Что такое ядерно-топливный цикл и каковы его основные типы?

Радиоактивность (радиоактивный распад) есть свойство некоторых ядер спонтанно (са­мопроизвольно) изменять свой нуклонный состав и/или энергетическое состояние. Ме­рой нестабильности радиоактивного веще­ства является период полураспада - время, требующееся для распада половины атомов рассматриваемого радиоактивного вещества. Например, у одного из продуктов деления, в больших количествах находящегося в ОЯТ -цезия-137 - период полураспада составляет 30 лет. Это значит, что через 30 лет останется половина от его начального количества, через 60 лет - половина из оставшейся половины (1/4), через 90 лет - 1/8 и т. д. Период полураспада строго индивиду­ален, искусственно изменить его нельзя. Для некоторых ядер он огромен. Например, пе­риод полураспада урана-235 - 710 миллионов лет, тория-232 -14 миллиардов лет.

На практике значимы типы радиоактив­ности, которые сопровождаются испусканием (эмиссией) ионизирующего излучения, - аль­фа- и бета-распад. Альфа-излучение - это эмиссия альфа-частиц (ядер гелия-4), облада­ющих скоростью около ТО7 м/с. Оно характерно для наиболее тяжелых ядер таблицы Менделе­ева - в том числе урана, тория и плутония. Про­никающая способность альфа-излучения мала, оно полностью задерживается несколькими сантиметрами воздуха или, например, листом бумаги. Бета-излучение - эмиссия электро­нов, часто обладающих очень высокими (око­лосветовыми) скоростями. Оно типично для ядер всех масс, соотношение чисел нейтронов и протонов в которых отлично от энергетически наиболее выгодного (для легких ядер - около 1, для тяжелых - примерно 1,5).

Бета-излучателями является большин­ство радиоактивных продуктов деления урана, а также некоторые природные радионуклиды. Проникающая способность бета-излучения заметно выше, чем у альфа-частиц - чтобы его задержать, необходимы метры воздуха или не­сколько миллиметров алюминия или оргстекла. При радиоактивном распаде ядер обычно также электромагнитное (кванто­вое) излучение с очень малой длиной волны -гамма-излучение. Оно обладает очень высо­кой проникающей способностью: чтобы по­глотить его, необходимы десятки сантиметров, а иногда и метры плотных сред. Наилучшей за­щитой от гамма-излучения являются тяжелые материалы (например, свинец).