Изменение нуклидного состава и воспроизводства топлива

В процессе работы в реакторе непрерывно протекают процес­сы, приводящие к изменению нуклидного состава реакторных ма­териалов.

В результате деления ядер топлива происходит непрерывная убыль делящегося материала. Этот процесс называется выгоранием и сопровождается потерей общего запаса реактивности.

Наряду с выгоранием ядер урана-235 за счет захвата нейтро­нов ядрами урана-238 образуется смесь изотопов ²³⁹Рu, ²⁴⁰Рu, Pu²⁴¹,Рu ²⁴², причем ²³⁹Рu и ²⁴¹Рu, делятся под действием тепловых ней­тронов.

В реакторе, содержащем ²³²Тh, образуется делящийся под дей­ствием тепловых нейтронов ²³³U. Процесс образования новых де­лящихся изотопов, называется воспроизводством ядерного топлива, который сопровождается увеличением общего запаса реактивности.

Деление ядер топлива сопровождается появлением в активной зоне осколков, а также продуктов их радиоактивного распада, кото­рый в различной степени поглощают нейтроны, уменьшая реактив­ность. Поглощение нейтронов стабильными или долгоживущими изотопами называется шлакованием.

Всего в цепочках распада обнаружено более 200 нуклидов.

Продукты активации возникают при взаимодействии нейтро­нов с конструкционными материалами, с примесями теплоносителя, замедлителя и самого топлива.

В основном, все продукты деления образуются внутри табле­ток ядерного топлива и остаются там.

Некоторые из продуктов деления, таких как тритий и особен­но криптон и ксенон, выделяются в газообразном виде: сильно ле­тучими являются йод и цезий. То же самое можно сказать и о про­дуктах активации.