Нуклиды, находящиеся в работающим ядерном реакторе кроме радиоактивного распада испытывают ряд превращений, обусловленных взаимодействием с нейтронами. В результате длительной работы первоначальный состав ядерного топлива претерпевает изменения, так как происходит распад и деление, накопление новых тяжелых нуклидов, которые в свою очередь могут делиться нейтронами.
В общем случае изотопный состав ОЯТ является функцией начального состава ядерного топлива, истории облучения и времени выдержки топлива. Знание изотопного состава ОЯТ является крайне важным, так как именно на его основе проводится обоснование безопасности обращения с ОЯТ при хранении, транспортировании и переработке.
ОЯТ обладает мощным ионизирующим излучением. Источником этого излучения могут являться до 800 радиоактивных изотопов. Радиационный распад этих изотопов ведёт к появлению or, /?, у и нейтронного излучения.
Нс все указанные виды излучения влияют на внешний радиационный фон. а- и /9-частицы в основном поглощаются в топливе вблизи мест своего появления, а внешнее излучение создаётся распадными у-квантами, а также нейтронным излучением.
При обращении с ОЯТ для обеспечения радиационной безопасности в первую очередь решаются задачи защиты от потоков высокоэнергетических у-квантов, так как интенсивность у-излучения на несколько порядков выше интенсивности нейтронного излучения. По этой причине нейтронного излучения менее изучено по сравнению с у-излучением и существуют определенные трудности с определением источника нейтронов в ОЯТ и его основных характеристик (спектр излучения, интенсивность).
Основными источниками нейтронного излучения в облучённом топливе являются нейтроны, образующиеся в результате (а, п)-реакций на легких ядрах, входящих в состав ОЯТ, спонтанное деление ядер урана и трансурановых элементов и фотонейтроны, образующиеся в результате (у, хп)-реакций на диоксидах урана и трансурановых элементов.
Выше отмечалось, что у-излучение вблизи ОТВС на несколько порядков превышает интенсивность нейтронного излучения. Но с ростом глубины выгорания нейтронное излучение растёт гораздо быстрее, чем у-излучение, т. к. продукты деления, которые определяют у-фон, накапливаются линейно с глубиной выгорания, а накопление младших актиноидов (изотопы Np, Am и Cm), создающих нейтронное излучение можно аппроксимировать полиномом 4-й степени. Кроме того, у-излучение ОЯТ (особенно его составляющая от продуктов деления) спадает гораздо быстрее, чем нейтронная составляющая. По этой причине нейтронное излучение при некоторых условиях может вносить заметный вклад в общую интенсивность нейтронного излучения ОЯТ.
