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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2025-03-04
(45)【発行日】2025-03-12
(54)【発明の名称】熔融塩原子炉用減速材、及び熔融塩原子炉
(51)【国際特許分類】
G21C 5/14 20060101AFI20250305BHJP
G21C 5/00 20060101ALI20250305BHJP
G21C 1/22 20060101ALI20250305BHJP
【ＦＩ】
G21C5/14
G21C5/00 A
G21C1/22
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2021085986
(22)【出願日】2021-05-21
(65)【公開番号】P2022178880
(43)【公開日】2022-12-02
【審査請求日】2024-04-04
(73)【特許権者】
【識別番号】523020534
【氏名又は名称】株式会社ＴＥＩＲＹ
(74)【代理人】
【識別番号】100190621
【弁理士】
【氏名又は名称】崎間 伸洋
(72)【発明者】
【氏名】阿蘇 伸生
【審査官】大門 清
(56)【参考文献】
【文献】特開昭６３－２６９０９３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－０４７５３１（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１３／００８３８７８（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特表２０２０－５２４２８９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０７－１９１１７１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ２１Ｃ ５／１４
Ｇ２１Ｃ ５／００
Ｇ２１Ｃ １／２２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
熔融塩原子炉における原子炉容器内の炉心に複数設けられる熔融塩原子炉用減速材であって、且つ、当該炉心の炉心軸に沿って減速材軸がのびると共に、当該減速材軸を中心とした軸周りに複数の側面及び複数の角部が存在する本体側部を有した柱形状に形成される熔融塩原子炉用減速材において、前記複数の側面は、前記減速材軸に近づく側に凸となるような曲面形状に夫々形成され、
前記複数の側面の夫々の側面全体は、隣り合う前記熔融塩原子炉用減速材に対し接触しない曲面形状に夫々形成されると共に、当該複数の側面の夫々の前記減速材軸を中心とした周方向の側面長さが燃料塩に対する濡れぶち長さとなり、負の温度反応度係数向上に寄与する曲面形状に夫々形成される、熔融塩原子炉用減速材。
【請求項2】
前記複数の角部は、前記減速材軸から離れる側に凸となるような曲面形状に夫々形成される、請求項１に記載の熔融塩原子炉用減速材。
【請求項3】
前記減速材軸に直交する方向に切って見た減速材断面形状は、前記本体側部の配置領域や隣り合う当該本体側部の境界を仮想的に示すため当該減速材軸を中心に描いた正ｎ角形（ｎは３以上の整数）に囲まれるような形状、且つ、当該正ｎ角形のｎ個の角及びｎ個の辺に対し夫々内接しない円弧を有する形状に形成される、請求項２に記載の熔融塩原子炉用減速材。
【請求項4】
前記減速材軸がのびる方向に沿った、少なくとも前記本体側部が存在する範囲は、内部に空間が存在しない構造に形成される、請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の熔融塩原子炉用減速材。
【請求項5】
原子炉容器内の炉心に請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の熔融塩原子炉用減速材が複数設けられる、熔融塩原子炉。
【請求項6】
前記複数の熔融塩原子炉用減速材は、前記炉心の炉心軸を中心に環状且つ複数の層状に配置され、前記炉心は、前記複数の層状に配置された前記複数の熔融塩原子炉用減速材の所望の層数で燃料塩体積率を異ならせて領域を分割する、
請求項５に記載の熔融塩原子炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、熔融塩原子炉用減速材、及び熔融塩原子炉に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、例えば特許文献１に示されるような熔融塩原子炉（単に原子炉と呼ぶこともある）が知られる。一般に熔融塩原子炉は、炉心内に減速材（熔融塩原子炉用減速材）を備えており、液体核燃料（熔融塩燃料。以下では単に燃料塩や熔融塩と呼ぶ）が減速材の中を流れる際に、核分裂反応を起こしてエネルギーを発生させるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０２０－９１１７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上述の特許文献１に記載の技術を含む従来技術にあっては、熔融塩の異常な温度上昇の抑制及び炉停止のためのブレーキの効きを良くし、コアの熔融塩の上限温度を低くするためとして、大きな負の温度反応度係数を獲得する必要があった。しかしながら、減速材はこの形状面で、濡れぶち長さを十分に確保することができていなかった。
この他、従来技術にあっては、隣り合う減速材同士が接触し合うような配置であると、接触に起因して摩擦等の応力が発生し、例えば破損に繋がってしまうという恐れがあった。また、従来技術にあっては、減速材の内部に燃料塩が流れる穴があり、この穴が内部にあることによって、コーティング加工がし難くなっていた。
この他、従来技術にあっては、隣り合う減速材同士が接触し合うような配置であると、接触に起因して摩擦等の応力が発生し、例えば破損に繋がってしまうという恐れがあった。また、従来技術にあっては、減速材の内部に燃料塩が流れる穴があり、この穴が内部にあることによって、コーティング加工がし難くなっていた。
【0005】
本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、大きな負の温度反応度係数を獲得するため、濡れぶち長さを十分に確保することが可能な、熔融塩原子炉用減速材及び熔融塩原子炉の提供を目的とする。また、隣り合う同士の接触を避けて破損を防止することが可能であり、更にはコーティング加工をし易くすることも可能な、熔融塩原子炉用減速材及び熔融塩原子炉の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するため、本発明の一態様の熔融塩原子炉用減速材は、
熔融塩原子炉における原子炉容器内の炉心に複数設けられる熔融塩原子炉用減速材であって、且つ、当該炉心の炉心軸に沿って減速材軸がのびると共に、当該減速材軸を中心とした軸周りに複数の側面及び複数の角部が存在する本体側部を有した柱形状に形成される熔融塩原子炉用減速材において、
前記複数の側面は、前記減速材軸に近づく側に凸となるような（前記本体側部を凹ませるような）曲面形状に夫々形成される。
また、本発明の一態様の熔融塩原子炉は、
原子炉容器内の炉心に上述の熔融塩原子炉用減速材が複数設けられる。
熔融塩原子炉における原子炉容器内の炉心に複数設けられる熔融塩原子炉用減速材であって、且つ、当該炉心の炉心軸に沿って減速材軸がのびると共に、当該減速材軸を中心とした軸周りに複数の側面及び複数の角部が存在する本体側部を有した柱形状に形成される熔融塩原子炉用減速材において、
前記複数の側面は、前記減速材軸に近づく側に凸となるような（前記本体側部を凹ませるような）曲面形状に夫々形成される。
また、本発明の一態様の熔融塩原子炉は、
原子炉容器内の炉心に上述の熔融塩原子炉用減速材が複数設けられる。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、大きな負の温度反応度係数を確保するため、濡れぶち長さを十分に確保することができる。また、本発明によれば、隣り合う同士の接触を避けて破損を防止することができ、更には、コーティング加工をし易くすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本実施形態に係る熔融塩原子炉が存する建屋の断面図である。
【図2】本実施形態に係る熔融塩原子炉の外観斜視図である。
【図4】本実施形態に係る熔融塩原子炉の水平断面図を含む斜視図である。
【図6】本実施形態に係る熔融塩原子炉用減速材の断面形状に関する説明図である。
【図7】本実施形態に係る熔融塩原子炉用減速材の配置に関する説明図（平面図）である。
【図8】本実施形態に係る熔融塩原子炉用減速材の配置に関する説明図（斜視図）である。
【図9】本実施形態に係る熔融塩原子炉用減速材の形状に関する説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は垂直断面図である。
【図10】本実施形態に係る熔融塩原子炉用減速材を採用した時の炉心のコア領域の検討に関する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、以下で説明するのは、あくまでも一例であって、本発明の技術的範囲がこれに限られるものでないのは勿論である。
図１は、本実施形態に係る熔融塩原子炉が存する建屋の断面図である。
なお、以下で説明するのは、あくまでも一例であって、本発明の技術的範囲がこれに限られるものでないのは勿論である。
図１は、本実施形態に係る熔融塩原子炉が存する建屋の断面図である。
【0010】
＜建屋１について＞
熔融塩原子炉プラントの建屋１は、熔融塩原子炉が配置された建造物である。建屋１は、図１に示すような平屋で建設されるものや、特に図示しないが、複数階となるような積層状態で建設されるものがある。ここでは、説明を簡素化するため、また、例えば建設費を抑えるために、平屋で建設される建屋１が採用される。建屋１の所定位置には、熔融塩原子炉２（単に原子炉と呼ぶこともある。詳細については後述する）が存在する。
熔融塩原子炉プラントの建屋１は、熔融塩原子炉が配置された建造物である。建屋１は、図１に示すような平屋で建設されるものや、特に図示しないが、複数階となるような積層状態で建設されるものがある。ここでは、説明を簡素化するため、また、例えば建設費を抑えるために、平屋で建設される建屋１が採用される。建屋１の所定位置には、熔融塩原子炉２（単に原子炉と呼ぶこともある。詳細については後述する）が存在する。
【0011】
建屋１には、複数の部屋（室）やエリアが存在する。図１の建屋１の断面図においては、代表的な部屋（室）やエリアのみ符号を付すものとする。建屋１には、原子炉室１１、計装室１２、燃料タンク室１３、再処理済タンク置場１４、ヘリウムガス加熱エリア１５が設けられる。
【0012】
原子炉室１１は、他の部屋（室）やエリアよりも天井が高くなるように形成される。このような原子炉室１１には、熔融塩原子炉２が設置される。原子炉室１１の隣には、排気筒１６が設けられる。原子炉室１１の地下には、機器保管室１７が複数設けられる。機器保管室１７は、廃炉した熔融塩原子炉及びドレインタンクを収容することができるような底が深い部屋（室）に形成される。機器保管室１７に、廃炉した熔融塩原子炉及びドレインタンクを収容した場合には、機器保管室１７の上部（収容のために開口した部分）が蓋で覆われるようになる。本実施形態では、廃炉及び高レベル核廃棄物が地下に埋設・封印されて最終処分されることを想定している。計装室１２は、計装のための部屋であって、図１の場合、原子炉室１１の左隣に設けられる。計装室１２の隣の燃料タンク室１３は、燃料タンクが置かれる。燃料タンク室１３の隣の再処理済タンク置場１４は、再処理済タンクが置かれる。一方、原子炉室１１の右隣のヘリウムガス加熱エリア１５は、ヘリウムガス加熱器等が設置される。
【0013】
建屋１には、上述以外に、制御室、燃料塩装荷・脱水還元室、燃料塩保管室、事務室、会議室、トイレ、受変電設備、バックアップ電源、熱除去エリア、オフガス処理エリア、タービン・発電機、冷却塩ドレインタンクエリア、荷下ろしヤード、消防設備等が存在する。荷下ろしヤードには、例えば大型トラック（符号省略）が出入り可能になる。
【0014】
建屋１は、本実施形態において、熔融塩原子炉２を２回交換して使用するため、耐用年数が約百年となるように想定したものになる。
【0015】
原子炉室１１に設置された熔融塩原子炉２は、ドレインタンク３と共に格納容器４内に格納（収容）される。ドレインタンク３の下側には、各種配管やタンク（符号省略）も設置される。格納容器４は、地上及び地下にかけて設置される。
なお、全体を詳細に説明することは省略するが、原子炉室１１に設置された熔融塩原子炉２の炉心内を燃料塩が流れる際に核分裂反応が起こり、この核分裂反応によって発生した熱エネルギーを、一次熱交換器ユニット等を介して取り出した後、この取り出した熱エネルギーを回転エネルギーに変換し、更に発電機によって電気エネルギー変換することによって発電するような発電システムが建屋１に備えられているものとする。
以下、熔融塩原子炉２について説明する。
なお、全体を詳細に説明することは省略するが、原子炉室１１に設置された熔融塩原子炉２の炉心内を燃料塩が流れる際に核分裂反応が起こり、この核分裂反応によって発生した熱エネルギーを、一次熱交換器ユニット等を介して取り出した後、この取り出した熱エネルギーを回転エネルギーに変換し、更に発電機によって電気エネルギー変換することによって発電するような発電システムが建屋１に備えられているものとする。
以下、熔融塩原子炉２について説明する。
【0016】
図２は、本実施形態に係る熔融塩原子炉の外観斜視図である。
【0017】
＜熔融塩原子炉２の構成について＞
図２において、熔融塩原子炉２は、原子炉容器２１と、この原子炉容器２１内に設けられる炉心２２と、炉心２２の上部に配置される一次熱交換器ユニット２３と、２本の制御棒２４と、配管類２５とを備えて構成される（この構成は一例であるものとする）。熔融塩原子炉２は、本実施形態において、熱出力５６ＭＷｔ、電気出力約２５ＭＷｅとなるものになる。
図２において、熔融塩原子炉２は、原子炉容器２１と、この原子炉容器２１内に設けられる炉心２２と、炉心２２の上部に配置される一次熱交換器ユニット２３と、２本の制御棒２４と、配管類２５とを備えて構成される（この構成は一例であるものとする）。熔融塩原子炉２は、本実施形態において、熱出力５６ＭＷｔ、電気出力約２５ＭＷｅとなるものになる。
【0018】
なお、図２の紙面上側を鉛直方向の「上」、紙面下側を鉛直方向の「下」と定義して説明を続けるものとする。熔融塩原子炉２の下側には、所定の間隔をあけてドレインタンク３が配置される。熔融塩原子炉２は、図２から分かるように、また、この後の説明からも分かるようになるが、一次熱交換器ユニット２３における一次熱交換器２３１（後述する）を原子炉容器２１内に収容した一体型炉が採用される（一次熱交換器２３１の配置は一例であり、図２の配置に限定されないものとする）。
【0019】
【0020】
＜原子炉容器２１について＞
原子炉容器２１は、上壁２１１及び下壁２１２（天井及び底）を有し、側壁２１３が円筒形状の密閉容器に形成される。原子炉容器２１は、ハステロイ（登録商標）Ｎが材料として採用される。なお、ハステロイ（登録商標）Ｎは一例であって、このような高ニッケル合金等であれば特に限定されないものとする。具体的には、ハステロイ（登録商標）Ｎ、高ニッケル合金の他、モリブデン合金ＴＺＭ（チタン・ジルコニウム・モリブデン合金）であれば特に限定されないものとする。ハステロイ（登録商標）Ｎを材料とした原子炉容器２１は、例えば２０ｍｍの厚さを有するように形成される（寸法は一例であるものとする）。
原子炉容器２１は、上壁２１１及び下壁２１２（天井及び底）を有し、側壁２１３が円筒形状の密閉容器に形成される。原子炉容器２１は、ハステロイ（登録商標）Ｎが材料として採用される。なお、ハステロイ（登録商標）Ｎは一例であって、このような高ニッケル合金等であれば特に限定されないものとする。具体的には、ハステロイ（登録商標）Ｎ、高ニッケル合金の他、モリブデン合金ＴＺＭ（チタン・ジルコニウム・モリブデン合金）であれば特に限定されないものとする。ハステロイ（登録商標）Ｎを材料とした原子炉容器２１は、例えば２０ｍｍの厚さを有するように形成される（寸法は一例であるものとする）。
【0021】
原子炉容器２１の下壁２１２（底）は、周縁が円形でこの周縁の内側が平ら又は若干勾配のついた形状に形成される。下壁２１２の中央には、下方に凸となるカップ形状の下部燃料塩プレナム２１４が設けられる。下部燃料塩プレナム２１４には、後述する配管類２５が接続される。下部燃料塩プレナム２１４は、後述する上部燃料塩プレナム２１５よりも小型に形成される。下部燃料塩プレナム２１４は、例えば５００ｍｍの高さ（上下方向の長さ）を有するように形成される（寸法は一例であるものとする）。下壁２１２は、例えば３２２０ｍｍの直径を有するように形成される（寸法は一例であるものとする）。下壁２１２の周縁は、側壁２１３の下端を曲面で滑らかに繋ぐように形成される。
【0022】
原子炉容器２１の側壁２１３は、後述する炉心２２の炉心軸ＣＬ１を中心に円筒状に形成される（図４及び図５参照）。側壁２１３は、例えば高さが４２００ｍｍを有するように形成される（寸法は一例であるものとする）。なお、４２００ｍｍのうち、３０３０ｍｍが炉心２２に対応する高さに設定される（寸法は一例であるものとする）。４２００ｍｍのうち残りは、後述する一次熱交換器２３１に対応する高さに設定される（寸法は一例であるものとする）。側壁２１３の上端は、上壁２１１の周縁と滑らかな曲面で繋がれる。
【0023】
原子炉容器２１の上壁２１１（天井）は、下壁２１２と例えば平行に配置される。上壁２１１には、上部燃料塩プレナム２１５が設けられる。また、上壁２１１には、一次熱交換器ユニット２３を構成する４つのポンプ２３２が設けられる。上部燃料塩プレナム２１５は、上壁２１１の中央に配置される。上部燃料塩プレナム２１５は、上方に凸となる逆カップ形状に形成される。上部燃料塩プレナム２１５は、例えば８００ｍｍの高さ（上下方向の長さ）を有するように形成される（寸法は一例であるものとする）。上部燃料塩プレナム２１５は、この上部が円形で平らに形成される。
【0024】
上部燃料塩プレナム２１５の上部には、２本の案内筒２１６が設けられる。この２本の案内筒２１６は、上部燃料塩プレナム２１５の上部を貫通するように設けられる。２本の案内筒２１６は、制御棒２４を上下方向に夫々案内することができるように形成される。４つのポンプ２３２は、上部燃料塩プレナム２１５の周囲に配置される。４つのポンプ２３２は、炉心軸ＣＬ１を中心に９０度間隔で配置される。なお、上部燃料塩プレナム２１５からのびる配管は、オーバーフローパス２５３（後述する）を示すものである。
【0025】
＜一次熱交換器ユニット２３について＞
一次熱交換器ユニット２３は、上述の核分裂反応によって発生した熱エネルギー（熱）を、原子炉容器２１内で二次系ループの冷却塩に伝えるために備えられる。一次熱交換器ユニット２３は、本実施形態において、４つの一次熱交換器２３１と、上述の４つのポンプ２３２とを備えて構成される。４つのポンプ２３２には、ポンプシャフト２３２ａ及びポンプフィン２３２ｂが夫々設けられる。４つのポンプ２３２は、４つの一次熱交換器２３１の配置に合わせて設けられる。４つのポンプ２３２は、後述する燃料塩を強制的に対流させるために設けられる。４つの一次熱交換器２３１は、本実施形態において、後述する炉心２２の上に配置される。４つの一次熱交換器２３１には、４つのポンプ２３２のポンプシャフト２３２ａ及びポンプフィン２３２ｂの駆動によって移動する燃料塩が提供される。４つの一次熱交換器２３１には、特に図示しないが、冷却塩が流れる二次系ループの配管が接続される。
一次熱交換器ユニット２３は、上述の核分裂反応によって発生した熱エネルギー（熱）を、原子炉容器２１内で二次系ループの冷却塩に伝えるために備えられる。一次熱交換器ユニット２３は、本実施形態において、４つの一次熱交換器２３１と、上述の４つのポンプ２３２とを備えて構成される。４つのポンプ２３２には、ポンプシャフト２３２ａ及びポンプフィン２３２ｂが夫々設けられる。４つのポンプ２３２は、４つの一次熱交換器２３１の配置に合わせて設けられる。４つのポンプ２３２は、後述する燃料塩を強制的に対流させるために設けられる。４つの一次熱交換器２３１は、本実施形態において、後述する炉心２２の上に配置される。４つの一次熱交換器２３１には、４つのポンプ２３２のポンプシャフト２３２ａ及びポンプフィン２３２ｂの駆動によって移動する燃料塩が提供される。４つの一次熱交換器２３１には、特に図示しないが、冷却塩が流れる二次系ループの配管が接続される。
【0026】
＜配管類２５について＞
配管類２５としては、一次系ループの配管が含まれる（一次系ループは、燃料塩が循環するシステムである）。この一次系ループの配管の一つとして、４つの一次熱交換器２３１には、燃料塩戻りパス２５１が夫々接続される。４つの燃料塩戻りパス２５１は、この上側の端部が４つの一次熱交換器２３１の下側に夫々接続される。また、４つの燃料塩戻りパス２５１の下側の端部は、下部燃料塩プレナム２１４に接続される。４つの燃料塩戻りパス２５１は、原子炉容器２１の側壁２１３に添わせた部分が半円形の断面形状や例えば三日月のような断面形状に形成される。また、４つの燃料塩戻りパス２５１は、原子炉容器２１の下壁２１２の側に配置された部分が円形の断面形状に形成される。
配管類２５としては、一次系ループの配管が含まれる（一次系ループは、燃料塩が循環するシステムである）。この一次系ループの配管の一つとして、４つの一次熱交換器２３１には、燃料塩戻りパス２５１が夫々接続される。４つの燃料塩戻りパス２５１は、この上側の端部が４つの一次熱交換器２３１の下側に夫々接続される。また、４つの燃料塩戻りパス２５１の下側の端部は、下部燃料塩プレナム２１４に接続される。４つの燃料塩戻りパス２５１は、原子炉容器２１の側壁２１３に添わせた部分が半円形の断面形状や例えば三日月のような断面形状に形成される。また、４つの燃料塩戻りパス２５１は、原子炉容器２１の下壁２１２の側に配置された部分が円形の断面形状に形成される。
【0027】
配管類２５としては、下部燃料塩プレナム２１４とドレインタンク３とを繋ぐ排出パイプ２５２や、ドレインタンク３に繋がるオーバーフローパス２５３も含まれる。なお、ここでのオーバーフローパス２５３は、上述の上部燃料塩プレナム２１５に繋がるものである。この他の配管類２５としては、下部燃料塩プレナム２１４から図示しない燃料塩貯蔵タンクに繋がるパイプ２５４も含まれる。
【0028】
＜炉心２２及び黒鉛反射材２２１について＞
図３において、炉心２２は、原子炉容器２１の内部に設けられる。炉心２２は、核分裂が行われる所謂コアであって、黒鉛製の黒鉛反射材２２１により囲まれる。この黒鉛反射材２２１は、上部黒鉛反射材２２１ａと、下部黒鉛反射材２２１ｂと、側部黒鉛反射材２２１ｃとを有して構成される。黒鉛反射材２２１は、上部黒鉛反射材２２１ａと、下部黒鉛反射材２２１ｂと、側部黒鉛反射材２２１ｃとにより容器形状に形成される。黒鉛反射材２２１は、中性子照射から原子炉容器２１を保護するために設けられる。
図３において、炉心２２は、原子炉容器２１の内部に設けられる。炉心２２は、核分裂が行われる所謂コアであって、黒鉛製の黒鉛反射材２２１により囲まれる。この黒鉛反射材２２１は、上部黒鉛反射材２２１ａと、下部黒鉛反射材２２１ｂと、側部黒鉛反射材２２１ｃとを有して構成される。黒鉛反射材２２１は、上部黒鉛反射材２２１ａと、下部黒鉛反射材２２１ｂと、側部黒鉛反射材２２１ｃとにより容器形状に形成される。黒鉛反射材２２１は、中性子照射から原子炉容器２１を保護するために設けられる。
【0029】
上部黒鉛反射材２２１ａは、例えば２５０ｍｍの厚さを有するように形成される（寸法は一例であるものとする）。また、下部黒鉛反射材２２１ｂも例えば２５０ｍｍの厚さを有するように形成される（寸法は一例であるものとする）。側部黒鉛反射材２２１ｃは、例えば２５０ｍｍ以上の厚さを有するように形成される（寸法は一例であるものとする）。黒鉛反射材２２１の厚さは、炉心２２（コア）の形状を考える上で重要な要素の一つである。
【0030】
【0031】
【0032】
＜炉心２２、減速材２２２、及び燃料塩について＞
図３乃至図５において、炉心２２は、上述の黒鉛反射材２２１の他に、複数の減速材２２２を備えて構成される。別な言い方をすれば、炉心２２は、黒鉛反射材２２１に取り囲まれるように、この内側に配置される複数の減速材２２２を備えて構成される。炉心２２は、複数の減速材２２２同士の間を燃料塩が流れるように形成される。また、炉心２２は、黒鉛反射材２２１の内周面と、複数の減速材２２２との間を燃料塩が流れるように形成される。即ち、複数の減速材２２２のうち、隣り合う同士の間には、燃料塩が通過する燃料塩通路２２３が形成される。この燃料塩通路２２３は、減速材２２２の周囲に存在するように形成される。燃料塩通路２２３は、隣り合う減速材２２２同士の隙間として形成される。なお、減速材２２２の詳細については、後述するものとする。
図３乃至図５において、炉心２２は、上述の黒鉛反射材２２１の他に、複数の減速材２２２を備えて構成される。別な言い方をすれば、炉心２２は、黒鉛反射材２２１に取り囲まれるように、この内側に配置される複数の減速材２２２を備えて構成される。炉心２２は、複数の減速材２２２同士の間を燃料塩が流れるように形成される。また、炉心２２は、黒鉛反射材２２１の内周面と、複数の減速材２２２との間を燃料塩が流れるように形成される。即ち、複数の減速材２２２のうち、隣り合う同士の間には、燃料塩が通過する燃料塩通路２２３が形成される。この燃料塩通路２２３は、減速材２２２の周囲に存在するように形成される。燃料塩通路２２３は、隣り合う減速材２２２同士の隙間として形成される。なお、減速材２２２の詳細については、後述するものとする。
【0033】
燃料塩は、この他に液体核燃料や熔融塩燃料と呼ばれるものであって、核分裂物質のウランと親物質のトリウムとを熔融塩フリーべに混合させてなるもの（例えばＬｉＦ－ＢｅＦ２－ＴｈＦ４－ＵＦ４）が採用される（特に限定されないものとする）。燃料塩は、複数の減速材２２２との間を流れた後、上部黒鉛反射材２２１ａの開口部を介して更に上方へ流れる（ポンプ２３２のポンプシャフト２３２ａ及びポンプフィン２３２ｂの駆動によって燃料塩は上方に移動する。ポンプ２３２が停止した状態では、自然対流により上方に移動する）。上方に移動した燃料塩は、一次熱交換器２３１で熱交換が行われた後に、一次熱交換器２３１の下部から燃料塩戻りパス２５１、下部燃料塩プレナム２１４、及び下部黒鉛反射材２２１ｂの開口部を介して炉心２２に戻る。
【0034】
なお、本実施形態においては、ポンプ２３２の停止時に燃料塩が対流によって自然循環を起こすように一次熱交換器２３１及びポンプ２３２が配置されている。
【0035】
＜減速材２２２の種類や配置について＞
減速材２２２は、黒鉛製のものであって、核分裂により放出される中性子（高速中性子）の速度を落とし、この速度を落とした中性子によって核分裂を起こさせるために用いられる。減速材２２２は、図５からも分かるように、数十本となるような数で用いられる。複数の減速材２２２は、図示の集合体になるような状態で炉心２２に配設される。
減速材２２２は、黒鉛製のものであって、核分裂により放出される中性子（高速中性子）の速度を落とし、この速度を落とした中性子によって核分裂を起こさせるために用いられる。減速材２２２は、図５からも分かるように、数十本となるような数で用いられる。複数の減速材２２２は、図示の集合体になるような状態で炉心２２に配設される。
【0036】
複数の減速材２２２は、本実施形態において、複数種のものが採用される。この種類とは、燃料塩体積率で種類分けされる（燃料体積率での種類分けについては図１０を参照しながら後述する）。なお、ここでは、種類に関し、断面を示すハッチングの向きで分けるものとする（図５参照。図５では複数の種類があることをハッチングで示すものであり、種類の数は図に限定されないものとする。図１０で説明するが、２種類による２領域が好ましい結果となった）。複数の減速材２２２は、本実施形態において、炉心２２の炉心軸ＣＬ１を中心に環状且つ複数の層状に配置される。なお、図５に示す２つの穴２２４は、２本の制御棒２４に対する穴として形成される。
【0037】
図６は本実施形態に係る熔融塩原子炉用減速材の断面形状に関する説明図である。また、図７は、本実施形態に係る熔融塩原子炉用減速材の配置に関する説明図（平面図）である。また、図８は本実施形態に係る熔融塩原子炉用減速材の配置に関する説明図（斜視図）である。また、図９は本実施形態に係る熔融塩原子炉用減速材の形状に関する説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は垂直断面図である。
【0038】
＜減速材２２２の具体的な形状について＞
複数の減速材２２２は、図３及び図９から分かるように、柱形状に夫々形成される。なお、減速材２２２は、上述のように複数の種類（燃料塩体積率によって分けられる）のものがあり、また、図３から分かるように若干長さが異なるものがある。しかしながら、ここでは、説明の簡素化のために符号を一種類に統一して説明するものとする。また、減速材２２２は、この主要な部分の外形形状が同じになるため、形状も一種類に統一して説明するものとする。
複数の減速材２２２は、図３及び図９から分かるように、柱形状に夫々形成される。なお、減速材２２２は、上述のように複数の種類（燃料塩体積率によって分けられる）のものがあり、また、図３から分かるように若干長さが異なるものがある。しかしながら、ここでは、説明の簡素化のために符号を一種類に統一して説明するものとする。また、減速材２２２は、この主要な部分の外形形状が同じになるため、形状も一種類に統一して説明するものとする。
【0039】
柱形状の減速材２２２は、図６の断面に示すような形状に特徴を有する。この形状に特徴のある減速材２２２は、図７及び図８に示すように集合配置されて、隣り合う減速材２２２同士の間の燃料塩通路２２３に燃料塩が流れるようになる。減速材２２２は、図９に示すように、減速材本体２２２ａと、この減速材本体２２２ａの上下の端部に夫々連続する減速材端部２２２ｂとを有して、減速材軸ＣＬ２に沿って長くのびる柱形状に形成される。なお、減速材軸ＣＬ２は、減速材２２２が炉心２２に配置された状態において、炉心軸ＣＬ１に対し平行になるものとする。
【0040】
図６及び図９において、減速材本体２２２ａは、減速材軸ＣＬ２を中心とした軸周りの外周として、本体側部２２２ａ１を有する。なお、図６における減速材軸ＣＬ２は、図の中央の仮想的な点の位置で紙面垂直方向にのびる軸になるものとする。本体側部２２２ａ１は、ｎを３以上の整数と定義すると、図６の断面形状では、ｎ個の角部２２２ａ２及びｎ個の側面２２２ａ３を有する。また、図９に示す外観形状では、ｎ個の角部２２２ａ２及びｎ個の側面２２２ａ３を有する。図６及び図９においては、ｎをｎ＝６にして示しているが、これに限定されるものではない。
【0041】
図６において、減速材２２２（減速材本体２２２ａ）の配置領域、隣り合う減速材２２２（減速材本体２２２ａ）同士の境界、を仮想的に示すため、減速材軸ＣＬ２を中心に正六角形２２２ａ４を描いた場合、この正六角形２２２ａ４に囲まれるように本体側部２２２ａ１が形成される。具体的には、正六角形２２２ａ４の六つの角２２２ａ５の内側に角部２２２ａ２が位置するように本体側部２２２ａ１が形成される。また、正六角形２２２ａ４の六つの辺２２２ａ６の内側に側面２２２ａ３が位置するように本体側部２２２ａ１が形成される。
【0042】
本体側部２２２ａ１は、角部２２２ａ２が減速材軸ＣＬ２から離れる側に凸となるような曲面形状に夫々形成される。別な言い方をすれば、角部２２２ａ２は、本体側部２２２ａ１の外側に向けて凸となるような曲面形状に夫々形成される。また、本体側部２２２ａ１は、側面２２２ａ３が減速材軸ＣＬ２に近づく側に凸となるような曲面形状に夫々形成される。別な言い方をすれば、側面２２２ａ３は、これを凹ますような曲面形状に夫々形成される。なお、図示の曲面形状は、真円の円弧を描くような状態に形成されるが、これに限定されないものとする。即ち、例えば楕円の弧を描くような状態の曲面に形成されてもよいものとする。
【0043】
本体側部２２２ａ１は、図６に示す場合、正六角形２２２ａ４の角２２２ａ５及びこれを挟む辺２２２ａ６に対し、角部２２２ａ２が内接しないような曲面形状に夫々形成される。図９に示す場合は、角部２２２ａ２が図示しない六角柱枠に対し内接しないような曲面形状に夫々形成される。また、本体側部２２２ａ１は、図６に示す場合、正六角形２２２ａ４の辺２２２ａ６に対し、側面２２２ａ３が内接しないような曲面形状に夫々形成される。図９に示す場合は、側面２２２ａ３が図示しない六角柱枠に対し内接しないような曲面形状に夫々形成される。なお、角部２２２ａ２の曲面形状となる円弧は、側面２２２ａ３の円弧よりも小さな曲率半径の円弧になるものとする。
【0044】
本体側部２２２ａ１は、角部２２２ａ２が曲面形状（円弧）に形成されることから、また、上述のような内接が生じない形状であることから、隣り合う減速材２２２同士の接触が起こらないのは勿論である。従って、隣り合う減速材２２２同士の接触に起因した摩擦等の応力発生を防止し、以て破損を防止することもできる。
【0045】
図６に示す場合、正六角形２２２ａ４の角２２２ａ５及び辺２２２ａ６と、本体側部２２２ａ１の角部２２２ａ２及び側面２２２ａ３との間が空間になり、この空間は、燃料塩が流れる燃料塩通路２２３になる。図９に示す場合は、図示しない六角柱枠と、本体側部２２２ａ１の角部２２２ａ２及び側面２２２ａ３との間が空間になり、この空間は、燃料塩が流れる燃料塩通路２２３になる。曲面形状の側面２２２ａ３は、これが例えば直線（図９では垂直面）になる場合と比べて、燃料塩との接触面積が多くなるのは勿論である。従って、燃料塩との接触面積が多くなる結果、濡れぶち長さを十分に確保することができると言う、形状面での効果を得ることができる。なお、濡れぶち長さを長くする目的としては、大きな負の温度反応度係数を獲得して、熔融塩の異常な温度上昇の抑制及び炉停止のためのブレーキの効きを良くし、コアの熔融塩の上限温度を低くすることにある。濡れぶち長さは、減速材軸ＣＬ２を中心とした周方向の長さであり、燃料塩との接触の長さとも言える。
【0046】
図５、図６、及び図９において、減速材本体２２２ａは、減速材軸ＣＬ２がのびる方向に沿った範囲の全体が、中空の存在しない中実となる形状に形成される。別な言い方をすれば、減速材本体２２２ａは、減速材軸ＣＬ２の方向にのびる、例えば貫通孔が存在しない形状に形成される。なお、本明細書では、「中空」を内部に穴（孔）や空間が存在する構造のことを言うものとする。また、「中実」とは、上述の穴（孔）や空間がない（詰まった）構造のことを言うものとする。減速材本体２２２ａは、上述のような中実の形状であることから、構造がシンプルである。また、中実の形状であることから、製造し易くなるのは勿論のこと、強度も高めることができる。
【0047】
減速材本体２２２ａは、上述の正六角形や六角柱枠に合わせた形状に形成される。もう少し具体的に説明すれば、断面が、上述の中空を設けない「ヒトデ型」の形状に形成される。このような「ヒトデ型」の断面形状の場合、シンプルなデザインであるのは勿論であるが、大きな負の温度反応度係数を獲得することができるようになる。即ち、負の温度反応度係数が－４．０×１０－５と言う大きな数値を得ることができるようになる。この負の温度反応度係数－４．０×１０－５は、公知のトリウム熔融塩増殖炉（ＭＳＢＲ）と比べて約５倍となる大きな数値に該当する。また、公知のＦＵＪＩと比べては、約１．５倍となる大きな数値に該当する。なお、連続エネルギーモンテカルロ法ＭＶＰを使用して数値の計算を行った結果である。
【0048】
断面形状を上述のような中空なしの「ヒトデ型」（図６参照）にすることにより、複数の減速材２２２の配置を、図５、図７、及び図８に示すような環状で且つ複数の層状にすることができる。なお、複数の減速材２２２の上述の配置や、この複数の減速材２２２を囲う所定厚さの黒鉛反射材２２１は、大きな負の温度反応度係数の獲得に有効である。また、断面形状を「ヒトデ型」にすることにより（六角形、六角柱枠に囲まれるような形状にすることにより）、制御棒２４の配置等の選択に係る柔軟性を向上させることに有効である。
【0049】
図９において、減速材端部２２２ｂは、上述の如く、減速材本体２２２ａの上下の端部に連続するように夫々形成される。減速材端部２２２ｂは、減速材本体２２２ａを小径化し且つ短くしたような突起形状に形成される。減速材端部２２２ｂは、黒鉛反射材２２１の上部黒鉛反射材２２１ａ及び下部黒鉛反射材２２１ｂにより保持される形状になる。減速材端部２２２ｂの先端部は、上部黒鉛反射材２２１ａ及び下部黒鉛反射材２２１ｂに対し挿入し易くなるような形状に形成される。
【0050】
減速材端部２２２ｂは、減速材本体２２２ａに中空の部分がないことから、シンプルな形状に形成される（公知のＦＵＪＩの場合、中空の部分があって、この中空の部分に燃料塩が流れることから、燃料塩を抜くための端末処理が必要であった。しかしながら、本実施形態のように中空の部分はないので、減速材端部２２２ｂを極めてシンプルな形状に形成することができる）。
【0051】
図１０は、本実施形態に係る熔融塩原子炉用減速材を採用した時の炉心のコア領域の検討に関する説明図である。
図１０では、燃料塩体積率Ｆｒに基づく熔融塩原子炉用減速材（減速材）の構成を「コア構成」と呼ぶことにする共に、コア構成によって領域化されるコアの領域をコア領域と呼ぶことにする。例えば、燃料塩体積率Ｆｒの数値が一種となるコア構成であれば、コア構成は単一であり、この単一のコア構成でコアが領域化されるので、コア領域は単一領域となる。また、例えば、燃料塩体積率Ｆｒの数値が二種となるコア構成であれば、コア構成は２つであり、この２つのコア構成でコアが領域化されるので、コア領域は２領域となる。また、例えば、燃料塩体積率Ｆｒの数値が三種となるコア構成であれば、コア構成は３つであり、この３つのコア構成でコアが領域化されるので、コア領域は３領域となる。
図１０では、燃料塩体積率Ｆｒに基づく熔融塩原子炉用減速材（減速材）の構成を「コア構成」と呼ぶことにする共に、コア構成によって領域化されるコアの領域をコア領域と呼ぶことにする。例えば、燃料塩体積率Ｆｒの数値が一種となるコア構成であれば、コア構成は単一であり、この単一のコア構成でコアが領域化されるので、コア領域は単一領域となる。また、例えば、燃料塩体積率Ｆｒの数値が二種となるコア構成であれば、コア構成は２つであり、この２つのコア構成でコアが領域化されるので、コア領域は２領域となる。また、例えば、燃料塩体積率Ｆｒの数値が三種となるコア構成であれば、コア構成は３つであり、この３つのコア構成でコアが領域化されるので、コア領域は３領域となる。
【0052】
図１０では、上述のようなコア領域毎の中性子フルエンス（＞５３ＫｅＶ）分布により、炉心の最適なコア領域を検討した。
【0053】
コア領域毎の中性子フルエンス（＞５３ＫｅＶ）分布により、炉心のコア領域を検討することに至った背景としては、単一領域コアのフルエンス分布（燃料塩体積率Ｆｒ＝３６％、３０年間連続運転の場合）を求めてみたら、フルエンスの分布がコアの中央に偏っていることが分かった。これは、コア中央の減速材へのフルエンスが高く、コア全体の寿命を左右してしまうことを意味する。そのため、コア構成を工夫してフルエンス分布を均質化すべきと言う結論になった。コア領域の検討にあたっては、コア構成を上述のような（１）単一領域、（２）２領域、（３）３領域として、これら領域の夫々で分析する。分析によって、最適の領域及び減速材断面を追求することができる。図１０に分析結果を示す。
【0054】
図１０において、燃料濃度効果（０．３３ｍｏｌ％Ｆｕｅｌ）の記載の下にある表の縦方向（図の上下方向）には、コア構成が並んで示される。また、表の横方向（図の左右方向）には、燃料層番号が順に並んで示されると共に、増倍率も示される。なお、燃料層番号は、図５の中央の減速材２２２を燃料層番号１（図４の炉心軸ＣＬ１の位置に配置される減速材２２２を燃料層番号１）にし、ここから外側の減速材２２２の層を燃料層番号２、３、４～と定義するものとする。燃料層番号は、減速材２２２が配置される「層」の数に一致するものとする。以下、具体的に数値で示す。
【0055】
コア構成が「単一領域（燃料塩体積率Ｆｒ＝３９％）」であり、燃料層番号が「１」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．７７２×１０２２（図１０では２．７７２Ｅ＋２２で記載）となる。なお、ここでのコア構成は、後述するグラフのグラフａに対応する（ここでのフルエンスがグラフａにプロットされる）。
また、燃料層番号が「２」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．９０３×１０２２（図１０では２．９０３Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「３」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が３．０３３×１０２２（図１０では３．０３３Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「４」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．９１６×１０２２（図１０では２．９１６Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「５」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．５８５×１０２２（図１０では２．５８５Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「６」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．１４７×１０２２（図１０では２．１４７Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「７」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が１．５５２×１０２２（図１０では１．５５２Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「２」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．９０３×１０２２（図１０では２．９０３Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「３」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が３．０３３×１０２２（図１０では３．０３３Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「４」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．９１６×１０２２（図１０では２．９１６Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「５」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．５８５×１０２２（図１０では２．５８５Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「６」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．１４７×１０２２（図１０では２．１４７Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「７」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が１．５５２×１０２２（図１０では１．５５２Ｅ＋２２で記載）となる。
【0056】
コア構成が「単一領域（燃料塩体積率Ｆｒ＝４０％）」であり、燃料層番号が「１」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．７８２×１０２２（図１０では２．７８２Ｅ＋２２で記載）となる。なお、ここでのコア構成は、後述するグラフのグラフｂに対応する（ここでのフルエンスがグラフｂにプロットされる）。
また、燃料層番号が「２」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．８７８×１０２２（図１０では２．８７８Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「３」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．９９１×１０２２（図１０では２．９９１Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「４」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．８６８×１０２２（図１０では２．８６８Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「５」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．５３４×１０２２（図１０では２．５３４Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「６」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．１４１×１０２２（図１０では２．１４１Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「７」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が１．５４×１０２２（図１０では１，５４Ｅ＋２２で記載）となる。
増倍率は、０．９４０５となる。
また、燃料層番号が「２」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．８７８×１０２２（図１０では２．８７８Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「３」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．９９１×１０２２（図１０では２．９９１Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「４」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．８６８×１０２２（図１０では２．８６８Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「５」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．５３４×１０２２（図１０では２．５３４Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「６」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．１４１×１０２２（図１０では２．１４１Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「７」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が１．５４×１０２２（図１０では１，５４Ｅ＋２２で記載）となる。
増倍率は、０．９４０５となる。
【0057】
コア構成が「２領域（燃料塩体積率Ｆｒ＝３９％／２７％）」であり、燃料層番号が「１」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．４６７×１０２２（図１０では２．４６７Ｅ＋２２で記載）となる。なお、ここでのコア構成は、後述するグラフのグラフｃに対応する（ここでのフルエンスがグラフｃにプロットされる）。
また、燃料層番号が「２」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．６０４×１０２２（図１０では２．６０４Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「３」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．８４１×１０２２（図１０では２．８４１Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「４」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．９８５×１０２２（図１０では２．９８５Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「５」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．７０１×１０２２（図１０では２．７０１Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「６」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．３６１×１０２２（図１０では２．３６１Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「７」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が１．６５×１０２２（図１０では１．６５Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「２」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．６０４×１０２２（図１０では２．６０４Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「３」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．８４１×１０２２（図１０では２．８４１Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「４」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．９８５×１０２２（図１０では２．９８５Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「５」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．７０１×１０２２（図１０では２．７０１Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「６」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．３６１×１０２２（図１０では２．３６１Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「７」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が１．６５×１０２２（図１０では１．６５Ｅ＋２２で記載）となる。
【0058】
コア構成が「２領域（燃料塩体積率Ｆｒ＝４０％／２６％）」であり、燃料層番号が「１」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．３８１×１０２２（図１０では２．３８１Ｅ＋２２で記載）となる。なお、ここでのコア構成は、後述するグラフのグラフｄに対応する（ここでのフルエンスがグラフｄにプロットされる）。
また、燃料層番号が「２」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．５１８×１０２２（図１０では２．５１８Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「３」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．７０５×１０２２（図１０では２．７０５Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「４」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．８２×１０２２（図１０では２．８２Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「５」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．６５×１０２２（図１０では２．６５Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「６」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．３２９×１０２２（図１０では２．３２９Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「７」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が１．６４３×１０２２（図１０では１．６４３Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「８」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．７８４×１０２２（図１０では２．７８４Ｅ＋２２で記載）となる。
増倍率は、１．０１５１となる。
また、燃料層番号が「２」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．５１８×１０２２（図１０では２．５１８Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「３」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．７０５×１０２２（図１０では２．７０５Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「４」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．８２×１０２２（図１０では２．８２Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「５」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．６５×１０２２（図１０では２．６５Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「６」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．３２９×１０２２（図１０では２．３２９Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「７」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が１．６４３×１０２２（図１０では１．６４３Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「８」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．７８４×１０２２（図１０では２．７８４Ｅ＋２２で記載）となる。
増倍率は、１．０１５１となる。
【0059】
コア構成が「３領域（燃料塩体積率Ｆｒ＝３９％／２７％／４５％）」であり、燃料層番号が「１」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．５５８×１０２２（図１０では２．５５８Ｅ＋２２で記載）となる。なお、ここでのコア構成は、後述するグラフのグラフｅに対応する（ここでのフルエンスがグラフｅにプロットされる）。
また、燃料層番号が「２」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．７０２×１０２２（図１０では２．７０２Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「３」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．８５５×１０２２（図１０では２．８５５Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「４」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．８９８×１０２２（図１０では２．８９８Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「５」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．６７３×１０２２（図１０では２．６７３Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「６」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．２５２×１０２２（図１０では２．２５２Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「７」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が１．６６１×１０２２（図１０では１．６６１Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「２」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．７０２×１０２２（図１０では２．７０２Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「３」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．８５５×１０２２（図１０では２．８５５Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「４」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．８９８×１０２２（図１０では２．８９８Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「５」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．６７３×１０２２（図１０では２．６７３Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「６」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．２５２×１０２２（図１０では２．２５２Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「７」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が１．６６１×１０２２（図１０では１．６６１Ｅ＋２２で記載）となる。
【0060】
コア構成が「３領域（燃料塩体積率Ｆｒ＝３９％／２７％／３９％）」であり、燃料層番号が「１」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．３９×１０２２（図１０では２．３９Ｅ＋２２で記載）となる。なお、ここでのコア構成は、後述するグラフのグラフｆに対応する（ここでのフルエンスがグラフｆにプロットされる）。
また、燃料層番号が「２」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．５２２×１０２２（図１０では２．５２２Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「３」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．７５２×１０２２（図１０では２．７５２Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「４」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．８９２×１０２２（図１０では２．８９２Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「５」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．７７５×１０２２（図１０では２．７７５Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「６」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．４２×１０２２（図１０では２．４２Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「７」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．０８３×１０２２（図１０では２．０８３Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「２」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．５２２×１０２２（図１０では２．５２２Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「３」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．７５２×１０２２（図１０では２．７５２Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「４」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．８９２×１０２２（図１０では２．８９２Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「５」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．７７５×１０２２（図１０では２．７７５Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「６」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．４２×１０２２（図１０では２．４２Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「７」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．０８３×１０２２（図１０では２．０８３Ｅ＋２２で記載）となる。
【0061】
コア構成が「３領域（燃料塩体積率Ｆｒ＝４０％／２６％／４５％）」であり、燃料層番号が「１」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．５１７×１０２２（図１０では２．５１７Ｅ＋２２で記載）となる。なお、ここでのコア構成は、後述するグラフのグラフｇに対応する（ここでのフルエンスがグラフｇにプロットされる）。
また、燃料層番号が「２」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．６３７×１０２２（図１０では２．６３７Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「３」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．８２９×１０２２（図１０では２．８２９Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「４」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．８８２×１０２２（図１０では２．８８２Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「５」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．５８３×１０２２（図１０では２．５８３Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「６」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．１６９×１０２２（図１０では２．１６９Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「７」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が１．６７４×１０２２（図１０では１．６７４Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「８」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．８０１×１０２２（図１０では２．８０１Ｅ＋２２で記載）となる。
増倍率は、１．００１４２となる。
また、燃料層番号が「２」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．６３７×１０２２（図１０では２．６３７Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「３」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．８２９×１０２２（図１０では２．８２９Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「４」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．８８２×１０２２（図１０では２．８８２Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「５」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．５８３×１０２２（図１０では２．５８３Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「６」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．１６９×１０２２（図１０では２．１６９Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「７」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が１．６７４×１０２２（図１０では１．６７４Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「８」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．８０１×１０２２（図１０では２．８０１Ｅ＋２２で記載）となる。
増倍率は、１．００１４２となる。
【0062】
コア構成が「３領域（燃料塩体積率Ｆｒ＝４０％／２６％／４０％）」であり、燃料層番号が「１」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．５２８×１０２２（図１０では２．５２８Ｅ＋２２で記載）となる。なお、ここでのコア構成は、後述するグラフのグラフｈに対応する（ここでのフルエンスがグラフｈにプロットされる）。
また、燃料層番号が「２」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．６４×１０２２（図１０では２．６４Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「３」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．７９６×１０２２（図１０では２．７９６Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「４」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．８６×１０２２（図１０では２．８６Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「５」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．６０６×１０２２（図１０では２．６０６Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「６」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．２５６×１０２２（図１０では２．２５６Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「７」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が１．３６４×１０２２（図１０では１．３６４Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「８」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．８５７×１０２２（図１０では２．８５７Ｅ＋２２で記載）となる。
増倍率は、１．００６９となる。
また、燃料層番号が「２」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．６４×１０２２（図１０では２．６４Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「３」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．７９６×１０２２（図１０では２．７９６Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「４」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．８６×１０２２（図１０では２．８６Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「５」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．６０６×１０２２（図１０では２．６０６Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「６」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．２５６×１０２２（図１０では２．２５６Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「７」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が１．３６４×１０２２（図１０では１．３６４Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「８」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．８５７×１０２２（図１０では２．８５７Ｅ＋２２で記載）となる。
増倍率は、１．００６９となる。
【0063】
コア構成が「３領域（燃料塩体積率Ｆｒ＝４０％／２７％／４０％）」であり、燃料層番号が「１」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．４３６×１０２２（図１０では２．４３６Ｅ＋２２で記載）となる。なお、ここでのコア構成は、後述するグラフのグラフｉに対応する（ここでのフルエンスがグラフｉにプロットされる）。
また、燃料層番号が「２」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．５８２×１０２２（図１０では２．５８２Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「３」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．７８５×１０２２（図１０では２．７８５Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「４」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．８６３×１０２２（図１０では２．８６３Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「５」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．６５８×１０２２（図１０では２．６５８Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「６」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．２９８×１０２２（図１０では２．２９８Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「７」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が１．２８３×１０２２（図１０では１．２８３Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「８」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．７１７×１０２２（図１０では２．７１７Ｅ＋２２で記載）となる。
増倍率は、１．００９４となる。
また、燃料層番号が「２」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．５８２×１０２２（図１０では２．５８２Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「３」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．７８５×１０２２（図１０では２．７８５Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「４」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．８６３×１０２２（図１０では２．８６３Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「５」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．６５８×１０２２（図１０では２．６５８Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「６」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．２９８×１０２２（図１０では２．２９８Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「７」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が１．２８３×１０２２（図１０では１．２８３Ｅ＋２２で記載）となる。
また、燃料層番号が「８」の場合は、フルエンス（中性子／ｃｍ２）が２．７１７×１０２２（図１０では２．７１７Ｅ＋２２で記載）となる。
増倍率は、１．００９４となる。
【0064】
上述のような（１）単一領域、（２）２領域、（３）３領域となるコア構成でのフルエンス（中性子／ｃｍ２）をグラフ化すると、図１０に示すグラフの通りになる。グラフの縦軸はフルエンス（中性子／ｃｍ２）であり、横軸は燃料層番号である。判断基準となる黒鉛の許容フルエンス・レベルが３×１０２２（図１０では３Ｅ＋２２で記載）であり、この許容フルエンス・レベルに対してグラフのピーク（山型のグラフの頂）が一番離れているのは、グラフｄで示す「２領域（燃料塩体積率Ｆｒ＝４０％／２６％）」である。グラフｄは、許容フルエンス・レベルに対してグラフのピークが一番離れているので、最大フルエンスが最も低いと言える。
【0065】
検討結果としては、１層～５層を燃料塩体積率Ｆｒ＝４０％とし、６層～８層を燃料塩体積率Ｆｒ＝２６％とする、２領域のコア構成が最適解になると言える。
【0066】
検討結果からは、炉心２２内を燃料塩の体積率により２つの領域に分割して累積の中性子束量の分布を均一化し、その最大値をできるだけ小さくすることが可能であることを見いだせたので、結果、３０年以上のコア寿命を実現することができる。従って、廃炉まで炉心２２（コア）の交換をする必要がなくなったと言える。
【0067】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【0068】
即ち、図１乃至図１０の説明に係る熔融塩原子炉２及び減速材２２２の構成は例示に過ぎず、特に限定されないものとする。即ち、上述した一連の構成の一部又は全部が熔融塩原子炉２及び減速材２２２に備えられていれば足り、この構成を実現するために例えば減速材２２２の最適な形状を、ｎ＝６の正六角形及び六角柱枠を用いて説明したが、これに限定されないものとする。即ち、ｎ＝３、４、５、７～に基づく正ｎ角形の形状にしてもよいものとする。
【0069】
上述の本発明の一実施形態によれば、減速材２２２及び熔融塩原子炉２により、応力の発生防止、濡れぶち長さの確保、制御棒２４の配置等の選択柔軟性の向上、加工性の向上等を図ることができる。即ち、隣り合う減速材２２２同士とは接触せず、隣り合う減速材２２２同士の間で摩擦等の応力の発生を防止し、以て破損等も防止することができる。また、曲面形状となる周囲の凹みにより、濡れぶち長さを確保することができる。また、減速材２２２（減速材本体２２２ａ）の配置領域、隣り合う減速材２２２（減速材本体２２２ａ）同士の境界、を仮想的に示すため、減速材軸ＣＬ２を中心に正六角形、六角柱枠の形状になることから、この形状であれば、制御棒２４の位置及び本数を比較的柔軟に選ぶことができる。また、コアエリアでは鋭利な角がなく、中空もないので、黒鉛のコーティング加工を有利にすることができる。また、上述の「ヒトデ型」の断面形状にすることにより、２種類の燃料塩体積率の減速材２２２を提供し、２領域コアを実現することができる。また、減速材２２２は中空がない形状であるので、燃料塩を抜くための端末処理を不要にすることができ、極めてシンプルな形状にすることもできる。この他、減速材２２２及び熔融塩原子炉２により、大きな負の温度係数を実現することができる。
【0070】
以上をまとめると、本発明が適用される熔融塩原子炉２及び減速材２２２は、次のような構成を取れば足り、各種各様な実施形態をとることができる。
【0071】
即ち、本発明が適用される熔融塩原子炉用減速材（例えば図９の減速材２２２）は、
熔融塩原子炉（例えば図３の熔融塩原子炉２）における原子炉容器（例えば図３の原子炉容器２１）内の炉心（例えば図３の炉心２２）に複数設けられる熔融塩原子炉用減速材であって、且つ、当該炉心の炉心軸（例えば図３の炉心軸ＣＬ１）に沿って減速材軸（例えば図９の減速材軸ＣＬ２）がのびると共に、当該減速材軸を中心とした軸周りに複数の側面（例えば図９の側面２２２ａ３）及び複数の角部（例えば図９の角部２２２ａ２）が存在する本体側部（例えば図９の本体側部２２２ａ１）を有した柱形状に形成される熔融塩原子炉用減速材において、
前記複数の側面は、前記減速材軸に近づく側に凸となるような（前記本体側部を凹ませるような）曲面形状に夫々形成される。
熔融塩原子炉（例えば図３の熔融塩原子炉２）における原子炉容器（例えば図３の原子炉容器２１）内の炉心（例えば図３の炉心２２）に複数設けられる熔融塩原子炉用減速材であって、且つ、当該炉心の炉心軸（例えば図３の炉心軸ＣＬ１）に沿って減速材軸（例えば図９の減速材軸ＣＬ２）がのびると共に、当該減速材軸を中心とした軸周りに複数の側面（例えば図９の側面２２２ａ３）及び複数の角部（例えば図９の角部２２２ａ２）が存在する本体側部（例えば図９の本体側部２２２ａ１）を有した柱形状に形成される熔融塩原子炉用減速材において、
前記複数の側面は、前記減速材軸に近づく側に凸となるような（前記本体側部を凹ませるような）曲面形状に夫々形成される。
【0072】
本発明が適用される熔融塩原子炉用減速材によれば、本体側部における複数の側面が減速材軸に近づく側に凸となるような（本体側部を凹ませるような）曲面形状に夫々形成されることから、仮に側面が真っ直ぐな平面と比べて十分な濡れぶち長さを確保することができる。これにより、大きな負の温度反応度係数を確保して、熔融塩の異常な温度上昇の抑制及び炉停止のためのブレーキの効きを良くし、コアの熔融塩の上限温度を低くすることができる。換言すれば、大きな負の温度反応度係数を確保するために、十分な濡れぶち長さを確保した熔融塩原子炉用減速材を提供することができる。また、本発明が適用される熔融塩原子炉用減速材によれば、隣り合う本体側部同士の接触を避けて破損を防止することができ、更には、コーティング加工をし易くすることもできる。
【0073】
また、熔融塩原子炉用減速材によれば、前記複数の角部は、前記減速材軸から離れる側に凸となるような（前記本体側部の外側に向けて凸となるような）曲面形状に夫々形成される。
【0074】
本発明が適用される熔融塩原子炉用減速材によれば、複数の角部が曲面形状に夫々形成されることから、エッジになる場合と比べて破損し難くすることができる。熔融塩原子炉用減速材によれば、コアエリアにおいて鋭利な角がないことから、黒鉛のコーティング加工を有利にすることができる。
【0075】
また、熔融塩原子炉用減速材によれば、前記減速材軸に直交する方向に切って見た減速材断面形状は、前記本体側部の配置領域や隣り合う当該本体側部の境界を仮想的に示すため当該減速材軸を中心に描いた正ｎ角形（ｎは３以上の整数）に囲まれるような形状、且つ、当該正ｎ角形のｎ個の角及びｎ個の辺に対し夫々内接しない円弧を有する形状に形成される。
【0076】
本発明が適用される熔融塩原子炉用減速材によれば、減速材断面形状が減速材軸を中心に仮想的に描いた正ｎ角形（ｎは３以上の整数）に囲まれるような形状、且つ、正ｎ角形のｎ個の角及びｎ個の辺に対し夫々内接しない円弧を有する形状に形成されることから、隣り合う減速材同士の接触を防止することができる。即ち、隣り合う減速材同士の接触がなければ、摩擦等の応力の発生を防止することができる。熔融塩原子炉用減速材によれば、正ｎ角形に囲まれるような形状に形成されることから、ｎを適宜選ぶことにより、制御棒の配置等の選択に係る柔軟性を向上させることができる。
【0077】
また、熔融塩原子炉用減速材によれば、前記減速材軸がのびる方向に沿った、少なくとも前記本体側部が存在する範囲は、内部に空間が存在しない構造に形成される。
【0078】
本発明が適用される熔融塩原子炉用減速材によれば、少なくとも本体側部が存在する範囲は、内部に空間が存在しない構造に形成されることから形状がシンプルになり、加工性の向上等を図ることができる。従って、形状がシンプルな熔融塩原子炉用減速材であることから、黒鉛のコーティング加工を有利にすることができる。
【0079】
本発明が適用される熔融塩原子炉によれば、原子炉容器内の炉心に上述の熔融塩原子炉用減速材が複数設けられる。
【0080】
本発明が適用される熔融塩原子炉によれば、上述の熔融塩原子炉用減速材が複数設けられることから、よりよい熔融塩原子炉を提供することができる。
【0081】
また、熔融塩原子炉によれば、前記複数の熔融塩原子炉用減速材は、前記炉心の炉心軸を中心に環状且つ複数の層状に配置され、前記炉心は、前記複数の層状に配置された前記複数の熔融塩原子炉用減速材の所望の層数で燃料塩体積率を異ならせて領域を分割する。
【0082】
本発明が適用される熔融塩原子炉によれば、複数種類の燃料塩体積率の熔融塩原子炉用減速材を提供し、複数領域コアを実現することができる。これにより、累積の中性子束量の分布を均一化し、その最大値をできるだけ小さくすることができる。換言すれば、コア寿命の長期化を実現することが可能な熔融塩原子炉を提供することができる。
【0083】
以上は、熔融塩原子炉用減速材の外観形状をもとに特徴をまとめたが、次の形状をもとに特徴をまとめてもよい。
即ち、熔融塩原子炉用減速材（例えば図９の減速材２２２）は、
熔融塩原子炉（例えば図３の熔融塩原子炉２）における原子炉容器（例えば図３の原子炉容器２１）内の炉心（例えば図３の炉心２２）に複数設けられる熔融塩原子炉用減速材であって、且つ、当該炉心の炉心軸（例えば図３の炉心軸ＣＬ１）に沿って減速材軸（例えば図９の減速材軸ＣＬ２）がのびると共に、当該減速材軸がのびる方向に長い本体側部（例えば図９の本体側部２２２ａ１）を有する柱形状の熔融塩原子炉用減速材において、
前記減速材軸がのびる方向に沿った、少なくとも前記本体側部が存在する範囲は、内部に当該減速材軸がのびる方向に沿った中空が存在しない中実に形成される。
即ち、熔融塩原子炉用減速材（例えば図９の減速材２２２）は、
熔融塩原子炉（例えば図３の熔融塩原子炉２）における原子炉容器（例えば図３の原子炉容器２１）内の炉心（例えば図３の炉心２２）に複数設けられる熔融塩原子炉用減速材であって、且つ、当該炉心の炉心軸（例えば図３の炉心軸ＣＬ１）に沿って減速材軸（例えば図９の減速材軸ＣＬ２）がのびると共に、当該減速材軸がのびる方向に長い本体側部（例えば図９の本体側部２２２ａ１）を有する柱形状の熔融塩原子炉用減速材において、
前記減速材軸がのびる方向に沿った、少なくとも前記本体側部が存在する範囲は、内部に当該減速材軸がのびる方向に沿った中空が存在しない中実に形成される。
【0084】
熔融塩原子炉用減速材によれば、少なくとも本体側部が存在する範囲は中実に形成されることから中空がなく、従って形状がシンプルになることから、加工性の向上等を図ることができる。換言すれば、中空がなく形状がシンプルな熔融塩原子炉用減速材であることから、黒鉛のコーティング加工を有利にすることができる。
【0085】
また、熔融塩原子炉用減速材によれば、前記本体側部は、前記減速材軸を中心とした軸周りに複数の側面（例えば図９の側面２２２ａ３）及び複数の角部（例えば図９の角部２２２ａ２）を有し、当該複数の側面は、当該減速材軸に近づく側に凸となるような曲面形状に夫々形成される。
【0086】
熔融塩原子炉用減速材によれば、本体側部における複数の側面が減速材軸に近づく側に凸となるような（本体側部を凹ませるような）曲面形状に夫々形成されることから、仮に側面が真っ直ぐな平面と比べて十分な濡れぶち長さを確保することができる。これにより、大きな負の温度反応度係数を確保して、熔融塩の異常な温度上昇の抑制及び炉停止のためのブレーキの効きを良くし、コアの熔融塩の上限温度を低くすることができる。換言すれば、大きな負の温度反応度係数を確保するために、十分な濡れぶち長さを確保した熔融塩原子炉用減速材を提供することができる。
【符号の説明】
【0087】
１・・・建屋
２・・・熔融塩原子炉
２１・・・原子炉容器
２２・・・炉心
２３・・・一次熱交換器ユニット
２４・・・制御棒
２２１・・・黒鉛反射材
２２２・・・減速材（熔融塩原子炉用減速材）
２２２ａ・・・減速材本体
２２２ａ１・・・本体側部
２２２ａ２・・・角部
２２２ａ３・・・側面
２・・・熔融塩原子炉
２１・・・原子炉容器
２２・・・炉心
２３・・・一次熱交換器ユニット
２４・・・制御棒
２２１・・・黒鉛反射材
２２２・・・減速材（熔融塩原子炉用減速材）
２２２ａ・・・減速材本体
２２２ａ１・・・本体側部
２２２ａ２・・・角部
２２２ａ３・・・側面
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】