В процессе работы реактора

Во время работы реактора происходят следующие основные процессы в ядерном топливе:

а) деление ядер , а также образующихся в активной зоне и с образованием осколков деления. Из соотношения (2.2) видно, что при делении 1,05 кг выделяется энергия 1000 . Примерно такие же цифры характерны для и , поэтому количество ядер , кг/т , разделившихся за кампанию топлива, составляет:

(2.5)

б) деление небольшой части ядер быстрыми нейтронами, рождающимися при делении различных ядер в активной зоне. Количество разделившегося , кг /т , определяется по формуле:

, (2.6)

где m – коэффициент размножения на быстрых нейтронах, характеризующий долю разделившихся ядер от общего их количества в реакторе;

в) образование при поглощении нейтронов ядрами с последующим радиоактивным распадом получившихся ядер и (рис. 2.1). Количество образовавшегося в активной зоне , кг /т , находится с помощью коэффициента воспроизводства ядерного топлива КВ:

. (2.7)

Наряду с в реакторе постоянно образуются , и (рис. 2.1), причем часть успевает разделиться за время кампании топлива. Суммарное количество разделившегося плутония и , (кг и )/т , равно:

(2.8)

где – суммарное содержание и в отработавшем топливе, (кг и )/т ; – суммарное содержание и в отработавшем топливе, (кг и )/т . Таким образом, можно определить количество разделившихся ядер , кг /т :

(2.9)

При написании этой формулы учтено то, что для выполняется примерно такое же, как для , соотношение между количеством выгоревшего топлива и количеством выделившейся при этом тепловой энергии;

г) примерно 15 % нейтронов, поглотившихся ядрами , не приведут к делению этих ядер (рис. 2.1). Следовательно, количество , кг /т , в отработавшем топливе составит:

. (2.10)

Тогда суммарное количество выгоревшего , кг /т равно:

(2.11)

Можно рассчитать также содержание , кг /т в отработавшем топливе:

(2.12)

Формулы (2.5)–(2.12) записаны в предположении, что не фигурирующие в них изотопы ( и др.) образуются в активной зоне в пренебрежимо малых количествах.