、4％或5％或高于0.01％、0.1％、0.5％、1％、2％、3％、4％或5％)供应至快谱熔融盐核反应堆的至少反应堆芯区段。在一个实施方案中，操作606的混合物可以通过使所述一定体积的ucl4与所述一定体积的另外的铀氯化物盐或另外的金属氯化物盐中的至少一种在快谱熔融盐核反应堆的内部混合而形成。在一个实施方案中，操作606的混合物可以通过使所述一定体积的ucl4与所述一定体积的另外的铀氯化物盐或另外的金属氯化物盐中的至少一种在快谱熔融盐核反应堆外部的位置例如但不限于混合容器处混合而形成。在这方面，在ucl4与所述一定体积的另外的铀氯化物盐或另外的金属氯化物盐中的至少一种混合之后，熔融氯化物盐混合物可以被加载到反应堆100中。然后，反应堆可以如本文描述的来操作，例如通过引发燃料盐的裂变并且然后将反应堆芯的增殖和燃烧行为保持持续某时间段。在一个实施方案中，另外的金属氯化物(上文讨论的)中的一种或更多种的浓度被选择为处于或低于用于使另外的金属氯化物在核燃料混合物中沉淀的沉淀浓度。例如，裂变产物浓度可以被保持低于一浓度，该浓度与将引起燃料盐108的另一种成分例如pu从燃料溶液中沉淀出的该裂变产物有关。再次应注意的是，上文提供的熔融氯化物盐组合物不是对本公开内容的反应堆100或有关方法的限制。而是，仅为了说明性目的提供特定的组合物。应认识到，任何熔融氯化物燃料盐可以在本公开内容的反应堆100中实施。ucl3燃料盐实施方案除了包含ucl3与ucl4组合的上文描述的实施方案之外，燃料盐的另外的实施方案包含ucl3并且缺少任何ucl4含量。这些实施方案及其有关的熔点还在图4上沿着左轴确定。应注意的是，如果ucl4腐蚀问题变得明显并且可以减少对于腐蚀减轻技术(如下文描述的)的需求，那么不含ucl4的燃料混合物可以是特别感兴趣的。通过非限制性实例的方式，反应堆100的燃料盐108可以包括ucl3和nacl的混合物，使得混合物的组成对应于66nacl-34ucl3(以摩尔％计)。应注意的是，此类燃料盐组合物具有约508℃的熔融温度，但相比于含ucl4的组合物(上文描述的)降低的铀含量水平。ucl3燃料盐实施方案还包括纯ucl3，然而，熔点略微高于800℃并且因此该实施方案可能不适用于某些反应堆设计。混合的氯化物-氟化物燃料盐实施方案锕系元素的混合的氯化物-氟化物盐，并且特别是铀的混合的氯化物-氟化物盐也可以是用于熔融盐反应堆的合适的可裂变盐。ucl3f是可能有用的氯化物-氟化物盐的实施方案。ucl3f具有从410℃-440℃的熔点，这小于纯ucl4的熔点，纯ucl4的熔点是590℃。由于ucl3f盐的分子对称性和化学组成，还预期ucl3f将具有比ucl4更低的挥发性，这使得ucl3f作为低温(例如，小于800℃，或甚至小于550℃)熔融盐反应堆中的燃料盐甚至是更有吸引力的。基于以上信息、在图4中示出的关于ucl4的计算的三元图以及在ucl3f和ucl4之间的相似性，预计的是，ucl3f可以被用于替换燃料盐混合物中的ucl4中的某些或全部，以获得具有甚至更好性能(例如，较低熔点和较低挥发性)的燃料盐实施方案，同时具有大体上相同的反应性。尽管还没有计算ucl3f、ucl3和nacl的三元图，但预期ucl3f、ucl3和nacl的三元图在以下位置处示出最小熔点，该位置接近盐17ucl3-40.5ucl4-42.5nacl的图4上的对应的低共熔点404。即，预期的是，ucl3f、ucl3和nacl的这样的图将示出在从15mol％-20mol％ucl3且其余为从35mol％-45mol％nacl和35mol％-45mol％ucl3f的区域中在降低的熔点方面相似的趋势。考虑到ucl3f通常具有大体上小于ucl4的熔点，预期在燃料盐实施方案中用ucl3f替代ucl4，以产生具有比在图4中观察到的熔点甚至更低熔点的燃料盐。考虑到此信息，cl3f燃料盐的铀实施方案包括具有从1mol％-100mol％ucl3f的盐。例如，混合的氯化物-氟化物燃料盐的实施方案包括具有至少5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％和99％ucl3f的盐。纯或大体上纯的ucl3f的燃料盐也是可能的，因为熔点在本文所描述的反应堆的操作范围内。在可选择的实施方案中，ucl3f燃料盐可以仅具有可检测的量的ucl3f。虽然认识到检测限可以随技术改进而变化，但在实施方案中，可检测的量意味着等于或大于0.01mol％。可以与ucl3f组合以制备燃料盐实施方案的其它盐包括ucl3、nacl和ucl4。如上文讨论的，ucl3f-ucl3-nacl的盐是特别预期的，包括具有从15mol％-20mol％ucl3以及其余为从35mol％-45mol％nacl和35mol％-45mol％ucl3f的实施方案。此外，可以包括本文讨论的任何其它盐，例如thcl4、铀氟化物盐、非裂变盐以及铀溴化物盐。除了ucl3f之外，其它混合的锕系元素盐例如ucl2f2和uclf3可以适合用作熔融反应堆中的燃料盐或燃料盐的成分。钚或钍的混合的氯化物-氟化物盐还可以适合用作熔融燃料盐。下文描述用于产生ucl3f、ucl2f2和uclf3的方法的实施方案，包括其中产生uclf3的实验。具有改变的37cl与总cl比率的改性的氯化物燃料盐实施方案也是可能的并且可以被用于熔融燃料盐。此外，混合的氯化物氟化物燃料盐实施方案可以包含除了例如nacl、mgcl2、cacl2、bacl2、kcl、srcl2、vcl3、crcl3、ticl4、zrcl4、thcl4、accl3、npcl4、amcl3、lacl3、cecl3、prcl3和/或ndcl3之外或代替例如nacl、mgcl2、cacl2、bacl2、kcl、srcl2、vcl3、crcl3、ticl4、zrcl4、thcl4、accl3、npcl4、amcl3、lacl3、cecl3、prcl3和/或ndcl3的非裂变氯化物化合物。在使用中，混合的铀氯化物-氟化物盐实施方案将以类似于上文关于氯化物盐实施方案描述的方式使用。例如，产生期望的盐组成，例如从15mol％-20mol％ucl3并且其余为从35mol％-45mol％nacl和35mol％-45mol％ucl3f。这可以远程地或通过将成分直接添加到反应堆芯中来进行。成分可以以固体或液体形式被添加。在用燃料盐装载反应堆芯之后，然后使反应堆达到如上文所描述的引发链反应的操作条件。钍氯化物燃料盐在一个实施方案中，燃料盐108可以包含选定量的钍。通过实例的方式，在基于氯化物的核燃料盐的情况下，钍可以以钍氯化物(例如，thcl4)的形式存在于燃料盐108中。用于制造thcl4的方法是本领域已知的并且可以使用任何合适的方法。将thcl4引入到氯化物-盐系统中已经被示出将系统的熔融温度降低约50℃。因此，基于来自图4的三元盐图的信息，thcl4实施方案应当具有处于在三元系统中发现的熔点或低于该熔点的熔点，并且应当能够支持增殖和燃烧反应，同时呈熔融状态。例如，基于来自三元图的信息，低于800℃并且甚至低于550℃的熔点应当是可实现的。利用thcl4的实施方案是ucl3f-ucl4-ucl3-thcl4-[x]cl，其中如上文，[x]cl是任何另外的非裂变盐。在这些实施方案中，各种氯化物盐中的任一种的摩尔比可以按需要确定以获得期望的熔点。在实施方案中，thcl4的量从可检测的量的thcl4和80mol％而变化，并且其它组分(即，ucl3f、ucl4、ucl3和[x]cl)独立地从0％至80％而变化。因此，诸如ucl3f-thcl4-[x]cl和ucl3-thcl4-[x]cl的实施方案被预期如ucl4-ucl3-thcl4-nacl一样。铀溴化物燃料盐实施方案除了本文描述的氯化物燃料盐实施方案之外，溴化物燃料盐也可能作为氯化物燃料盐的可选物或备用物。熔融氯化物燃料盐反应堆的特征是，由于非常快的中子谱增殖和燃烧来自增殖性燃料的其自身裂变燃料的能力。这通过使用富集的氯化物盐结合锕系元素原子成为可能。相对于其他材料如水、石墨或氟，氯通常是差的中子调节剂。对于寄生捕获(废弃中子(wastedneutron))，氯还具有相对低的中子捕获横截面。性能良好的盐成分将产生与锕系元素的强的化学键、在低蒸气压下存在、是高的z数以使快谱成为可能并且具有低的(n,γ)捕获横截面。37cl是优良的选择，如上文讨论的。然而，基于此分析，溴也可以是合适的。溴化物盐(ubr3、ubr4)在相同的组中并且将具有与氯化物盐类似的化学性质。溴是比cl更高z的材料，所以溴应当调节中子较少并且产生较快的光谱。溴的化学键应当类似于cl的化学键。这些特征使其是cl盐的有吸引力的可选物。ubr4已经报告519℃的熔融温度，低于ucl4的熔融温度，并且因此应当适合用于本文描述的系统和方法。虽然ubr4的沸点被报告为791℃，在高温下这样的操作可能不是可能的，但这不是对于核反应堆的限制，所述核反应堆被设计成在本文确定的较低范围例如330℃-550℃、338℃-500℃以及338℃-450℃中的某些范围内操作。图7图示主要cl同位素和br同位素的(n,γ)捕获横截面，其图示在大部分能谱中，br的(n,γ)捕获横截面大于cl。事实上，当相比于79br(图7的曲线706)和81br(图7的曲线704)时，37cl(图7的曲线708)在几乎整个光谱中具有较低的捕获横截面。35cl(图7的曲线702)还通常低于br，高于1x10-4mev。此外，研究了溴化物盐事实上支持增殖和燃烧反应的合适性。此研究以盐的相同化学组成和基线氯化物盐的富集开始。这些是17ubr3-71ubr4-12nabr和12.6％235u富集。此燃料盐在标准的1gwth熔融氯化物快反应堆中建模，没有其他变化。所得到的系统是亚临界的并且需要增大反应堆芯尺寸或增加富集。产生增殖和燃烧曲线的在模型中将富集增加至19.99％(允许被认为是低富集燃料的最大值)在图8中被示出。反应堆以人为高的k有效开始，燃烧持续几十年，但最终使足够的pu和少数的锕系元素增殖以再次增大k有效。即使没有将溴化物盐系统优化，但在图8中建模的结果示出，溴化物燃料盐实施方案确实增殖和燃烧，并且熔融溴化物盐反应堆可以操作。因此，含ubr3和/或ubr4的燃料盐是合适的，其中燃料盐以大于19％的水平富集有235u。存在使性能最大化同时使支持增殖和燃烧反应必需的体积最小化的许多优化可能。首先，可以发现最小的富集以确保增殖和燃烧性能，而不使亚临界降低。其次，反射器尺寸配置和材料配置可以被用于将光谱定制在最大化增殖的区域内。第三，与上文描述的氯化物实施方案一致，可以研究不同的燃料盐组合(xxubr3-yyubr4-zznabr)以找到最优实施方案。此外，用于盐的一种或更多种组分中的溴化物阴离子可以类似于使用37cl关于氯化物盐描述的被改性。如在图7中所示出的，溴的两种稳定的同位素79br和81br具有不同的中子捕获横截面。因此，盐的捕获特性可以通过修改用于溴化物盐中的这些同位素的比率来定制。在实施方案中，所有含溴化物的化合物可以从79br或81br的尽可能纯的进料来产生。例如，基于溴化物的燃料盐化合物可以被产生，使得燃料盐中大于90％、95％、98％、99％或甚至99.9％的溴离子是79br或81br。可选择地，可以开发基于溴化物的核燃料以在燃料中或在燃料的不同组分中实现79br或81br或这两者与其他溴离子的组合的任何目标百分比量或选定的百分比量。例如，在实施方案中，基于溴化物的燃料盐化合物可以被产生，使得燃料盐中小于10％、5％、2％、1％或甚至0.1％的溴离子是81br，剩余的是79br。可选择地，基于溴化物的燃料盐化合物可以被产生，使得燃料盐中如上文描述的大于10％、25％，30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％或更多多达100％的溴离子是81br。铀氯化物燃料制造工艺ucl4和ucl3的各种制造方法是本领域已知的，并且可以使用任何合适的方法。例如，ucl4可以通过以下化学反应来制造：uo3+cl3cccl＝ccl2→ucl4+副产物同样地，ucl3可以使用以下反应中的任一个来制造：u+3/2h2→uh3以及uh3+3hcl→ucl3+3h2ucl4+cs→ucl3+cscl使用上文的方法，可以产生任何量的ucl4和ucl3，并且然后共混以形成上文描述的铀氯化物燃料盐实施方案中的任一个。除了上文的方法之外，以下描述了可以有效且简单地产生ucl4-ucl3-nacl实施方案的另一种方法。合成的盐将经受严格的化学控制以使核材料的腐蚀和沉淀最小化。这些化学控制以消除特别是与铀阳离子有关的氧化物和氢氧化物的形成为中心，该氧化物和氢氧化物全部比其氯化物对应物更稳定。因此，在组分盐被制造之后，它们必须不接触氧化物层、氧或水持续其一生的持续时间。为了满足此严格要求，人们可以在惰性气氛下在封闭的容器中纯化和加工盐。当需要组分盐被混合时，操作应当在不暴露于空气、水或氧气的情况下进行。储存应当在密封的、无氧化物的、具有惰性气体的正分压的小罐内进行。与同位素富集和高温结合的这些严格纯度行为导致独特的挑战。虽然存在许多较简单的实验室规模工艺，但提出的是，四步工艺被用于产生高纯度、富集的氯-37和氯化物盐混合物。首先，二氧化铀和碳酸钠应当同时地在低于液态温度下在串联地联接的容器中与氯和一氧化碳气体的受控混合物反应，产生四氯化铀、氯化钠和二氧化碳气体。其次，四氯化铀在低于其液态温度下被加热，并且将干燥的氩气缓慢地通过其，有助于其升华并且随后通过加热的管线(line)转移到新鲜的氯化钠的冷却器床中。第三，将硅的装载添加至ucl4-nacl混合物并且允许在液相中反应，产生四氯化硅，四氯化硅可以从盐中鼓泡出。可以使用其它还原剂代替si，并且如果需要，其它还原剂将被检查。第四，将盐转移到储存容器中并且在氩气下冷储存。图9图示基于上文概述的工艺制造包含ucl4的燃料盐的方法的实施方案。在所示出的实施方案中，该方法以二氧化铀接触操作902开始。在二氧化铀接触操作902中，在允许形成ucl4的温度下，使一定体积的uo2与气态氯和一氧化碳接触。在实施方案中，此操作可以通过提供一定量的固体uo2进行。通过提供呈高表面积形式的固体uo2，可以使反应更有效，该高表面积形式允许容易与气体例如粉末、颗粒或多孔基质接触。接触操作902的结果是，与气体接触的uo2中的至少某些经由碳氯化反应转化成ucl4：uo2(s)+2co(g)+2cl2(g)＝ucl4(s)+2co2(g)此反应是独特的，因为它包含还原剂一氧化碳和氧化剂氯化物两者。这两种组分使铀的氧化态从iv振荡到vi，以便满足从更稳定的氧化物产生四氯化铀的热力学。反应在分反应方面是非常复杂的。在顺序方面，其可以被认为是uo2(s)+1/2cl2(g)→uo2cl；氧化，uo2cl+1/2cl2(g)→uo2cl2(s)；氧化，uo2cl2(s)+co(g)→uocl2+co2(g)；还原，uocl2(s)+1/2cl2(g)→uocl3(s)；氧化，uocl3(s)+1/2cl2(g)→uocl4；氧化，uocl4+co(g)→ucl4+co2(g)；还原。重要的是注意到，在四氯化物之后，预测两个反应ucl4+1/2cl2(g)→ucl5；氧化，ucl5+1/2cl2(g)→ucl6；氧化。已知两个氧化反应产生五氯化铀和六氯化铀，但预测这些产物在250℃下分解成四氯化铀。为了避免产生五氯化铀和六氯化铀，以及避免四氯化铀的熔融或升华，该反应可以被保持在250℃至400℃的温度之间。如上文描述的，氯中的某些或全部可以是37cl，以便在所得到的ucl4中或在总的燃料中的cl中实现目标的37cl比总cl，如上文讨论的。取决于期望的比率，可以使用cl的不同同位素的多种来源来实现期望的37cl与总cl比率，例如，纯37cl的来源、天然cl的来源、纯35cl的来源和/或35cl和37cl某些其他共混物。方法900还包括碳酸钠(na2co3)接触操作904。类似于uo2接触操作902，na2co3接触操作904包括在允许形成nacl的温度下使一定体积的na2co3与气态氯和一氧化碳接触。在实施方案中，此操作可以通过提供一定量的固体na2co3进行。通过提供呈高表面积形式的固体na2co3，可以使反应更有效，该高表面积形式允许容易与气体例如粉末、颗粒或多孔基质接触。碳酸钠接触操作904的结果是，与气体接触的na2co3中的至少某些被转化成nacl。再次，如上文描述的，最终nacl中的cl富集(例如37cl富集)的量可以通过控制所使用的氯气中的富集来控制。此反应的等式如下：na2co3(s)+co(g)+cl2(g)＝2nacl(s)+2co2(g)方法900还包括硅接触操作906，其中液体ucl4或气态ucl4与硅金属接触。在实施方案中，硅接触操作906可以控制反应条件以引起特定的ucl4-si反应或更多个特定的ucl4-si反应发生，借此产生的ucl3的量由使用的si的量控制，并且提供过量的ucl4。此操作906可以通过提供过量的液体ucl4并且将已知量的硅浸没在液体中直至所有或大体上所有的si已经反应来进行。硅接触操作906的结果是，与气体接触的ucl4中的至少某些被转化成ucl3。转化成ucl3的ucl4的量与使用的si的量是化学计量的，因为si是与ucl4、但不与ucl3高度反应性的。因此，在已知的起始量的ucl4下，ucl4-ucl3的任何期望的混合物可以简单地通过控制放置成与ucl4气体接触的si的量和ucl4的量来获得。可以在操作906的此实施方案中使用的合适反应的等式如下：4ucl4(g或l)+si(s)＝4ucl3(g)+sicl4(g)四氯化硅在57℃下沸腾，四氯化硅在熔融盐温度下将容易蒸发并且被氩气带走。在除去之后，四氯化硅可以被收集或与中和浴反应。天然存在的氧化物层二氧化硅，对盐是惰性的并且将作为悬浮液存在或作为沉淀物沉降。其存在将不影响盐的品质。其他反应也是可能的。例如，硅接触操作906可以包括在允许从ucl4形成ucl3和sicl4的温度和压力条件下，使用硅烷(sih4)或另一种含硅气体例如二氯化硅(sicl2)。取决于温度和压力条件，在此反应期间，ucl4可以是呈气态或固体形式。在可选择的实施方案中，不同于使用过量的ucl4，硅接触操作906反而可以以过量的si将已知量的ucl4转化成相同化学计量量的ucl3。因为目标是产生已知量的ucl3并且所得到的氯化硅物质是不重要的，所以以过量的si进行硅接触操作906可以比控制反应条件更简单。接触操作902、904、906可以使用现在已知的或后来开发的任何合适的接触容器或接触设备进行。例如，在实施方案中，待被接触的固体材料是松散的颗粒或粉末，并且气态材料在压力下流动或循环通过接触容器(例如，流动到在容器的一端处的阀中以及从在容器的另一端处的阀除去)，使得容器临时变成填充床反应堆，或如果通过容器的流量(flowrate)是充分的，则临时变成流化床反应堆。在这些实施方案中，气体与固体材料的接触在不从容器(vesselcontainer)中除去固体材料的情况下进行。方法900还包括使产生的ucl3、ucl4和nacl混合以获得期望的燃料盐实施方案。混合可以在ucl3、ucl4和nacl独立地是呈气相、液相或固相的同时进行。例如，可以单独地产生合适量的每种化合物，然后单独的化合物可以被加热成熔融状态并且转移到单个容器中，其中允许该化合物混合和固化。这产生容易运输的固体燃料盐实施方案。如先前提到的，组分可以在反应堆容器内或反应堆容器的外部混合和/或熔融。方法900可以作为独立的操作进行或可以以操作的执行被协调的方式进行。例如，相同的氯气可以通过连接接触容器用于uo2接触操作902和na2co3接触操作。图10图示基于图9的方法制造包含ucl4的燃料盐的协调法的实施方案。在协调法1000中，包含固体uo2的第一接触容器、包含固体na2co3的第二接触容器以及包含元素si固体的收集容器提供在系统制备操作1002中。此操作1002还包括提供cl2和co以及促使系统的所有组分达到合适的操作条件，例如从200℃-550℃和从1个大气压-5个大气压。在实施方案中，容器可以制备有诸如氩气的惰性气体，填充围绕固体内容物的气体空间。如上文讨论的，cl2气体可以具有改变的量的37cl(即，不同于24％的天然存在的量的37cl的量)以改变最终燃料盐中cl含量的中子调节和吸收。例如，在一个实施方案中，改性的cl2可以具有小于23％37cl。在另一个实施方案中，cl2气体可以具有大于25％37cl。图11图示适合用于进行图10的方法的接触容器及其连接部的示意图。图11示出保持固体uo2的第一接触容器1102、具有固体na2co3的第二接触容器1104以及包含硅(si)金属固体的收集容器1106。容器1102、1104、1106被连接，使得气体可以流经第一容器1102并且然后流经第二容器1104。收集容器1106还被连接至第二容器1104，使得收集容器1106可以接收来自第二容器1104的气体或液体中的一种或两种，例如经由重力或在容器1104、1106之间的感应压力差。在可选择的实施方案中，si可以被添加至第二容器1104或提供在中间接触容器(未示出)中。cl2源1108、co源1110以及惰性气体源1112作为气缸被示出，尽管可以使用任何来源。在示出的实施方案中，co和cl2仅连接至第一容器1102，而惰性气体(图示为氩气，尽管可以使用任何惰性气体)连接至全部三个容器，使得每个容器中的环境可以独立地控制。未图示出辅助部件例如阀、过滤器、止逆阀、压力和温度传感器、流量监测器和流量控制器、加热和冷却设备、泵以及压缩机，本领域技术人员已经认识到如何实施这些部件以实现本文描述的结果。同样地，配件和进入端口、内部扩散部件和其它元件可以在需要时使用并且在图11上没有具体地确定。现在回到图10，在系统已经在制备操作1002中被制备之后，cl2和co在反应物气体流动操作1004中流经图11的第一容器1102和第二容器1104。这用于使uo2和na2co3与cl2和co接触，使得在每个容器中分别产生ucl4和nacl。气体可以流经每个容器1102、1104一次(单程)或再循环持续某时间量。例如，在实施方案中，反应物气体流动操作1004可以进行直至所有uo2已经转化成ucl4，直至所有na2co3或两者。可选择地，反应物气体流动操作1004可以仅进行持续固定的时间段，该时间段足以产生与目前产生最终燃料盐所必需的ucl4和nacl一样多或更多的ucl4和nacl。在使气体流经两个容器1102、1104之后，气体可以被收集用于再加工和再利用。特别地，如果使用富集的cl2气体，那么其可以是有成本效益的以回收尽可能多的cl气体。可选择地，气体可以被处理和排放到环境，比如例如通过使气体通过氧化铜洗涤器，这将减少co。产生的ucl4和nacl的量将取决于操作条件和气体流经容器1102,1104多长。因此，操作者可以容易地控制系统1100以获得期望量的每种材料。此外，容器1102、1104的相对尺寸和形状可以被调节，使得对于给定量的ucl4，从单个操作产生特定的相对量的nacl。这允许系统被配置成产生任何期望的ucl4-nacl燃料盐以及如下文参考操作1012更详细地讨论的扩展到任何ucl3-ucl4-nacl燃料盐。在图11中示出的系统实施方案中，容器串联地连接并且气体首先流经第一容器并且然后流经第二容器。在可选择的实施方案中，气体可以独立地流经每个容器。此可选择的实施方案允许使用不同的cl2来源(并且因此富集)。在使气体流经两个容器1102、1104，从而在第一容器1102中产生至少某些ucl4并且在第二容器1104中产生nacl之后，进行ucl4气化操作1006，其中第一容器1102的温度和/或压力被调节，使得ucl4从固相转化成气相。在实施方案中，转化是通过升华并且ucl4不经过液相。在可选择的实施方案中，温度和压力条件被调节，使得ucl4首先被转化成液体，之后其被煮沸成气体。在实施方案中，气化操作1006可以使升华条件保持持续选定的一定时间段，使得大部分或全部ucl4被转化成气相。在实施方案中，二氧化铀的碳氯化运行至完成。然而，除了效率目的，反应的程度无关紧要。粉末状二氧化铀和四氯化铀的任何混合物可以经由四氯化铀的高蒸汽压便利地分离。已经发现四氯化铀在如520℃这样低的温度下升华。例如在实施方案中，通过将四氯化铀加热至多达520℃(低于其熔点70℃)，ucl4应当缓慢挥发并且容易从任何未反应的uo2中除去。ucl4气化操作1006可以在冲洗来自第一容器1102的全部或大部分反应物cl2和co气体之后进行。然后，在ucl4转移操作1008中，气态ucl4被转移至第二容器1104。这可以通过任何常规的手段来实现。因为uo2具有比ucl4具有的沸点(791℃)更高的熔点(在1个大气压下，2,865℃)，所以任何uo2作为固体保持在第一容器中。然而，可以提供过滤器或脱落部(dropout)以在气体转移期间防止任何颗粒从第一容器1102中无意地除去。在实施方案中，全部或大体上全部的ucl4在此操作1008期间被转移。可选择地，基于期望的最终燃料盐的期望的量和比率，可以转移已知量的ucl4。实时流量计和气体分析仪可以被用于验证或控制量转移，如本领域已知的。在选定量的ucl4气体已经被转移至第二容器1104之后，第二容器1104的环境被调节，使得ucl4气体冷凝并且nacl固体熔融，这促使两者在燃料盐熔融操作中1010成液态。在其中第二容器被保持在1个大气压的压力下的实施方案中，此环境对应于从368℃和800℃的温度范围，这取决于ucl4与nacl的相对量(如在图4的三元图的下轴上示出的)。由于na2co3的熔点在1个大气压下是851℃，所以环境可以容易地调节至其中ucl4-nacl混合物是液体而na2co3保持呈固态的点。在实施方案中，例如，氯化钠将被保持在350℃或低于ucl4-nacl的低共熔点20℃。在燃料盐熔融操作1010之后，液体ucl4-nacl中的某些或全部然后在ucl4-nacl转移操作1012中转移到收集容器1106中。这可以通过任何常规的手段实现，例如用氩气将第二容器1104加压以替代熔融ucl4-nacl混合物并且驱动熔融ucl4-nacl混合物进入收集容器1106中。可选择地，液体可以使用重力简单地倾析到收集容器1106中。再次，护理和专用设备可以被用于防止任何剩余的na2co3从第二容器1104中除去。系统1100还被设计成使得在进入收集容器1106之后，呈液体的ucl4将与在收集容器1106中的si接触。在实施方案中，条件将被控制，使得si反应具有上文描述的与ucl4化学计量地反应以形成sicl4和ucl3的效果。收集容器被保持在操作条件下，使得ucl3保持液体，而sicl4被煮成可以容易地除去的气体。因此，通过控制收集容器1106中si的量，可以控制所得到的ucl3的量。因为系统1100允许容易地控制最终被转移到收集容器1106中的ucl4和nacl的相对量，并且还可以容易地控制转化成ucl3的ucl4的量，所以可以使用系统1100和方法1000来制备任何期望的ucl3-ucl4-nacl混合物。在ucl4-nacl转移操作1112之后，可以进行最终收集操作1012。在此操作1012中，sicl4可以被除去并且被惰性气体替换。燃料盐可以被固化以用于在收集容器1106内容易运输，或可以被转移到另一容器(呈液态、固态或气态)中以用于储存或运输。容器1102、1104、1106中的反应的动力学将取决于使用的固体uo2和固体na2co3的形式，例如粉末、颗粒、多孔基质、块(block)等等；以及气体的流量、温度和压力条件；以及接触容器的内部配置，例如它们被配置成通过使用内部挡板、扩散器或其它部件增进与流动气体的接触。虽然可以使用uo2和na2co3的任何固体形式，但高表面积形式将增进反应的动力学并且通常是更有效的。同样地，虽然可以使用现在已知的或后来开发的任何类型的容器，但特别适于增进固体-气体接触和液体-气体接触的接触容器设计将比较简单的设计更有效。此外，主动部件例如混合器或搅拌器可以被用于任何容器或所有容器，以在图9或图10的任何操作期间增进接触、气化或混合。虽然为了本公开内容的目的，已经描述了ucl3-ucl4-nacl燃料盐产生系统1100和产生方法900、1000的各个实施方案，但可以做出各种变化和修改，所述变化和修改完全地在本文描述的技术范围内。例如，本领域技术人员将认识到，可以对系统1100或方法900、1000做出许多较小的改变，同时仍实现对于最终燃料盐混合物和最终产品的相同的控制。例如，固体硅可以被引入到第二容器1104中，或固体硅可以被保持在第二容器1104和收集容器1106之间的流通室(flow-throughchamber)(未示出)中。同样地，第一容器和第二容器可以独立地操作，而不是连续地操作，并且ucl4气体和nacl液体可以单独地转移到收集容器1106中。可以做出许多其它变化，这些变化将容易使本领域技术人员得到启示并且涵盖在本公开内容的精神内并且如所附权利要求中限定的。此外，如果ucl3-nacl二元混合物是期望的，那么图9或图10的方法可以进一步调整。在该实施方案中，整个ucl4-nacl混合物可以被氢气鼓泡持续延长的时间段，该延长的时间段引发以下反应：2ucl4+h2(g)＝2ucl3+2hcl(g)。通过提供过量的h2，全部的ucl4可以被转化成ucl3。使用氯化铵从uo2合成ucl4图16图示用于使用氯化铵制造ucl4的方法的实施方案。在示出的方法1600的实施方案中，在铀制备操作1602中产生固体uo2和nh4cl的混合物。固体混合物可以使用任何常规的手段来产生，例如用任何合适的设备研磨、压碎或切割，例如球磨机、棒磨机、自磨机、sag磨机、砾磨机、辊式研磨机、捣磨机等等。然后，进行第一转化操作1604，其中固体混合物在适合通过以下反应产生(nh4)2ucl6的条件下暴露于hcl：uo2(s)+2nh4cl(s)+4hcl(g)＝(nh4)2ucl6·2h2o在实施方案中，转化操作1604包括加热固体混合物，同时将混合物暴露于在1个大气压下在至100℃的封闭环境中的hcl气体，并且保持该温度直至获得充分的转化。取决于实施方案，温度可以被保持持续至少一小时。然而，为了充分转化，另外的时间可能是合意的，例如保持该温度持续两个小时、三个小时、四个小时或更多个小时。取决于使用的hcl的浓度，温度可以被保持刚好低于含水hcl的沸点，并且允许通过在封闭环境中提供含水hcl池来保持hcl气体环境。用于实现(nh4)2ucl6的转化的可选择的方法也是可能的，例如在较高的温度下使hcl气体通过窑、移动床、旋风分离器、流化床反应堆或任何其它气体-固体接触技术。发烟hcl(大于40％浓度的含水hcl)还可以被用于产生hcl气体。在又另一实施方案中，混合物可以在产生(nh4)2ucl6的条件下与呈液体形式而不是气态形式的含水hcl接触。又另一实施方案包括对于第一转化操作1604、通过使用氯化钙(cacl2)和含水hcl产生hcl气体。在该实施方案中，hcl气体经由以下反应产生：cacl2(s,无水)+hcl(含水)＝calcl2·2h2o(s)+hcl(g)在该实施方案中，第一转化操作1604包括在反应环境中提供无水cacl2小球(pellet)并且使无水cacl2与含水hcl接触。在实施方案中，接触可以通过将cacl2小球放置于hcl池中来进行。在第一转化操作1604中，可以提供反应堆容器，其可以单独地保持混合物和具有cacl2小球的hcl池两者，使得仅hcl气体可以接触混合物。在可选择的实施方案中，液体hcl可以在固体形式cacl2上方循环或流动。不管接触如何进行，当水从含水hcl中除去以使cacl2水合时，hcl在液体中的浓度增大，直至hcl气体被释放到环境中。用于产生hcl气体的此方法可以使用较安全且更容易操作的含水hcl浓度作为输入，并且相对于使用hcl气体的其他来源可能是优选的。用于制备hcl的此方法可以适于与本文描述的任何方法一起使用。此外，具有修改的量的作为阴离子的37cl同位素的含水hcl和nh4cl可以被用于从方法1600产生氯化物燃料盐。如上文提及的，通过若干方法，37cl同位素的分离和收集是可能的。然后，此37cl可以被用于产生氯化氢，当氯化氢与水组合时，氯化氢将产生改性的含水hcl。存在用于制备氯化氢的许多已知的方法并且可以使用任何合适的方法，包括使cl2气体与h2气体组合以及使nacl与h2so4反应。同样地，改性的nh4cl还可以使用37cl的来源从任何已知的方法产生。hcl和nh4cl两者中的任一者的改性的量可以被控制以在最终燃料盐中实现37cl与总cl的任何期望的比率，例如最终盐具有在燃料盐中大于25％的37cl与总cl的比率。在第一转化操作1604之后，进行第二转化1606操作，其中(nh4)2ucl6被保持在适合于将其通过以下反应转化成ucl4的条件下：(nh4)2ucl6＝ucl4+2nh4cl在实施方案中，第二转化1606包括从hcl环境中除去(nh4)2ucl6·2h2o、将(nh4)2ucl6·2h2o加热至足够用于转化的温度，直至期望量的(nh4)2ucl6已经转化成ucl4。预计转化高于200℃，但更高的温度可以加速反应。在实施方案中，(nh4)2ucl6·2h2o可以被加热至高于200℃但低于使(nh4)2ucl6或ucl4熔融的温度的任何温度，例如从200℃-500℃、从250℃-350℃或400℃。可选择的实施方案也是可能的，包括在转化操作1606期间将(nh4)2ucl6加热至引起所产生的ucl4熔融的温度的实施方案。示出的方法1600的实施方案适合用于大量产生ucl4产物。此外，由于ucl3可以经由例如上文描述的还原从ucl4容易地获得，所以方法1600可以容易地用于还简单地通过添加如在图16中示出的任选的还原操作1608来产生大量的ucl3。进行方法1600的实施方案以验证该方法。在实验中，将2克的uo2和0.44克的nh4cl(即，10％过量的nh4cl)一起研磨并且放置于具有含水hcl的反应堆中，使得环境具有过量的hcl气体。反应堆被加热至100℃并且保持在该温度下持续四(4)个小时。然后，所得到的产物被除去并在真空下放置于分解管中并且从80℃加热至400℃。ucl4的产生通过x射线衍射来验证。在实验中，使用cacl2方法产生hcl气体。将uo2和nh4cl的混合物放置于开顶型玻璃容器(open-toppedglassvessel)中，并且将容器放置于反应堆内。含水hcl池设置在反应堆的底部中，并且将cacl2的小球放置成与含水hcl接触。过量的hcl气体通过cacl2的水合来产生，并且此气体与容器中的固体混合物反应。铀氯化物-氟化物燃料制造工艺图17图示用于制造ucl3f的方法的实施方案。方法1700基于以下反应：3ucl4+uf4＝4ucl3f在示出的实施方案中，方法1700以在前体制备操作1702中制备ucl4的量和uf4的量开始。ucl4和uf4可以通过本文描述的或本领域已知的任何方法来制备。然后，在组合操作1704中，将固体ucl4和uf4以化学计量的量组合。在示出的实施方案中，使三份ucl4和一份uf4组合。组合操作1704可以在预期用于接下来讨论的混合操作1706的混合器(例如，球磨机)中进行，或可以在转移至混合器之前在中间容器中进行。然后，将组合的ucl4和uf4混合持续一段时间以在混合操作1706中获得固体ucl3f混合物。混合操作1706可以使用任何常规的固体混合手段，例如用任何合适的设备研磨、压碎或切割，例如球磨机、棒磨机、自磨机、sag磨机、砾磨机、辊式研磨机、捣磨机等等。混合可以或可以不在升高的温度或压力下进行。基于混合条件(例如，在高温下)，混合的时间段可以是固定的时间，该固定的时间选自15分钟至5天，比如例如四分之一小时、半小时、四分之三小时、一小时、两小时、四小时、六小时、八小时、12小时或24小时。可选择地，混合可以进行持续足够用于完成反应的时间段，该时间段基于实时或现有的测试来确定。在可选择的实施方案中，混合操作1706可以用呈熔融状态而不是固态的一种或两种铀盐进行。在又另一实施方案中，混合操作可以在反应堆的反应堆芯中进行，使得ucl3f盐在反应堆芯内产生。操作1702-1706中的任一个和全部还可以在无氧环境中进行，例如通过在氩气或某些其它惰性气体下混合。进行实验以确证方法1700。如进行的，将700mg的ucl4与193mg的uf4在氩气下在球磨机中混合持续一小时。在一小时混合时间之后，在混合之前的前体的x射线衍射分析和实验的产物指示，前体ucl4或uf4中没有一个存在于最终产物中。基于此，假定反应进行到完成并且最终产物是ucl3f。注意，方法1700可以适于通过改变前体盐的化学计量量来产生ucl2f2和uclf3。如上文讨论的，这些盐在熔融盐反应堆中还可以具有用作核燃料或用作核燃料盐的成分的合适的性质。图18图示用于制造ucl3f的另一种方法的实施方案。该方法1800基于以下反应从uo2产生ucl3f：2uo2(s)+3nh4cl(s)+nh4hf2(s)+7hcl(g)＝2[nh4]2ucl5f·2h2o(s)[nh4]2ucl5f·2h2o(s)＝2nh4cl+ucl3f+2h2o此反应类似于参考图16描述的反应。在示出的方法1800的实施方案中，在前体制备操作1802中产生固体uo2、nh4cl和nh4hf2的混合物。固体混合物可以使用任何常规的手段来产生，例如用任何合适的设备研磨、压碎或切割，例如球磨机、棒磨机、自磨机、sag磨机、砾磨机、辊式研磨机、捣磨机等等。然后，进行第一转化操作1804，其中固体混合物在适合于通过以下反应产生(nh4)2ucl5f的条件下暴露于hcl：2uo2(s)+3nh4cl(s)+nh4hf2(s)+7hcl(g)＝2[nh4]2ucl5f·2h2o(s)在实施方案中，第一转化操作1804包括加热固体混合物，同时将混合物暴露于在1个大气压下在至100℃的封闭环境中的过量的hcl气体，以及保持该温度直至获得充分的转化。取决于该实施方案，温度可以被保持持续至少一小时。然而，为了完全转化，另外的时间可以是合意的，例如保持该温度持续两个小时、三个小时、四个小时或更多个小时。取决于使用的hcl的浓度，温度可以被保持刚好低于含水hcl的沸点，并且允许通过在封闭环境中提供含水hcl池来保持hcl气体环境。用于实现(nh4)2ucl5f的转化的可选择的方法也是可能的，例如在较高的温度下使hcl气体通过窑、移动床、旋风分离器、流化床反应堆或任何其它气体-固体接触技术。发烟hcl(大于40％浓度的含水hcl)还可以被用于产生hcl气体。在又另一实施方案中，用于第一转化操作1804的hcl气体可以使用氯化钙(cacl2)和含水hcl来产生，如先前已经参考图16描述的。在第一转化操作1804之后，进行第二转化1806操作，其中(nh4)2ucl5f被保持在适合通过以下反应将其转化成ucl3f的条件下：[nh4]2ucl5f·2h2o(s)＝2nh4cl+ucl3f+2h2o在实施方案中，第二转化1806包括从hcl环境中除去(nh4)2ucl5f·2h2o，将(nh4)2ucl5f·2h2o加热至足够用于转化的温度，直至期望量的(nh4)2ucl5f已经被转化成ucl3f。预计转化高于200℃，但较高的温度可以加速反应。在实施方案中，(nh4)2ucl5f·2h2o可以被加热至高于200℃但低于使(nh4)2ucl5f或ucl3f熔融的温度的任何温度，例如从200℃-500℃、从250℃-350℃或400℃。可选择的实施方案也是可能的，包括在第二转化操作1806期间将(nh4)2ucl5f加热至引起所产生的ucl3f熔融的温度的实施方案。方法1800还可以被用于通过使用具有修改的量的作为阴离子的37cl同位素的含水hcl和nh4cl来产生改性的37cl，如已经在别处讨论的。hcl和nh4cl两者中的任一者的改性的量可以被控制以在最终燃料盐中实现37cl与总cl的任何期望的比率，例如最终盐具有在燃料盐中大于25％的37cl与总cl的比率。燃料盐实施例各种燃料盐实施方案在实验室中制造并且被测试以证实图4的三元相图。制备许多ucl3批次。为典型制品的一个批次被如下制备。将1.895g的铀金属样品用己烷洗涤并且用硝酸处理以除去氧化物。将铀金属放置于石英坩埚中，加载到管式炉(tubefurnace)中，并且在流动的h2下保持在250℃下持续30分钟，产生uh3。uh3被观察为较高表面积的产物，在形态分析上不同于铀金属起始材料。将炉温增加至350℃，将流动气体切换成hcl，并且保持在该温度下持续90分钟，产生ucl3。将气氛变化为h2，并且将炉达到室温。将管式炉保持在h2气氛下并且转移至ar手套箱。ucl3通过x射线衍射来表征，具有2.47g的总回收质量。还准备许多ucl4批次。为典型的制品的一个批次被如下制备。将1.50g的uo3样品添加至schlenk烧瓶并且装载有ar。在惰性条件下，将六氯丙烯以10倍摩尔过量添加。将烧瓶温度增加至75℃并且保持持续30分钟。将温度增加至约165℃回流并且保持持续3小时。使产物达到室温并且用四氯化碳、甲苯和己烷洗涤。在己烷洗涤之后，将产物干燥并且通过x射线衍射确定为ucl4。该程序产生1.9g的ucl4。二元混合物和三元混合物通过将合适量的成分化合物在mo坩埚中在650℃下在ar气氛下熔融持续2小时来产生。制备66nacl-34ucl3的样品并且以使用3.761gucl3和1.239gnacl的相同的方式来表征。71ucl4-17ucl3-12nacl的典型的批次包含0.6188g的ucl4、0.1331g的ucl3以及0.0158g的nacl。将三种组分添加至mo坩埚并且如上文描述的处理。混合的盐产物通过差示扫描量热法来分析。ucl3f的实施方案使用如上文描述的ucl4和uf4之间的合成反应来产生。在该实验中，在氩气下，将700mg的ucl4与193mg的uf4在球磨机中混合持续一小时。在一小时混合时间之后，在混合之前的前体的x射线衍射分析和实验的产物指示，前体ucl4或uf4中没有一个存在于最终产物中。基于此，假定反应进行到完成并且最终产物是ucl3f。产生以下燃料盐并且其熔点如在表3中示出的来确定。表3-燃料盐实施方案燃料改性以减少腐蚀熔融盐腐蚀的管理可以指示高级材料例如镍合金和钼合金用于面向燃料盐的部件(fuelsalt-facingcomponent)例如反射器、phx以及容器的用途。在某些实施方案中，由于合适的反应堆部件的设计和操作条件可以仅需要使用这些高级材料来镀层或涂覆，而在现有asme规则的情况下，此类部件的大部分可以由更多过渡材料例如不锈钢和其他材料构建。另外，如果部件将被定期地替换，那么提供特殊的镀层性能或证明完美的涂层不是必需的。在实施方案中，相容的耐腐蚀性镀层(crc)将结合asme规则顺应性基础材料用于所有面向燃料盐的表面上。asme第iii部分,divisionv“hightemperaturereactors”允许使用crc。小心选择材料、连接工艺和非破坏性检查允许构建稳健的复合材料金属反应堆外壳，该外壳具有防御腐蚀、辐射损伤以及高温服务的多个层。在该实施方案中，crc是针对放射性核素的未控制释放的第一屏障。其包括在压力容器板、管道、一级热交换器管道和管板(tubesheet)上的耐腐蚀性镀层并且被设计成用于正压。在实施方案中，燃料盐适于通过提供一种或更多种氯化物盐防止或减少腐蚀，所述一种或更多种氯化物盐对应于已经通过腐蚀产生的盐。通过提供此类盐作为另外的、非裂变氯化物盐中的一种(或唯一另外的、非裂变氯化物盐)，这将减少或防止面向盐的机械部件的腐蚀。图12图示使用熔融核燃料减少核反应堆的腐蚀的方法的实施方案。方法1200适合用于任何燃料盐阴离子，包括cl、f或诸如cl3f、cl2f、cl2f2等等的组合。在示出的实施方案中，方法1200开始于确定操作1202，确定操作1202确定哪种材料或哪几种材料将在反应堆中是面向盐的。例如，如上文讨论的，预期的是，镍合金和钼合金可以被用于各种面向盐的部件。然后，确定操作1202之后是确定所确定的材料中的阳离子或更多种阳离子，所确定的材料在分析操作1204中最可能腐蚀。分析操作1204可以是纯理论分析，例如基于材料中的每种元素的盐形成的相对自由能的比较。可选择地或此外，分析操作1204可以包括使用不同的代表性盐的腐蚀测试，以便实验性地辨识可能的腐蚀化学。在已经确定阳离子或更多种阳离子经受盐腐蚀之后，可以特定地对于该反应堆产生燃料盐，所述反应堆在核燃料盐中包含由以下组成的腐蚀抑制盐：盐阴离子(例如，在mcfr中的氯化物)和材料阳离子(例如，mo，如果分析操作1204确定mo腐蚀是该特定合金的问题)。腐蚀抑制盐的量可以实验性地确定，或可以基于对于消除腐蚀反应所必需的盐的量来选择，消除腐蚀反应通过使燃料盐中的腐蚀抑制盐的量达到在反应堆的操作条件(压力、温度等等)下实现平衡所必需的量来实现。可选择地，可以溶解在核燃料中的最大量的腐蚀抑制盐在核燃料中。例如，在方法1200的实施方案中，可以在分析操作1204中确定的是，cr腐蚀将可能发生。作为响应，可以产生耐腐蚀性燃料，其包含至少某些crcl2。图13列出了可能适用的某些合金。该图列出合金，每种合金的主要元素或更多种主要元素(按质量计>1％)以及每种合金的次要元素(按质量计<1％)。在代表性条件下使用71ucl4-17ucl3-12nacl和66nacl-34ucl3燃料盐实施方案两者，对图13中的合金中的某些进行实验。测试的合金包括316ss不锈钢。在这些实验中，将合金的试样插入到一定体积的燃料盐中，并且将条件保持在650℃下持续100小时。然后使用能量色散光谱学检查试样。不锈钢的检查示出铬从合金试样的明显消耗以及fe从合金试样的可测量的消耗。这证实了基于合金中阳离子的相对自由能(见下文)的理论分析的结果，理论分析的结果指示，cr将被cl盐腐蚀更多，fe相对较少，并且ni和mo甚至更少。δhcrcl2<δhcrcl3<δhfecl2<δhnicl2<δhmocl2响应于此分析，腐蚀抑制盐可以包括用于316ss合金的crcl2、crcl3和fecl3中的一种或更多种。这些腐蚀抑制盐中的某些或全部可以被添加至氯化物燃料盐以减少或消除此合金的腐蚀。燃料监测在操作期间，可以监测在熔融盐反应堆中的燃料盐。可以进行此监测以便确定充分的增殖在何时已经发生，使得燃料中的某些可以被除去并且被新的燃料替换以抑制反应性。这样的监测可以采取许多形式，但包括监测指示盐的总品质的分子在熔融盐中的至少一种浓度。响应于监测的结果，例如指示充分的增殖已经发生的结果，可以采取某些行动，例如改变操作参数或用新的燃料盐替换某些燃料盐。监测可以使用任何类型的现在已知的或后来开发的合适的形态分析法或设备(包括光谱法或工具)来进行。例如，在实施方案中，监测使用拉曼光谱学或激光烧蚀法实时地进行。拉曼光谱学提供来自分子振动的信息，该信息可以被用于样品确定和定量。该技术包括使单色光源(即激光)照射在样品上并且检测散射光。某些量的燃料可以从反应堆芯中例如以侧流除去，并且可以通过监测单元(monitoringcell)，检测单元包括光谱学可以通过其进行的“窗”。拉曼窗材料的实例是熔合的石英、熔合的二氧化硅、蓝宝石、金刚石以及某些玻璃。激光烧蚀法将化合物激发至高能态。激发的材料可以用质谱仪或光学地来评估以确定元素组成和可能的分子物质。任何材料可以被使用，只要其能够满足反应堆和监测系统的操作参数。在某些实施方案中，用于监测的来自芯的除去的燃料可以是以下测流的全部或一部分：如下文进一步描述的由于燃料抛光/燃料加工所除去的燃料的测流、待被增殖性燃料替换以用于控制目的的侧流和/或上文关于图1a描述的一级冷却剂回路110的侧流。还可以使用不同于侧流取样配置的取样配置。例如，在实施方案中，窗可以设置在反应堆芯中的某处，形态分析设备(例如，拉曼光谱仪或烧蚀系统)可以通过该窗将光传输至燃料或燃料上方的顶部空间(如果有的话)。可选择地，形态分析设备可以是远程仪器，该远程仪器被无线或有线连接至反应堆外部的监测系统并且能够被插入到燃料盐或燃料盐流中，例如通过反应堆芯或管道的壁。在另一个实施方案中，光谱仪可以被包括在热交换器设备中或物理上在反应堆芯内的其他部件中，以便直接取样燃料盐。在又另一个实施方案中，光谱仪或烧蚀系统可以是如参考图1a描述的辅助部件127。在不是实时的又另一个实施方案中，样品可以周期性地从反应堆芯中除去并且分析。然后，这样的样品可以被返回或收集用于以后使用。例如，在实施方案中，某些量的燃料盐按预定计划在操作mcfr时被替换，并且除去的燃料盐通过激光烧蚀、光学方法或用拉曼探针来分析。然后，此分析的结果被用于修改一个或更多个参数，例如修改用于替换燃料盐的计划表。可以调节的其它操作参数的实例包括反应堆芯温度、燃料盐替换品质、替代元件的位置、燃料盐的反应性以及添加剂至反应堆芯的进料速率。图14图示操作熔融盐核反应堆的方法。在示出的实施方案中，方法1400开始于在操作1402中保持核反应堆的反应堆芯中的熔融盐中的增殖和燃烧行为。在操作期间，熔融盐中的至少某些在实时分析操作1404中被分析。在实施方案中，分析使用形态分析法例如拉曼光谱学或激光烧蚀法进行，以确定分子在熔融盐中的至少一种浓度。可选择地，可以进行形态分析，以确定燃料中的分子的大部分(如果不是全部)和其相对的量允许知道在该位置处的燃料盐的完全或接近完全的化学组成。在又另一实施方案中，辐射检测器例如γ检测器可以被用于监测熔融盐的能量或活性，并且可以基于盐的组成和测量结果进行在该位置处的燃料盐的部分或完全的化学组成的确定。基于所得到的燃料盐的化学组成的知识，如果化学组成或特定的浓度超过某个预先确定的阈值，那么可以进行调节操作1406。调节可以包括调节核反应堆的一个或更多个操作参数或进行特定的任务例如燃料替换。拉曼光谱学仅仅是可以被用于监测燃料盐品质和/或其他安全考量或设计考量例如裂变产物的累积、粘度等等的形态分析技术中的一种。其他技术包括吸收光谱学、激光烧蚀光谱学、激光诱导分解光谱学、红外(ir)光谱学以及电化学以确定不同盐成分(例如，ucl3、ucl4以及nacl)的相对浓度。如上文讨论的，现在已知的或后来开发的任何技术可以被用于监测。冷冻塞熔融燃料盐反应堆的另一方面包括用于不同目的的冷冻材料塞(frozenmaterialplug)的可能的用途。本文被称为冷冻塞的冷冻材料塞是一定体积的材料，其在预期的操作条件下是固体、与燃料盐不反应并且具有充分牢固的实心结构(solidstructure)，该结构可以被用于防止燃料盐在反应堆中的移动，但在达到期望的激活温度之后也会熔融以允许与燃料盐混合和允许燃料盐的移动。冷冻塞可以被用于许多不同的目的并且在某些实施方案中一次用于多个目的。例如，在简单的实施方案中，冷冻塞可以被用于当处于操作温度时防止燃料盐从反应堆芯流出进入贮罐中，但在反应堆芯温度超过该塞的激活温度时熔融，从而允许燃料盐离开进入贮罐中。这可以通过将贮罐定位在反应堆芯下方来实现，使得燃料盐可以通过重力或通过将反应堆芯和贮罐保持在不同的压力下流动，使得在使冷冻塞熔融之后，熔融燃料盐在压力下流动到贮罐中。在某些情况下，冷冻塞可以在熔融之后在燃料中是可检测的。例如，冷冻塞可以由为中子毒物的某些材料制成，使得如果反应堆芯超过激活温度，那么毒物材料熔融并且随后分布在整个反应堆芯中，从而降低反应性。在该实施方案中，冷冻塞是中子毒物。实现类似的功能，在另一个实施方案中，冷冻塞被用于防止保持在与反应堆芯分离的容器中的一定量的中子毒物与燃料盐混合。在达到激活温度之后，冷冻塞熔融并且将毒物释放到反应堆中。正如贮罐实施方案，毒物的容器可以定位于反应堆芯上方，使得毒物在重力下流动到反应堆芯中，或可选择地可以在压力下被保持使得迫使毒物进入反应堆芯中。以此方式，冷冻塞的激活或熔融在反应堆芯的中子反应中是高度可检测的。在另外或可选择的实施方案中，冷冻塞可以容纳或分离一个或更多个元件，该一个或更多个元件是以其他合适的方式可检测的，例如通过燃料监测系统(例如，拉曼光谱学)、反应堆内的其它传感器等等。安全相关的冷冻塞的许多其它配置是可能的。冷冻塞可以通过提供冷冻塞材料来被动地保持，冷冻塞材料具有定制成期望的激活温度的合适的熔点。在可选择的实施方案中，冷冻塞可以通过围绕冷冻塞的位置提供主动冷却的部件例如冷却夹套来主动地保持。例如，主动保持的冷冻塞可以被用于允许操作者控制激活(通过控制冷却)，或可以被用作在失去外部功率或控制之后激活的安全措施。主动控制还允许使用燃料盐作为冷冻塞，简化了在反应堆的操作中使用冷冻塞。合适的冷冻塞材料包括在燃料盐中混溶并且具有比反应堆的操作温度更高的合适的熔融温度的盐。在某些情况下，可能合适的是，在冷冻塞和燃料盐之间包括化学屏障以减少塞的无意的溶解的发生。例如，在使用诸如上文描述的那些的三元燃料盐的mcfr的实施方案中，合适的冷冻塞可以是任何氯化物盐，其具有高于三元盐实施方案的熔点的熔点。为了调节目的，充当中子毒物的冷冻塞的实施方案包括用35cl制成的冷冻塞。如上文讨论的，35cl是中子调节剂和吸收剂，并且35cl的盐在溶解于燃料盐中时将降低盐的反应性。适合用于mcfr的其他可能的冷冻塞包括具有高的吸收横截面的裂变产物例如133cs、101ru、103rh、99tc以及105pd的氯化物盐。在某些实施方案中，冷冻塞材料可以不是燃料盐，或甚至具有与燃料盐相同阴离子的盐。合适的冷冻塞材料包括具有以下熔融温度的那些材料，该熔融温度以用于动作发生并且可能不与燃料盐负性地反应的安全熔点为目标。具有较高熔融温度的改性燃料盐仅仅是其的一个实例。因此，冷冻塞可能可以由任何材料制成。在又另一实施方案中，冷冻塞材料可以是中子反射性材料，使得在达到激活温度之后，反射性冷冻塞熔融并且提供较少的中子反射，从而改变反应堆的总反应性。在该实施方案中，冷冻塞还可以在熔融之后暴露、释放或露出中子毒物。例如，反射性冷冻塞可以覆盖中子吸收器，并且因此作为反射器部件操作，该反射器部件在达到激活温度之后自毁。不间断的燃料抛光在实施方案中，在正常操作期间，mcfr燃料盐仅接收不同于用新鲜的燃料盐周期性替换一定量的核燃料盐的次要处理。在某些情况下，除去的裂变燃料将被增殖性燃料盐替换。用于燃料抛光的某些可能的次要处理包括裂变产物例如贵金属的机械过滤以及惰性气体的最小除去。在实施方案中，处理包括除去在不间断的核反应期间产生的惰性气体。此类气体将包括kr、xe和ar的各种同位素。这些气体可以通过使燃料盐鼓泡来除去。鼓泡还将具有除去可能产生的任何其它气态挥发性裂变产物的效果。在实施方案中，裂变材料在mcfr燃料循环的任何部分中不分离。而是，增殖的钚在操作中与增殖性铀混合并且产生包括镧系元素的裂变产物，所述裂变产物在化学上是类似的并且预计在燃料盐实施方案中是可溶性的。以此方式，由于在mcfr中的镧系元素将不需要被除去，所以相对于现有氯化物熔融盐反应堆的典型的燃料加工，燃料抛光可以在mcfr中被简化。燃料抛光还可以包括机械过滤，以除去可能由不间断的核反应和/或流体流动和移动部件的操作产生的任何沉淀物。过滤和鼓泡两者均可以通过常规的手段来进行，包括上文参考图1a呈现的那些。燃料抛光还可以包括机械过滤，以除去可能由不间断的核反应和/或流体流动和移动部件的操作产生的任何沉淀物。过滤和鼓泡两者均可以通过常规的手段来进行，包括上文参考图1a呈现的那些。图19图示利用排放罐1904的用于燃料抛光的抛光系统的实施方案。在实施方案中，系统1900被设计成除去大部分，如果不是全部的不溶性裂变产物、腐蚀产物以及具有改变超过设计规格的燃料盐化学计量的潜能的其它化合物。系统1900还可以在正常和偏离设计操作下将燃料盐清洁成可接受的规格。在图示的系统1900中，气相污染物可以演化成反应堆芯上方的空隙空间。这些污染物可能包含裂变产物、惰性气体、ucl4等等。废气系统包括用于安全处理此废气流并且回收ucl4的设备。系统1900包括耗散热、收集和储存/处置稳定且长寿命的气体、回收ucl4以及再压缩/再循环惰性气体的设备。系统1900还可以具有降低腐蚀元素例如氧和硫的浓度的能力。此外，系统1900可以除去溶解的惰性气体，例如135xe。在示出的实施方案中，该系统包括若干不同的单元操作以有助于清除燃料盐。这些单元操作包括：过滤不溶性裂变产物；氦气气泡产生以在重新插入反应堆芯之前帮助从燃料盐中除去惰性气体裂变产物；在重新插入反应堆芯之前，将来自熔融盐的氦气气泡/惰性气体脱气；使脱气的氦气气泡/惰性气体通过长时延迟化学阱系统(longdelaychemicaltrapsystem)，其中同位素将衰减至无关紧要的水平；以及再循环氦气。在实施方案中，来自反应堆系统的任何排出气体将被排出至此系统1900。这些气体将通过洗涤器，其中洗涤器将与冷却的燃料盐接触以除去气体流中的任何ucl4。在示出的实施方案中，排放罐1904定位于一水平处，该水平低于反应堆芯1902中的燃料盐水平1912，以允许来自反应堆芯1902的熔融燃料盐在重力下流动到排放罐1904中，以用于抛光。燃料1906可以通过重力流动或虹吸从反应堆芯中的一个或更多个位置中除去。气体在反应堆芯顶部空间1920和排放罐顶部空间1921之间的转移可以被控制，以保持燃料盐在排放罐1904中的期望的水平1916。在实施方案中，为了保存反应堆芯的完整性，浸渍管(diptube)1910从反应堆芯1902的顶部设置到燃料盐1906内的一深度，除去从该深度是期望的。流量可以通过阀或通过选择排放管道直径和反应堆芯1902与排放罐1904之间的压力差来控制。处理系统1900可以以连续的批次方式来操作。该系统可以被定尺寸以处理任何期望的吞吐量(throughput)，比如例如系统中总燃料盐1906的每分钟1％或每分钟0.1％。在实施方案中，排放罐1904可以被保持在与反应堆芯相同的操作温度和压力下。在可选择的实施方案中，排放罐和燃料盐的经处理的侧流可以被保持在不同条件下，所述条件被选择以改进燃料盐的处理或处理特性。例如，在实施方案中，排放罐1904中的燃料盐1906可以被保持在从800℃-900℃例如850℃的温度下。用于温度控制的加热器交换器1908在排放罐1904中图示，然而可以使用任何合适的技术，例如围绕排放罐的加热夹套。在又另一实施方案中，反应堆芯1902和排放罐1904的相对操作条件可以允许处理发生，而不主动加热排放罐1904，在这种情况下，罐1904可以仅被绝缘而不是主动地加热。在某些实施方案中，阀的数目可以被减少或消除以减少所需要的维护的量。例如，在实施方案中，系统以批次方式来操作并且阀被消除。通过相对于反应堆芯1902调节排放罐1904中的压力，例如通过将气体泵送到排放罐1904中或通过相对于反应堆芯1902中的燃料盐水平1912物理地提升/降低排放罐1904，将排放罐1904从反应堆芯1902中填充并且排放回到反应堆芯1902中。在可选择的实施方案中，可以提供一个或更多个泵1914例如由flowservecorporation的vtptm变速熔融盐泵，以将经处理的燃料盐1906转移回到反应堆芯1902。在实施方案中，将不合意的是，在返回管线中具有水平控制阀，因此盐1906在排放罐1904中的水平1916可以由泵1914的速度来控制。水平1916可以通过非侵入式核水平检测器(non-intrusivenuclearleveldetector)、通过排放罐中的热电偶或通过任何合适的水平传感技术来测量。系统1900包括可以从排放罐1904接收燃料盐的三个不同的燃料盐处理部件：脱气系统1924，其包括氦气接触器1926和分离容器1928；过滤系统，其图示为过滤器1930；以及ucl4冷凝器1932。在图示的实施方案中，脱气系统1924和过滤系统1930被串联地连接，使得离开脱气系统的燃料盐流经过滤系统并且ucl4冷凝器1932是平行处理部件。然而，在可选择的实施方案中，三个部件可以被串联地或平行地以任何配置连接。每个部件1924、1930、1932将在下文更详细地讨论。在图示的脱气系统1924中，来自排放罐1904的燃料盐1906被转移到充当氦气接触器1926的脱气容器中，其中氦气将在强烈搅动的存在下添加。在实施方案中，旋转脱气机可以被用作氦气接触器1926。作为接触的结果，135xe和其它惰性气体从燃料盐1906扩散至氦气。氦气，现在是与135xe和其他惰性气体的he混合物，将直接地或间接地通过首先按规定路线通过排放罐1904中的顶部空间1921，从燃料盐1906分离并且排出至废气处理系统1922。来自氦气接触器1926的燃料盐1906例如经由重力或泵送的溢流转移至分离容器1928，以提供更多的停留时间以用于氦气从燃料盐1906中分离。在实施方案中，氦气接触器1926和分离容器1928定位于比排放罐更高的标高(elevation)以提供压降，该压降对于在没有第二泵的情况下使燃料盐通过分离罐(separationtank)从氦气接触器中“溢流”并且“溢流”至过滤器1930是必需的。还可以使用其中可以使用泵送转移或压差转移的可选择的实施方案。在又另一实施方案中，可以省略分离容器1928，有利于较大的氦气接触器1926或一系列平行的接触器1926，这些接触器1926独立地且替换地以批次模式操作以提供充分的氦气接触和分离时间。在示出的实施方案中，脱气系统1924可以连续地操作，使得保持燃料盐恒定地流动通过两个容器1926、1928并且从每个容器1926、1928的底部流出。重力流动和从底部排放每个容器的益处是为了避免固体在任一容器的底部中的累积。累积的固体将是将必须被除去和处置的放射性废物。分离容器1928排放到过滤器系统1930中，这在将燃料盐1906返回到排放罐1904之前除去任何颗粒。在实施方案中，某些处理化学品可以在其引入到脱气系统1924或过滤器系统1930或两者中之前添加至燃料盐。此类处理化学品的目的将是化学地改性燃料盐中的污染物，以便通过脱气系统1924或过滤器系统1930更有效地除去污染物。例如，注射液体naalcl4可以帮助氧化物除去。在可选择的实施方案中，脱气系统1924可以并入反应堆芯1902中。在该实施方案中，氦气被递送到反应堆芯1902中。虽然某些气体将离开燃料盐并且收集在顶部空间1920中，在该顶部空间1920中，所述某些气体可以通过如上文描述的废气系统1922除去和处理(在通过或不通过排放罐1904的情况下)，但某些氦气将在循环泵中引起气穴(caviation)。在该实施方案中，氦气可以从泵中收集，并且同样地通过如上文描述的废气系统1922除去和处理。在实施方案中，过滤器系统1930可以直接地连接至排放罐1904的顶部。可以使用任何合适类型的过滤器。例如，在实施方案中，过滤系统可以包括支撑在过滤器容器1930内部的许多单独的管式过滤器元件的管板(tubesheet)。在实施方案中，过滤器元件将不在运行中被清洁。固体将随时间累积在过滤器材料表面上，直至过滤器容器1930停止使用并且过滤器元件作为废物丢弃或再生。基于系统1900的设计吞吐量，过滤器容器1930可以被定尺寸用于任何期望的标称寿命。在实施方案中，过滤器元件由烧结的钼粉末或纤维制成以减少腐蚀。过滤器系统的初始压降将是非常低的。过滤器元件可以“倒置地”安装，即管板在容器1930的底部处，并且过滤器元件在管板上方竖直向上地延伸，使得容器将连续地排放到罐1904中。过滤器入口可以定位成尽可能接近管板，以使熔融盐在过滤器容器中的滞留量(holdup)最小化。当颗粒累积在过滤器表面上并且压降增加时，液面将在过滤器容器中上升。ucl4冷凝器1932被设计成使气态ucl4冷凝并且将其返回到排放罐1906。在图示的实施方案中，ucl4冷凝器1932被连接，使得其接收并且处理来自过滤器系统1930和排放罐1904的气体。在可选择的实施方案中，ucl4冷凝器1932可以被连接至来自其它部件例如反应堆芯1902的其它气体流。在实施方案中，冷凝器1932是使用来自排放罐1904的冷却的燃料盐1906作为冷却剂的逆流接触热交换器。纯ucl4的熔点是590℃并且沸点是791℃，所以来自排放罐1904的燃料盐1906的一部分可以使用任何常规的热交换器例如图示的管壳式热交换器1934冷却至低于ucl4的沸点例如700℃，并且通过镍结构化的或钼结构化的填料逆流流动至排出气体。冷凝器1932可以是含无规的镍和/或钼的填料元件的填料柱。这将使排出气体中的任何ucl4冷凝。因为交换器是接触容器，所以冷凝的ucl4将与冷却的燃料盐组合并且返回到排放罐1904。冷凝器1932的气态输出可以在递送至废气处理系统1922之前被冷却。如在图19中所示出的，来自排放罐1904的排出流可以被转移至反应堆芯1902、脱气系统1926或作为冷却剂被转移至ucl4冷凝器1932。这些流可以通过阀(未示出)来主动地控制，或限制孔(restrictingorifice)可以被放置于各种管线中以平衡燃料盐流并且避免对阀的要求。这些限制孔的尺寸将取决于管道的实际路线和随后的液压计算。废气处理系统1922接收裂变产物气体并且将它们保持持续充分的时间以允许某些放射性同位素衰减。在示出的实施方案中，排出气体1918从在反应堆芯1902中的燃料盐水平1912上方的空隙空间1920中除去并且流动到排放罐1904中。从排放罐1904离开的气流将直接地或如在图19中示出的间接地经由ucl4冷凝器1928流经废气处理系统1922。此外，在图示的实施方案中，废气处理系统1922直接从脱气系统1924接收气体。在实施方案中，气体通过包括反应堆芯1902、排放罐1904以及废气处理系统1922的整个系统的流量通过位于废气处理系统1922的出口处(其中温度是冷的并且几乎不存在辐射)的阀和仪器来控制。该实施方案避免在反应堆和排放罐之间对于压缩机/鼓风机的需求。预期的是，氚的总收率将通过废气系统1922流出。图20图示废气处理系统2000例如如在图19中的废气处理系统1922的实施方案，该废气处理系统2000适合用于处理由熔融盐反应堆产生的气态裂变产物。该系统被设计成接收载气例如氦气中的气态裂变产物，尽管其他气体是可能的。在示出的实施方案中，通过废气处理系统2000的流主要由两个再循环回路组成，短延迟滞留回路(shortdelayholdup)2002和长延迟滞留回路(longdelayholduploop)2004。待被处理的入口气体可以首先通过冷却器2006和过滤器2008冷却和过滤，之后进入如在图20中示出的再循环回路。在实施方案中，过滤器2008被设计成除去可能在气体中的任何气载颗粒(gasborneparticulate)、金属、盐或裂变产物。基于熔融盐化学，过滤的入口气体的主要成分将是kr、xe和氚。短延迟滞留回路2002包括容纳活性炭的一个或更多个容器。在示出的实施方案中，短延迟滞留回路2002具有三个平行的活性炭容器2006，每个活性炭容器标称地定尺寸为处理预期的xe加载量的50％。在实施方案中，短延迟滞留回路2002是设计成将接收的气体保持持续足以允许135xe衰减至小于入口浓度的5％的时间段的滞留回路。此时间段可以通过监测135xe的入口浓度和出口浓度来主动地控制和确定，或回路2002可以基于135xe的半衰期比如例如从45小时至49小时或从40小时至60小时设计有固定的停留时间。活性炭容器2006可以保持在屏蔽的外壳中或可以是单独地屏蔽的容器以减弱逃逸系统2000的任何辐射。还可以提供容器冷却系统2008例如将容器2006浸没在其中的水或其它热转移流体的热浴，以减轻衰减热。在实施方案中，来自容器2006的废热可以被用于产生低压蒸汽，由此从冷却系统2008中回收能量。离开短延迟滞留回路2002的气体可以被转移至长延迟滞留回路2004、可以被转移至载气回收系统或两者。在示出的实施方案中，离开短延迟滞留回路2002的气体被分成两个流，一个流通向长延迟滞留回路2004，并且另一个流通向氦气回收系统2010。在实施方案中，大于短延迟滞留回路2002的总流出量的50％(例如，70％-90％)的某些气体流通过一个或更多个化学阱2012和辐射警报2014，之后进入在载气压缩机2018的入口处的缓冲罐2016。氦气被压缩，并且然后储存在储料器罐(accumulatortank)2020中。在实施方案中，来自该储料器罐2020的氦气被计量并且例如通过被进料到脱气系统1924中再循环以用作新的载气。未被载气回收系统2010处理的来自短延迟滞留回路2002的任何出口气体将被转移至长延迟滞留回路2004。长延迟滞留回路2004被设计成将kr和xe保持足够长，以用于放射性同位素浓度降低至可接受的放电阈值。在实施方案中，类似于短延迟滞留回路2002，长延迟滞留回路2004包括容纳活性炭的一个或更多个容器。在示出的实施方案中，长延迟滞留回路2004具有三个平行的活性炭容器2006，每个活性炭容器标称地定尺寸为将预期的xe加载量的50％处理持续特定的时间段，在此情况下是90天，但该时间段可以是从50天-150天，取决于期望的放电阈值。活性炭容器2006可以保持在屏蔽的外壳中或可以是单独地屏蔽的容器以减弱逃逸系统2000的任何辐射。还可以提供容器冷却系统2008，如上文描述的。离开长期xe滞留系统，气体可以通过预热器2022被转移，所述预热器2022使气体温度升高至800℃或更高。然后，气体可以通过其中氚被空气氧化的催化剂容器2024。然后，如示出的，气体流经水冷却的后冷却器2026或后冷却器2026的组，所述后冷却器2026或后冷却器2026的组降低温度以减少最终的炭充填的吸收器2028上的热加载。在实施方案中，吸收器2028被设计成在-20℃下操作。氚、kr和xe被保持在炭上，而氦气通过床。在离开冷藏的吸收器之后，氦气被压缩并且可以再循环至反应堆吹扫系统，以用于泵密封等。在示出的实施方案中，存在三个冷藏吸收器2028，其定尺寸用于预期加载量的50％，其中三个冷藏吸收器中的两个始终在运行中。在任何给定的时间，停用吸收器(out-of-service)2028将通过用电加热吸收器并且使小的加热的氦气流在相反方向上流经吸收器来再生。包含kr、xe和3h2o的此再生的气体流将流入液氮冷却的接收器气缸2030中，用于永久储存。图21图示基于在图19和图20中描述的系统用于抛光燃料盐的方法的实施方案。在示出的实施方案中，方法2100开始于在转移操作2102中将辐照的燃料盐从操作反应堆芯1902转移至排放罐1904。然后，燃料盐在脱气操作2104中脱气，其中载气例如氦气与辐照的燃料盐接触，从而从燃料盐中除去气态裂变产物。在实施方案中，脱气操作2104可以包括使燃料盐与载气在接触容器中接触，然后将燃料盐转移至第二容器持续某停留时间，以允许另外的时间用于分离发生。此操作2014产生载体/裂变产物气体混合物和脱气的燃料盐，该脱气的燃料盐相对于辐照的燃料盐具有减少量的气态裂变产物。在脱气操作2104之后，脱气的燃料盐可以在过滤操作2106中过滤。在过滤操作2106的实施方案中，脱气的燃料盐在重力下通过过滤器1930，并且过滤的燃料盐流出物排放到排放罐1904中。如假定的，在操作温度下燃料盐中的任何固体是某种形式的污染物(裂变产物固体、腐蚀产物或某些其它污染物)，任何过滤的固体是不需要的并且在此操作2106中被除去和处置。抛光方法2100还包括在载气处理和回收操作2108中处理通过脱气操作2104产生的载体/裂变产物气体混合物。此操作2108包括从该系统中收集载气/裂变产物混合物并且将该混合物转移至废气处理系统，例如上文描述的系统1922。载气处理和回收操作2108可以包括将载气/裂变产物混合物储存持续第一时间段，然后通过使载气通过分离器、碳过滤器、离子交换器或其它化学阱从混合物中回收载气，所述化学阱从载气中除去kr和xe并且另外充分地清洁载气以允许该载气被再利用。抛光方法2100还可以包括收集从燃料盐中蒸发的气态ucl4以及在ucl4冷凝操作2110中将该气态ucl4再冷凝。回收的ucl4冷凝物通过将其溶解到燃料盐流中并且将流返回到排放罐或反应堆芯而返回到燃料盐，所述流可以被认为是高浓度ucl4燃料盐。方法2100包括将经过滤的脱气的燃料盐返回至反应堆芯。在图19中的系统1900的实施方案中，方法2100对取自反应堆芯1902的侧流连续地操作。在该实施方案中，排放罐1904连续地接收来自反应堆芯1902的辐照的燃料盐和来自过滤系统1930的过滤的燃料盐两者。此外，具有冷凝ucl4的燃料盐也从ucl4冷凝器接收。同时，来自排放罐的抛光的燃料盐被转移至反应堆芯。在可选择的实施方案中，上文描述的方法2100的操作可以作为连续或分批的工艺同时地进行。此外，各种操作可以作为连续或分批的工艺连续地进行。燃料盐后加工除了本文描述的燃料盐成分之外，从操作反应堆中除去的燃料盐将包含裂变产物。虽然某些裂变产物可以通过鼓泡、沉降或示差沉淀(differentialprecipitation)容易地除去，但其它的裂变产物特别是如上文描述的镧系元素可能难以除去。注意，这样使用的燃料盐纯化在氯化物燃料盐的快谱中可能不是必需的，因为所使用的燃料盐可以适合‘按原样’用作用于另一种熔融盐反应堆的启动材料。然而，如果纯化是期望的，那么可以使用裂变产物除去系统。除去系统可以被配置成从核燃料盐中除去一种或更多种镧系元素。裂变产物除去系统可以包括一个或更多个等离子体质量过滤器。通过非限制性实例的方式，一个或更多个等离子体质量过滤器可以包括阿基米德型等离子体质量过滤器。阿基米德型等离子体质量过滤器的使用由r.freeman等人描述在“archimedesplasmamassfilter”，aipconf.proc.694,403(2003)中，其通过引用以整体并入本文。在另一个实施方案中，阿基米德过滤器设备(afp)可以用于从一个或更多个反应堆除去来自燃料盐的一种或更多种镧系元素。在一个实施方案中，afp可以包括两个等离子体质量过滤器。通过非限制性实例的方式，两个等离子体质量过滤器中的每个能够每天加工约一吨的燃料盐。在另一个实施方案中，第一等离子体过滤器被调节以将重元素从燃料盐中分离出来，其中第二过滤器被调节以从裂变产物中分离盐成分。在此配置中，afp可以支持一队约100个-200个熔融盐核反应堆(例如，熔融氯化物盐快反应堆)。在另一个实施方案中，该队可以在批次型工艺中利用阿基米德型过滤。通过非限制性实例的方式，在批次型工艺中，每个反应堆可以每隔1年-3年将其盐的一部分(例如，10％-20％)发送至afp。此外，盐可以返回至原始反应堆，与来自另一个反应堆的盐交换；或被原始反应堆中的贫化铀加载的盐替换。镧系元素清洁的盐可以被用于启动另外的熔融盐核反应堆，而不需要如上文描述的不间断的富集。应注意，本公开内容的反应堆100不限于仅为了说明性目的提供的上文描述的阿基米德型过滤器。本文应认识到，本公开内容的反应堆100的分离要求可以明显小于在阿基米德型系统的上下文中通常使用的系统。例如，本公开内容的反应堆100可以仅仅需要约0.99或0.9的所需要的分离效率。同样地，明显简化的等离子体质量过滤器设计可以在本公开内容的反应堆100的上下文中使用。在另一个实施方案中，裂变产物除去系统包括明显较小的等离子体质量过滤器，其能够每天清洁30kg-50kg的盐。通过非限制性实例的方式，小的旁路流(bypassflow)(～10-8的流)可以被发送至过滤器用于清洁，并且立即发送回到芯，而不需要场外运输(off-sitetransport)。本文应注意，虽然小等离子体质量过滤器可能失去某些规模经济性，但它们是负担得起的并且明显比已经富集在裂变材料中的新鲜燃料的购置更便宜。抗增殖技术由于熔融核燃料盐可以从反应堆100中除去，所以合意的是提供本公开内容的熔融燃料盐108的抗增殖安全保护。在一个实施方案中，熔融燃料盐108被预加载或用一种或更多种材料例如镧系元素或其它元素初始地产生，所述一种或更多种材料可能难以与燃料盐分离，但改进增殖抗性并且在熔融燃料盐108中用作中子吸收剂。如果燃料盐在其用作熔融盐反应堆中的核燃料之前被拦截，那么这减小燃料盐用于武器应用的能力，但由于其快谱大体上不影响mcfr的临界性。镧系元素的添加还使得燃料盐处理更危险，从而还降低了其用于武器应用的吸引力。确定材料用于武器用途的吸引力的一种方法被称为优值(figureofmerit)(fom)。fom是考虑材料(或更多种材料)的质量、其剂量以及其衰减热的计算。用于fom的一个等式如下：其中m是化合物的金属组分的以kg计的裸露临界质量(即，不包括氧化物、氯化物、其他阴离子等等的重量贡献)，h是以w/kg计的热含量或衰减热，并且d是以拉德/小时计的在距表面1m处的0.2*m的剂量。为了非增殖目的，<1.0的fom被认为是对于武器目的没有吸引力的。因此，在实施方案中，镧系元素在获得<1.0的fom所必需的程度上被添加至燃料盐。在一个实施方案中，当预加载到基于熔融氯化物的燃料中时，一种或更多种预加载的镧系元素用于形成一种或更多种镧系元素三氯化物。应注意的是，这些化合物在至少化学意义上类似于存在于熔融燃料中的pucl3(例如，pu-239在富集期间形成并且可以形成pucl3)。一种或更多种镧系元素三氯化物的存在使得pucl3较小可用于武器应用。镧系元素三氯化物在熔融燃料盐108中的存在减少了pu存在于熔融燃料盐108中的可用性，如果试图应用化学工艺以从熔融燃料盐的其余部分中分离pu。在这个意义上，镧系元素在某种形式的化学分离期间与pu“并驾齐驱”。此特征提供至少三个益处。首先，镧系元素引起最终pu样品变得更具放射性，这使得该最终pu样品更加难以处理、屏蔽等等。第二，镧系元素增加pu样品中的热产生，再次使得pu更加难以处理、屏蔽等等，因为它可以达到高于pu熔点的温度。第三，镧系元素的存在改变材料的临界质量，使得给定的pu样品中的反应过程远远没有无镧系元素的样品有效。同样地，在镧系元素加载的pu样品的情况下，对于武器装置目的，将需要更多的pu材料，这使得武器用途更加困难和笨拙。另外，从混合物中化学地分离的铀不适合用于武器应用，因为它是低富集铀(leu)。应注意的是，虽然在核反应堆100的操作期间，某些镧系元素可以作为裂变产物在燃料盐108中形成，但本文预期的是，在启动反应堆100之前并且因此在产生任何大量的钚之前，本实施方案的镧系元素被预加载到核燃料盐108中。在操作已经开始之后，燃料盐将自然变得较不适用于武器应用，这是因为镧系元素裂变产物由于链反应而产生和积聚。在一个实施方案中，在启动反应堆100之前，一种或更多种镧系元素被预加载到熔融燃料盐108中。在一个实施方案中，在反应堆100达到选定的反应性阈值之前，一种或更多种镧系元素被预加载到熔融燃料盐108中。通过非限制性实例的方式，在反应堆100达到临界性或亚临界阈值之前，一种或更多种镧系元素被预加载到熔融燃料盐108中。在另一个实施方案中，在选定阈值的钚(例如pu-239)产生在反应堆内(例如，通过在铀-钚增殖和燃烧操作中铀的富集产生)之前，一种或更多种镧系元素被预加载到熔融燃料盐108中。通过非限制性实例的方式，在选定量的钚产生在反应堆内之前，一种或更多种镧系元素被预加载到熔融燃料盐108中。例如，在8kg的钚产生在反应堆100内之前，一种或更多种镧系元素被预加载到熔融燃料盐108中。在另一种情况下，在4kg的钚产生在反应堆100内之前，一种或更多种镧系元素被预加载到熔融燃料盐108中。在又另一种情况下，在2kg(诸如此类)的钚产生在反应堆100内之前，一种或更多种镧系元素被预加载到熔融燃料盐108中。应注意的是，以上钚质量不是对本实施方案的限制并且仅为了说明性目的而提供，因为任何钚阈值可以在本实施方案的上下文中来实施。在另一个实施方案中，一种或更多种镧系元素可以与熔融燃料盐108混合，使得所得到的镧系元素加载的燃料盐具有按重量计从0.1％至10％的镧系元素浓度。在另一个实施方案中，一种或更多种镧系元素可以与熔融燃料盐108混合，使得所得到的镧系元素加载的燃料盐具有从4％至8％的镧系元素浓度。在又另一实施方案中，所选择的镧系元素或更多种所选择的镧系元素可以以这样的比例与熔融燃料盐108混合，该比例实现<1.0的阈值fom，比如例如小于0.99、0.98、0.97、0.96或0.95的fom阈值。在某些实施方案中，小于0.95的fom阈值可以是期望的，例如小于0.9或0.8。在一个实施方案中，一种或更多种镧系元素可以包括la、ce、pr或nd中的一种或更多种。在另一个实施方案中，在基于氯化物的熔融核燃料盐108的情况下，一种或更多种镧系元素可以通过使熔融燃料盐108与一种或更多种镧系元素氯化物混合而混合到熔融核燃料盐108中。通过实例的方式，一种或更多种镧系元素氯化物可以包括lacl3、cecl3、prcl3或ndcl3中的一种或更多种。在另一个实施方案中，在基于氯化物的熔融核燃料盐108的情况下，一种或更多种镧系元素(或一种或更多种镧系元素氯化物)可以通过使熔融燃料盐108与加载有一种或更多种镧系元素或镧系元素氯化物的一种或更多种载体盐(例如，nacl)混合而混合到熔融核燃料盐108中。在另一个实施方案中，熔融核燃料盐和至少一种镧系元素的混合物形成在快谱熔融盐核反应堆外部。通过非限制性实例的方式，熔融核燃料盐108和一种或更多种镧系元素的混合物可以通过以下来形成：使一定体积的熔融核燃料盐108(在加载到反应堆100之前)和一种或更多种镧系元素(或镧系元素氯化物)在反应堆100的反应堆芯区段102外部的单独的混合站中或在启动之后的预先确定的时间段之后当预计量的pu被建模成在芯中增殖时混合。在另一个实施方案中，熔融核燃料盐和至少一种镧系元素的混合物形成在快谱熔融盐核反应堆内部。通过非限制性实例的方式，熔融核燃料盐108和一种或更多种镧系元素的混合物可以通过在启动反应堆100之前使一定体积的一种或更多种镧系元素(或镧系元素氯化物)混合到包含在一级电路(例如，反应堆芯区段102、一级冷却剂系统110及类似物)中的熔融核燃料盐108中来形成。图15图示根据本公开内容的一个或更多个实施方案的表示与用预加载有一种或更多种镧系元素的核燃料给快谱熔融盐核反应堆加燃料有关的示例操作的工艺流程1500的实施方案。在图15中，讨论和解释可以相对于图1a-图1f的上文描述的实施例和/或相对于其他实施例和上下文来提供。应当理解，操作流程可以在许多其他环境和上下文中、和/或在图1a-1f的修改版本中执行。另外，尽管图15的操作以图示的顺序呈现，但应当理解，各种操作可以以不同于图示的顺序的顺序来进行，或可以同时进行。在操作1502中，工艺1500包括提供熔融核燃料盐。通过非限制性实例的方式，可以提供选定体积的熔融核燃料盐。例如，熔融核燃料盐可以包括但不限于在整个本公开内容中描述的任何基于氯化物的燃料盐。在另一种情况下，熔融核燃料盐可以包括但不限于在整个本公开内容中描述的任何基于氟化物的燃料盐。在操作1504中，工艺1500包括提供至少一种镧系元素。通过非限制性实例的方式，提供一种或更多种镧系元素，例如但不限于la、ce、pr或nd中的一种或更多种。在一个实施方案中，一种或更多种镧系元素以镧系元素盐的形式被提供。例如，一种或更多种镧系元素可以以与操作1502的熔融核燃料盐化学上相容的镧系元素盐的形式被提供。例如，在基于氯化物的熔融核燃料盐的情况下，一种或更多种镧系元素可以以一种或更多种镧系元素盐的形式例如但不限于lacl3、cecl3、prcl3或ndcl3被提供。在另一个实施方案中，选定体积的一种或更多种镧系元素(或一种或更多种镧系元素盐)可以以一种或更多种镧系元素(或一种或更多种镧系元素盐)与另外的盐的混合物的形式被提供，所述另外的盐为例如但不限于与操作1502的熔融核燃料盐相容的载体盐。在操作1506中，工艺1500包括使熔融核燃料盐与至少一种镧系元素混合，以在启动快谱熔融盐核反应堆之前或在确定量的pu已经增殖之后形成镧系元素加载的熔融核燃料盐。在一个实施方案中，使在操作1502中提供的所述一定体积的熔融燃料盐与操作1504的一种或更多种镧系元素(或一种或更多种镧系元素盐)混合，使得所得到的熔融盐混合物具有按重量计从0.1％-10％的镧系元素含量水平。通过非限制性实例的方式，在操作1502中提供的所述一定体积的熔融燃料盐可以与操作1504的一种或更多种镧系元素(或一种或更多种镧系元素盐)混合，但不是需要与其混合，使得所得到的熔融盐混合物具有按重量计从4％-8％的镧系元素含量水平。在操作1508中，工艺1500包括将镧系元素加载的熔融核燃料盐供应至快谱熔融盐核反应堆的至少反应堆芯区段。在一个实施方案中，操作1506的混合物可以通过使所述一定体积的熔融燃料盐与一种或更多种镧系元素(或一种或更多种镧系元素盐)在快谱熔融盐核反应堆100内部混合而形成。在一个实例中，镧系元素可以被添加至在反应堆芯内的熔融燃料盐。在另一个实施方案中，操作1506的混合物可以通过使所述一定体积的熔融燃料盐与一种或更多种镧系元素(或一种或更多种镧系元素盐)在快谱熔融盐核反应堆100外部混合而形成，例如但不限于混合容器。在这方面，在熔融燃料盐与一种或更多种镧系元素(或一种或更多种镧系元素盐)的混合之后，镧系元素加载的盐混合物可以被加载到反应堆100中。如上文讨论的，方法1500的目标是使得燃料盐对于用作用于武器开发的原料是较不吸引的。方法1500的实施方案的方面是，剂量即来自镧系元素加载的燃料盐的辐射暴露被增加。添加的镧系元素的量可以基于目标剂量来确定。例如，能源部和其他监管机关已经公布了被称为“自我保护限值”的推荐阈值，在该阈值处或超过该阈值，该机关认为材料对于武器用途不再是有吸引力的。一个这样的吸引力措施可以是以下剂量，该剂量可以被制成是高的，使得接受者暴露于如此多的辐射，从而由于由暴露引起的损害防止接受者完成预期的任务。一个这样的剂量限值是100拉德/小时(拉德/hr)，另一个是500拉德/hr并且第三个是1,000拉德/hr，全部在一米的距离处测量。然而，如10,000拉德/hr一样高的限值已经被提出并且可以使用。方法1500的实施方案可以适于提供具有任何期望的剂量的燃料盐。另一个这样的吸引力措施是fom，如上文描述的。如描述的，基于该措施，人为修改成具有小于1.0的fom的初始燃料盐被认为对于武器用途无吸引力。在实施方案中，所选择的镧系元素或更多种所选择的镧系元素可以以这样的比例与熔融燃料盐108混合，该比例实现<1.0的阈值fom。在可选择的实施方案中，可以选择小于0.99、0.98、0.97、0.96或0.95的更严格的fom阈值，并且可以添加镧系元素或改变裸露临界质量m、热含量h以及剂量d、fom等式的因数的其他成分，以实现期望的阈值。在某些实施方案中，小于0.95的fom阈值可以是期望的，例如小于0.9或0.8。使用的镧系元素可以是任何镧系元素，然而，特别高的剂量和长寿命的镧系元素同位素是最合适的。除了镧系元素之外，可以使用其他元素的放射性同位素来增加燃料盐的剂量。这些包括铯-137和碘-121。结论虽然已经示出和描述本文所描述的本发明主题的特定方面，但对于本领域技术人员将明显的是，基于本文的教导可以做出变化和修改，而不偏离本文所描述的主题及其更宽的方面，并且因此所附的权利要求在它们的范围内涵盖所有这样的变化和修改，如在本文所描述的主题的真实精神和范围内的一样。本领域技术人员将理解，一般地，本文使用的并且特别是在所附权利要求中(例如，所附权利要求的主体)使用的术语通常被认为是“开放的”术语(例如，术语“包括(including)”应当被解释为“包括但不限于”，术语“具有”应当被解释为“具有至少”，术语“包括(includes)”应当被解释为“包括但不限于”，等等)。本领域技术人员还将理解，如果意图特定数目的引入的权利要求叙述，则这种意图将明确地在权利要求中叙述，并且在这样的叙述不存在时，这样的意图不存在。例如，作为对理解的帮助，以下所附权利要求可以包含引导性短语“至少一个”和“一个或更多个”的使用以引入权利要求表述。然而，这样的短语的使用不应该被解释为意味着权利要求叙述通过不定冠词“一(a)”或“一(an)”的引入将含有这样引入的权利要求叙述的任何具体的权利要求限制为含有仅仅一个这样的叙述的权利要求，即使当同一个权利要求包括引导性的短语“一个或更多个”或“至少一个”和诸如“一(a)”或“一(an)”的不定冠词(例如“一(a)”和/或“一(an)”通常应该被解释为意指“至少一个”或“一个或更多个”)时；这也适用于用于引入权利要求叙述的定冠词的使用。另外，即使特定数目的引导性权利要求叙述被清楚地叙述，本领域技术人员将认识到，这样的叙述通常应该被解释为意指至少该叙述的数目(例如，没有其它修饰的“两个叙述”的单纯叙述通常意指至少两个叙述，或两个或更多个叙述)。除非另外指示，否则将表达本说明书和权利要求书中使用的成分的量、性质例如分子量、反应条件等等的所有数字理解为在所有情况下均由术语“约”来修饰。术语“约”不意图扩大或限制可以另外提供特定价值的等效物的程度。此外，除非另有说明，否则术语“约”应明确地包括与关于范围和数值数据的讨论“精确地”一致。在本公开内容的上下文中的术语“约”意指在术语“约”之后就叙述的值的15％(±15％)内的值，包括此范围内的任何数值，该值等于此范围的上限(即，+15％)并且该值等于此范围的下限(即，-15％)。例如，值“100”涵盖在85和115之间的任何数值，包括85和115(“100％”除外，其总是具有100％的上限)。浓度、量和其它数值数据可以以范围格式表达或呈现于本文中。应理解，仅为了方便和简洁起见而使用这种范围格式，并且因此应灵活地解释为不仅包括作为范围的限值明确叙述的数值，而且还包括该范围内涵盖的所有个别数值或子范围，如同每个数值和子范围被明确地叙述。作为说明，“4％至7％”的数值范围应当被解释为不仅包括约4％至约7％的明确叙述的值，而且还包括在指示的范围内的个别的值和子范围。因此，被包括在此数值范围内的是个别的值例如4.5、5.25和6以及子范围例如从4-5、从5-7和从5.5-6.5；等等。相同的原则适用于仅叙述一个数值的范围。此外，不考虑描述的范围或特性的宽度，这样的解释都应当适用。尽管陈述本发明广泛范围的数字范围和参数为近似值，但在具体实例中所陈述的数值被尽可能精确地报告。然而，任何数值固有地包含因存在于其相应测试测量中的标准偏差而必然导致的某些误差。此外，在其中使用类似于“a、b和c等等中的至少一个”的惯例的那些情况中，一般地，这样的构建在某种意义上是预期的，本领域技术人员将理解这种惯例(例如，“具有a、b和c中的至少一个的系统”将包括但不限于具有单独的a、单独的b、单独的c、a和b一起、a和c一起、b和c一起，和/或a、b和c一起等等的系统)。在其中使用与“a、b和c等等中的至少一个”相似的惯例的那些情况下，一般地，这样的构建在某种意义上是预期的，本领域技术人员将理解该惯例(例如，“具有a、b或c中的至少一个的系统”将包括但不限于具有单独的a、单独的b、单独的c、a和b一起、a和c一起、b和c一起、和/或a、b和c一起等等的系统)。本领域技术人员将进一步理解，通常，表示两个或更多个可选择的术语的分离的词语和/或短语无论在说明书、权利要求还是附图中都应该被理解为预期包括术语中的一个、术语中的任一个或两个术语的可能性，除非上下文另外指示。例如，短语“a或b”将通常被理解为包括“a”或“b”或“a和b”的可能性。在某些情况下，一个或更多个部件在本文中可以被称为“被配置成”、“可配置成”、“可操作/可操作来”、“适于/可适于”、“能够”、“可符合/符合”等等。本领域技术人员将认识到，除非上下文另有要求，否则此类术语(例如，“配置成”)通常可以涵盖活动状态部件和/或非活动状态部件和/或备用状态部件。关于所附权利要求，本领域技术人员将理解，其中所叙述的操作通常可以按任何顺序来进行。而且，尽管各种操作流程按顺序呈现，但应理解，各种操作可以按不同于示出的那些顺序的顺序来进行，或可以同时进行。这类交替的排序的示例可以包括重叠、交织、中断、重排序、递增、预备、追加、同时、逆序或其他变体排序，除非上下文另外说明。此外，术语如“响应于”、“与......相关”或其他过去时形容词通常不意图排除这类变体，除非上下文另外说明。将清楚的是，本文描述的系统和方法很好地适于获得提及的以及其中固有的目的和优点。本领域技术人员将认识到，在本说明书中的方法和系统可以以许多方式来实施，并且同样地不受前述示例的实施方案和实施例限制。在这方面，本文描述的不同实施方案的任何数目的特征可以组合成一个单独的实施方案，并且具有少于或多于本文描述的全部特征的可选择的实施方案是可能的。虽然为了本公开内容的目的，已经描述多个实施方案，但可以做出各种变化和修改，所述变化和修改都在本文描述的技术范围内。例如，尽管未明确陈述的拉曼光谱学可以仅是用于在熔融盐反应堆的操作期间监测燃料盐品质的许多技术中的一种，并且同样地，可以使用多个拉曼探针以便了解在反应堆中不同位置处的燃料盐品质的变化。可以做出许多其它变化，所述变化将容易由本领域技术人员想到并且涵盖在本公开内容的精神内且如所附权利要求中限定的。当前第1页12