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1定義

裂變產物(fission product) 又稱裂片核素(fession-debris nuclides),是235U、239Pu等在中子的轟擊下發生裂變生成的具有不同物理半衰期的許多种放射核素。它可以通過不同方式造成環境污染,並可直接吸入或者通過各種食物鏈進入人體內引起不同程度的內污染惑損傷效應。
通常指原始裂變產物即裂變碎片及由它衰變和吸收中子而得到的子體和產物。裂變碎片是由重核在中子作用下裂變分裂產生,它們的原子序數和質量都不相同。原始裂變產物只有少數幾種是穩定的,其餘均為巨放射性核素。原始裂變產物共有60多種核素,可分為輕組和重組。輕組質量數為66~117,重組為119~172。

2裂變產物

裂變產物包括從鋅(原子序數30)到釓(原子序數64)35種元素,約300多個核素,質量數分佈在72~160範圍內。燃耗深度為33000MWd/t(以鈾計)的壓水堆乏燃料,約含有裂變產物35kg/t。隨冷卻時間不同,其化學組成不同。通常乏燃料在冷卻150天後才處理,此時除氚、85Kr和129I外,氣體放射性裂變產物已衰變成穩定核素,131I也降低到允許水平。隨著冷卻期的增加,大多數裂變產物化學元素量變化不大。對於長半衰期裂片如137Cs,3H,147Pm,90Sr、99Tc要很長的冷卻期,它們的放射性才會有所下降。在冷卻10年後,氙、鋯、鉬、釹、銫和釕的數量約佔裂變產物總量的70%。有人提出用高斯分佈函數來描述裂變產物衰變鏈上電荷為Z(A固定)的碎片相對生成概率P(Z)(即分獨立產額):上式中ZP為該鏈中具有最高獨立產額的核的電荷數,C為經驗常數。低能中子誘發裂變和絕大多數自發裂變的質量分佈曲線呈雙峰狀,兩峰分別位於中子數N為幻數50和82附近。非對稱分裂的概率大,對稱分裂的概率很小。高能粒子誘發裂變和「冷裂變」的質量分佈曲線呈單峰狀,即對稱分裂佔優勢。

3組分

未分離的混合裂變產物包含有許多化學與物理性質不同的放射性核素。每一种放射性核素都按其固定的衰變規律不斷地發生衰變。因此,混合裂變產物的核素組分,將隨著裂變產物的冷卻時間兒改變。
早期混合裂變產物:一般將核爆炸新形成不久者成為早期混合裂變產物,因為其很快地局部沉降,又稱早期落下灰。
晚期混合裂變產物:將存放或在空中飄浮年月較久的混合裂變產物稱為晚期混合裂變產物,也稱延遲性落下灰。
在混合裂變產物中,由於一些短半衰期放射性核素的不斷衰變,長半衰期的放射性核素在混合裂變產物總活度中占的比例逐漸增大。裂變產物的組成、產額、總活度等與冷卻時間有關,與反應堆類型、核燃料種類、輻照時間等因素有關。

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