основа ядерной реакции:
Нейтронный след при работе АЭС заключается в том, что нейтроны вызывают деление ядер урана-235 или плутония-239. При этом распад ядер сопровождается выходом новых нейтронов, и в случае правильной геометрии материалов выстраивается самоподдерживающаяся цепочка реакций.
Например, при работе реактора на полной мощности изотопы йода и ксенона как бы выгорают в плотном потоке нейтронов. А на малых мощностях, например при снижении или при выходе на мощность после пуска, нейтронный поток ещё не столь силён и не способен препятствовать обильному образованию йода-135 и, как следствие, ксенона-135.
Нейтроны, образовавшиеся при делении ядер урана-235 или плутония-239 при работе АЭС, не просто исчезают, а используются для других процессов.
В тепловых реакторах нейтроны нужно замедлить с помощью замедлителей — веществ, при столкновениях с ядрами которых нейтроны теряют энергию. Затем медленный (тепловой) нейтрон уже спокойно подлетает к ядру и делит его.
В реакторах на быстрых нейтронах быстрые нейтроны, образовавшиеся при делении ядер урана-235 или плутония-239, поглощаются ураном-238 с образованием (после двух бета-распадов) плутония-239. На 100 разделившихся ядер урана-235 или плутония-239 образуется 120–140 ядер плутония-239.
ИТОГ:
Утечка быстро движущихся нейтронов в ядерном реакторе происходит в ограниченном слое вблизи границ активной зоны. Чем больше размеры активной зоны, тем меньшую часть составляет периферийная часть, из которой происходит утечка.
Величина утечки быстрых нейтронов определяется не только геометрией активной зоны, но и физическими свойствами материалов среды активной зоны. Для замедления нейтронов их поток пропускают через материалы, имеющие свойство уменьшать скорость проходящих через них нейтронов без поглощения — например, воду, графит или свинец.
Чем быстрее замедляющийся нейтрон превращается в тепловой, тем меньшее смещение в пространстве среды он испытывает, и тем меньше у него возможностей оказаться за пределами активной зоны во время замедления.
После сжигания в реакторе отработанное ядерное топливо имеет повышенную радиоактивность за счёт содержания большого количества продуктов деления. Как правило, его захоранивают, а при наличии соответствующих технологий — перерабатывают.