۷

۷

تابش گامای آنی

۸
۷

۸
۷

واپاشی محصولات شکافت
تابش گاما
تابش بتا

۰

۱۲

نوترینو

۵

۰

گیراندازی تابشی گاما

۲۰۰

۲۰۷

کل

۲-۲- واکنش زنجیره ای و اصول راکتور‎های هسته ای
اکنون مناسب است تا الزامات لازم برای برهمکنش زنجیره ای و همچنین موضوعات دیگری که در گسترش انرژی هسته ای برای اهداف صلح آمیز دارای اهمیت می‎باشند را در نظر بگیریم.

دست یابی به یک سیستم کنترل شده و حفظ برهمکنش زنجیری شکافت از اولین الزامات است. سیستمی‎که واکنش زنجیره ای در آن واقع می‎شود یک راکتور هسته ای نامیده می‎شود و انواع زیادی راکتور بسته به مواد ساختاری و انرژی نوترون‎هایی که باعث شکافت می‎شوند وجود دارد.
۲-۲-۱- واکنش زنجیره ای
شرایطی که برای پایداری لازم است، حفظ واکنش زنجیره ای، این است که دقیقا یک نوترون تولیدی در یک فرایند شکافت باعث یک شکافت دوم و از آن یک نوترون خارج شده و باعث شکافت سوم شود و به همین ترتیب ادامه یابد. در چنین واکنشی چگالی نوترون و آهنگ شکافت ثابت باقی می‎ماند. این شرط را می‎توان به وسیله یک ضریب تکثیر ، که بصورت نسبت تعداد نوترون‎های در یک نسل به تعداد نوترون‎ها در نسل قبل تعریف می‎شود بیان کرد. وقتی این ضریب دقیقا یک باشد شرط یک واکنش زنجیره ای پایدار محقق می‎شود و گفته می‎شود که راکتور بحرانی است. اگر این ضریب بزرگتر از یک باشد راکتور فوق بحرانی است یک واکنش زنجیره ای زاینده وجود دارد بطوریکه چگالی نوترون و آهنگ شکافت افزایش می‎یابد همانند آهنگ انفجاری در یک بمب اتمی. اگر ضریب تکثیر کوچکتر از یک باشد راکتور زیر بحرانی است و واکنش زنجیره ای کاهش می‎یابد.
۲-۲-۲- چرخه نوترون در یک راکتور حرارتی
محاسبات دقیق ضریب تکثیر برای هر راکتوری بایست همه فرایند‎های درگیر نوترون را از وقتی که آنها توسط شکافت تولید می‎شوند تا وقتی که بصورت اتفاقی هریک با جذب یا نشت از راکتور ناپدید می‎شوند به طور کامل به حساب آورد. این رویکرد اگر جنبه‎های مختلف زمان عمر نوترون بصورت جدا در نظر گرفته شود، ساده می‎شود، و این روش را برای یک راکتور حرارتی با ابعاد محدود که با اورانیوم طبیعی یا غنی شده پر شده است بکار خواهیم برد. چرخه نوترون برای چنین راکتوری در شکل ۲-۴ نشان داده شده است.
شکل ۲-۴ چرخه نوترون برای راکتور حرارتی
n نوترون در انرژی MeV 2 حاصل از شکافت حرارتی را در نظر بگیرید. قبل از اینکه نوترون ها به زیر MeV 1 کند شوند امکان کمی ‎برای تعدادی شکافت, به عنوان شکافت سریع در وجود دارد. ضریب شکافت سریع، , بصورت زیر تعریف می‎شود:
تعداد نوترون‎های که از نوترون‎های حاصل از شکافت حرارتی به زیر MeV 1 کند می‎شوند.
حال تعداد نوترون به زیر MeV 1 کند می‎شوند و به عنوان یک نتیجه اساسی برخورد پراکندگی الاستیک با کند کننده، کند شدن ادامه می‎یابد. در طی فرایند کند شدن برخی از نوترون‎ها به بیرون راکتور نشت می‎کنند و بعضی از نوترون‎ها در رزونانس‎های گیراندازی می‎شوند. احتمال فرار از رزونانس، ، بصورت زیر تعریف می‎شود:
کسری از نوترون‎ها که از گیراندازی در رزونانس‎های در طی فرایند کند شدگی در راکتور فرار می‎کنند.