NUCLEAR REACTOR FUEL

• Main Author: DEWITTE, JACOB
• Format: Patent
• Language: English; French
• Published: 27.10.2022
• Subjects: NUCLEAR ENGINEERING; NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR REACTORS; PHYSICS

A nuclear fuel system (210), nuclear fuel particle (100), and method for operating a nuclear fuel system are disclosed. A nuclear fuel system includes a matrix (130) material and a plurality of fuel particles (100) disposed in the matrix material, each fuel particle comprising a fuel kernel (110) and a fuel coating (120) that covers a surface of the fuel kernel. The fuel kernel comprises a fissile material including one or more of uranium-233, uranium-235, or plutonium-239. The fuel coating is functionally graded in density. A density of the fuel coating increases along an outward radial direction referenced to the center of the fuel kernel. The fuel coating comprises a neutron moderating material. A volume fraction of fuel particles is thirty-five percent or more of a volume of a nuclear fuel compact. Un système de combustible nucléaire, une particule de combustible nucléaire et un procédé de fonctionnement d'un système de combustible nucléaire sont divulgués. Un système de combustible nucléaire comprend un matériau de matrice ; et une pluralité de particules de combustible placées dans le matériau de matrice, chaque particule de combustible comprenant : un noyau de combustible ; et un revêtement de combustible qui recouvre une surface du noyau de combustible. Le noyau de combustible comprend une matière fissile comprenant de l'uranium 233 et/ou de l'uranium 235 et/ou du plutonium 239. Le revêtement de combustible est fonctionnellement échelonné en densité. Une densité du revêtement de combustible augmente le long d'une direction radiale vers l'extérieur par rapport au centre du noyau de combustible. Le revêtement de combustible comprend un matériau de modération de neutrons. Une fraction volumique de particules de combustible représente au moins trente-cinq pour cent d'un volume d'un élément de combustible nucléaire.