原子炉1 は、同位体ウラン235がわずかに濃縮されたウランを燃料としています2。この同位体は、電気エネルギーの生産に必要となる、制御された核反応チェーンを持続することができます。
放射能は、主に燃料中のウラン原子による中性子の捕獲を含むプロセスによって誘発されます。 ウラン235原子（まれにウラン238原子）の原子核が中性子を捕獲して不安定になり、2つまたは（まれに）3つの軽元素に分裂したときに核分裂が起こります。 最も一般的な核分裂生成物は質量数90と137（例えば、ストロンチウム-90とセシウム-137）です。
原子力発電所で作られる核分裂生成物は、予測可能な期間に及びます。
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希ガス、例えばクリプトン-85とキセノン-133。
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ハロゲン、例えばヨウ化物-131。 熱中性子によるウラン235の核分裂から生じる質量分布
図D.1熱中性子によるウラン235の核分裂から生じる質量分布。
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アルカリ金属（例：セシウム137）
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アルカリ土類金属（例：ストロンチウム-90）
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より一般的には、ウラン原子の三元核分裂による水素-3、より一般的にはアストリチウム（T）と呼ばれる。
中性子捕獲は、ある化学元素から別の元素への変化を通じて放射線を誘発することもできます。 核変換の過程では、原子核から核粒子（例えば、陽子）が放出され、放射線が発生します。 発電炉で重要な核変換反応とその生成物には次のようなものがある：
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酸素原子核の中性子捕獲による窒素16の生成：酸素16＋中性子->窒素16＋陽子（16O（n、p）16Nと略記される）。 窒素16は半減期が7秒と短く、主に原子力発電所の作業員に危険を及ぼします。
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窒素、酸素、炭素原子の原子核が中性子を捕獲して炭素14が生成されます。 14N(n,p)14C; 13C(n,y)14C;17O(n,a)14C.
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ホウ素原子の核による中性子の捕獲でトリチウム（T）を生成： 10B(n,2a)T.T.
＜7752>＜4692>＜451＞ホウ素原子の核によって、中性子が捕えられてトリチウムを生成する。
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原子炉の冷却水に含まれる重水素原子が中性子を捕獲することによってトリチウムが生成される反応です。 中性子の捕獲により原子核が励起され、放射線の放出によりすぐに低エネルギー状態に崩壊します。
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コバルト59から59Co（n, y）60Co反応によりコバルト60を生成。
コバルト60と鉄-55は原子炉の構造部品によく見られる放射化生成物である。
これらの中性子捕獲過程によって生成された同位体はほとんど常に放射性である。 その崩壊はアルファ線、ベータ線、ガンマ線の放射を伴い、放射性、非放射性の崩壊生成物を生成する。
この反応は、ウラン238の中性子捕獲と2回のベータ崩壊によりプルトニウム239を生成する。
中性子捕獲中に放出される粒子やその他の放射線は、燃料、冷却材、原子炉構造の原子と作用して追加の放射能を生成することができる。 例えば、高エネルギーの電子が原子炉内の物質と相互作用すると、制動放射として知られる光子が放出されます。
脚注
1
原子力発電炉および原子力発電所という用語は、電気を生産するために商業ベースで使用されている原子炉を指します。
2
天然ウランは、約99.3%のウラン238と0.7%のウラン235を含んでいます。 発電用原子炉で使用される燃料は、通常、3 ～ 5 % のレベルにまでウラン 235 を濃縮しています。
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