压水堆化学03
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核反应
原子核与原子核，或者原子核与其它粒子（例如中子、γ
光子等）之间的相互作用所引起的原子核的各种变化叫 做核反应。
核反应与核衰变的区别：自发与外在作用的区别变化范
围与程度相差很大。
3.核衰变 核衰变是放射性核素的特征核性质，在一般情况 下，不受外界条件，如温度、压力、电磁场等的 影响。 原子核放射出来的各种粒子称为核辐射。核衰变 可根据其发射的核辐射进行分类，最常见的有α衰 变、β衰变、γ衰变等。 自发裂变也是核衰变的一种，即原子核自发裂变 为两个或两个以上质量相近的核。
冷却剂温度对腐蚀产物的沉积也有很大影响。
一般说来，温度升高溶解度也随之增加，部分沉积物溶
解。95Zr和140Ba在较冷表面的沉积量比在较热表面要分 别高71倍和14倍，而温度对137Cs的沉积几乎没有影响 。但碘、钼等能以阴离子状态存在的核素的沉积量却随 温度升高而增加。
二、冷却剂中的裂变产物
图2-3-1是实测的压水堆中裂变产物γ射线能谱图， 其放射性主要由惰性气体裂变产物——氪和氙的各 种同位素产生，它们约占90%以上，碘的各种同位 素约占3%，铷-88约占1%，铯的各种同位素约小于 1% （1）放射性碘； （2）惰性气体裂变产物； （3）其它裂变产物。
（1）碘在水溶液中的形态 特性：浓度较高，易挥发，对人体的危害性大。 放射性碘在冷却剂中的浓度较高，且易挥发成为工 艺废气的主要成分之一，是压水堆厂房空气中（挥 发碘）对人体危害最大的核素。 正常运行时，由于冷却剂的泄露也会有少量的碘进 入安全壳的空气中，因而挥发性碘的去除是压水堆 厂房空气净化系统的首要任务，在压水堆核电站的 安全防护中占有重要地位。
应该指出，U235裂变反应成的稳定核素的量 要比放射性核素的量大得多，如稳定Kr与放 射性85Kr的质量比为49/0.3≈16。因此，在设 计各种工艺过程或进行有关实验时，不能忽 视化学性质相同的稳定同位素的存在。
2.结构材料腐蚀产物的活化 结构材料的腐蚀产物被中子活化，以沉淀形式附着 在管壁上，成为放射性物质的一个重要来源。
放射性原子核经过α衰变或β衰变将变成另一 种物质。例如，核素X的α衰变用下式表示
上式中Y为新产生的核素。
a衰变：
A Z
4 4 核 A 核 He(a ) Z2 2
或记为： 如
A Z
核
a
A4 Z 2
核
b衰变：又分为b， b及电子俘获三种： A b ： A 核 核 b Z Z 1
碘在气液两相的分配系数K分
在水冷堆化学工艺中，碘在气液两相的分配是一个重要 的研究课题。一般只有元素态碘的挥发具有实际意义，而其 余各种水解态碘的挥发可以忽视。
K分定义：平衡状态下，核素在液相与气相中的浓
度比。其值越大，碘挥发越少。 K分随溶液PH的增加和碘浓度的降低而升高。在 压水堆水溶液中碘的分配系数大于104。(通常为 避免碘的挥发，应该选择高PH值还原条件）。 当发生反应堆失水事故时，喷淋液中的NaOH大 大提高了碘的分配系数，对抑制碘的挥发有利 。
第二章
压水堆的放射性
第一节 核化学的基础知 识
一、核化学的基础知识
1.原子、原子核和核素 （1）原子核的组成
质子（数量 核外电子数 原子序数Z ) 原子核 中子（数量 原子量A 原子序数Z )
同一种元素可具有不同原子核：如 天然存在的铀元素，有中子数分别 为142、143、146三种原子核。
γ射线：不带电的中性粒子，它不能使物质直 接电离和激发。它与物质作用有三种主要形 式，即光电效应、康普顿效应和电子对效应 。
各种射线的生理作用特征
α粒子是带正电的高能粒子（He原子核）。α 粒子在介质中运行，迅速失去能量，不能穿 透很远。但是，在穿入组织（即使是不能深 入）时也能引起组织的损伤。α粒子通常被人 体外层坏死肌肤完全吸收，α粒子释放出的放 射性同位素在人体外部不构成危险。然而， 它们一旦被吸入或注入，那将是十分危险。α 粒子能被一张薄纸阻挡。
铀－锕系: 铀－锕系衰变的起始核是铀的一种同位素铀235， 共经过11次连续衰变，其中7次是α衰变和4次β衰变，终核 是稳定核素铅-207。 镎系: 新发现的镎系起始核是钚-241，此放射系共经过13 次连续衰变，包括8次α衰变和5次β衰变。终核是由半衰期 为3.25小时的铅的同位素铅209衰变后得到的稳定核素-209。
天然放射性同位素：存在于自然界中的放射性同位素，最 具代表性的有三个，铀系（也称铀-镭系）、锕系（也称 锕铀系）、钍系。又称为铀钍放射系。 放射性同位素是不稳定的，它会 “变”，即核衰变。放射性同位素 在进行核衰变的时候，可放射出α 射线、 β射线、γ射线和电子俘获等。 核衰变:放射性同位 素的原子核很不 稳定，会不间断地、自发地放射出 射线，直至变成另一种稳定同位素。
7 4 7 3 K
18
F 0 b
β 18
b衰变
b衰变
* A 核 g衰变： Z 核 h A Z
Dy 1.2MeV 如： Dy
152 * 152 66 66
A Z
核
A * 表示 Z
核 的“激发态”
3.放射性衰变规律
放射性原子核的衰变是一个统计过程，其衰 变率dN/dt和核素的数目N成正比，即
dN N dt
λ：衰变常数。
t=0时，N=N0，将上式积分，可得：
N N0 e
t
半衰期：某 种放射性同 位素衰变掉 一半所需的 时间，叫做 该同位素的 半衰期T1/2。
1个半衰期
2个半衰期
3个半衰期
4个半衰期
三、放射性对物质的作用
带电粒子：不稳定核衰变时放射出来的带电 粒子（如α、β）和物质的相互作用主要是电 离、激发、散射和吸收。带电粒子与物质的 相互作用还会产生次级辐射，如轫致辐射等；
同质异位素：具有相同的质量数，而原子序数不同 ，在周期表上不在同一位置的核素。如：
同中子异位素：具有相同的中子数，其质量数不同 ，原子序数也不同的一类核素。 如 ：
58 26
Fe32
59 27
Co32
同质异能素：具有相同的质量数和原子序数（同核 ），处于不同核能态的一类核素，被称为同质异能 素。 60 60m
天然放射性元素：镭
铀－镭系: 镭系的原始核是铀-238，它共经过14次连续衰 变，包括8次发射α粒子的衰变和6次发射β粒子的衰变，最 后衰变为成为不带放射性的稳定核素铅-206 。 *居里夫妇所发现的镭及氡都是这个衰变链的中间产物，故放也称为
铀—镭系．
钍系: 钍系衰变系的起始核是钍212，共经过10次连续衰变， 包括6次α衰变，4次β衰变，最后衰变成的终核是稳定核素 铅208 。
第三节 压水堆放射性物 质的来源
一、堆芯放射性积累
1.来自燃料中的裂变产物 反应堆运行过程中，堆芯就是一个巨大的放射性源， 放射性不断由裂变和中子活化反应生成，又不断因 衰变而减少。
反应堆运行过程中产生的大量裂变产物，以及依照各自
的衰变规律递次转换成新的核素； 重核的中子吸收反应造成的新的更重的核，它们因中子 过剩发生一系列衰变。
（2）核素及其表达形式
核素(nuclide)：具有一定中子数、质子数和一定能量 状态的原子核。
质量数＝Z(质子数) ＋N(中子数) 元素符号
A Z
X
能态
电荷数Z(质 子数)
A Z
X
m N
中子数
（3）核素的分类
同位素(isotope)：电荷数相同质量数不同的核素。
1 例： 1 H （氕） 2 1 H （氘） 3 1 H （氚）
放射性元素铀
在铀的三种同位素中，238U是天然铀中含量最多
（99.28%），寿命最长（238U的T1/2约4.51 × 109a）的同位素。它本身不能做核燃料，其与中 子作用后经两次β衰变，变为可裂变的原子核钚239，即可做核燃料又可用来制造核武器。 在天然铀中含量只0.714%的一种裂变物质铀235，在慢中子作用下会发生裂变，引发系列核 反应。 在天然铀中还含有少量铀-234，由于是铀-238衰 变子体，因此不能与铀-238完全分离。
（2）冷却剂中的惰性气体裂变产物 在所有裂变产物中，惰性气体在冷却剂中的浓度最 高，除了贮存衰变之外，目前还没有更好的方法处 理这些气体。 长半衰期的85Kr（T1/2=10.8年）和半衰期较长的 133Xe（T =5.27天）就成了压水堆核电站环境污染 1/2 的主要因素。 另一方面，就放射性对人体的危害来说，放射性惰 性气体与碘相比，危害性要低得多，且不会与其它 物质相互作用，不会吸附在器壁上，只有在有自由 液面存在的情况下才会从水溶液中逸出。 不过在研究中，通常认为它们完全挥发入气相中。
冷却剂中的硼酸以及一些有机物对碘的分配系数的影 响很大，因为有机碘（主要是CH3I）的挥发要比元素 碘大得多。 在高温高压沸腾条件下，碘的分配系数随着碘浓度的 降低以及溶液温度的升高，碘的水解加剧（水解主要 产物HIO、IO-3碘酸根离子等），当温度高于100度， 碘浓度低于10-5mol/L时，水解率达到100%，这时 HIO成了碘的主要挥发形态。 实际上，蒸发过程中的雾沫夹带会造成碘向蒸汽的转 移，并且往往成为蒸汽被碘污染的主要原因，所以应 同时考虑挥发与雾沫夹带的影响。
表2-3-3援引了压水堆冷却剂中所发生的核反应及产物特
征，其中可以看出腐蚀产物的活化占据了大部分，而且 其半衰期较长。
活化腐蚀产物的沉积作用因核素和金属表面状况不 同而有很大差异。如:
裂变产物在不锈钢表面的沉积率比碳钢表面高，在未氧
化表面的沉积率又比在氧化表面高，Mo、Y、Te等核素 在金属表面的吸附特别强。 美国原子能委员会压水堆设计手则规定，对Mo、Te的沉 积系数（沉积量与循环量之比）取100，对Y取10，这些 核素尤其易于在镍基合金表面沉积。
β射线比α射线更具有穿透力，但在穿过同样 距离，其引起的损伤更小。一些β射线能穿透 皮肤，引起放射伤害。但是它一旦进入体内 引起的危害更大。β粒子能被一张几毫米厚的 铝箔完全阻挡. γ射线既不带电荷，又无质量，但具有很强穿 透力，能轻易穿透人的身体，对人体造成危 害。几英尺厚的混凝土能阻挡γ射线。
(e )
反中微子
N b 如： C A A 核 核 b b： Z Z 1
14 β 14 6 7
(e )
中微子 如： A 电子俘获(EC)：A Z1 核 Z核 e Be e Li 如：
9 8
序数相同，在元素周期表上 占有同一位置。 核外电子数相同，其物理、 化学性质极相近，但核性质差 别可能很大。如氚能放出β射 线，而氢和氘是稳定的。
同位素有放射性同位素和稳定同位素。
放射性同位素:具有放射性的同位素，又分作天然放射 性同位素和人工放射性同位素。
稳定同位素:不具有放射性的同位素。
轻同位素：在周期表内占较前位的元素，原子序数较小 的同位素。如6Li和7Li. 重同位素：在周期表内占较后位的元素，原子序数较大 的同位素。如235U和238U。
经过几个换料周期后，堆芯放射性将程度不同地处 于某种平衡态
对100万兆瓦水冷堆换料前堆芯放射性活度积 累进行检测发现，堆芯放射性累积量非常大。由
于大部分裂变产物的半衰期很短，所以停堆后堆芯 放射性强度很快降低。
裂变产物进入冷却剂的主要途径：
包壳是反应堆的第一道屏障，能穿透燃料包壳进
入冷却剂的裂变产物中只有氚。 但其它的裂变产物则可能通过千分之几比率以下 的燃料包壳缺陷进入冷却剂。 制造过程中粘附在包壳外表的燃料元素以及堆芯 结构材料本身也含有微量的天然铀，其裂变后的 产物也会进入冷却剂。
放射性元素钍
232 90
Th
钍-232在反应堆内经中子照射后，再经两次β衰
变即可得到铀-233。也可用作核燃料。
放射性元素镭
226 88
Ra
镭-226是最早发现的天然放射性元素之一，在铀
工业发展早期从铀矿中提取镭比提取铀更重要。 镭曾广泛地被用作放射性治疗的γ 辐射源和钟表 的夜光粉。
人工放射性同位素：用人工方法（例如：用反应堆、加速器等） 制造出来的放射性同位素。人工放射性同位素在不同领域中得 到广泛应用。
原子核与原子核，或者原子核与其它粒子（例如中子、γ
光子等）之间的相互作用所引起的原子核的各种变化叫 做核反应。
核反应与核衰变的区别：自发与外在作用的区别变化范
围与程度相差很大。
3.核衰变 核衰变是放射性核素的特征核性质，在一般情况 下，不受外界条件，如温度、压力、电磁场等的 影响。 原子核放射出来的各种粒子称为核辐射。核衰变 可根据其发射的核辐射进行分类，最常见的有α衰 变、β衰变、γ衰变等。 自发裂变也是核衰变的一种，即原子核自发裂变 为两个或两个以上质量相近的核。
冷却剂温度对腐蚀产物的沉积也有很大影响。
一般说来，温度升高溶解度也随之增加，部分沉积物溶
解。95Zr和140Ba在较冷表面的沉积量比在较热表面要分 别高71倍和14倍，而温度对137Cs的沉积几乎没有影响 。但碘、钼等能以阴离子状态存在的核素的沉积量却随 温度升高而增加。
二、冷却剂中的裂变产物
图2-3-1是实测的压水堆中裂变产物γ射线能谱图， 其放射性主要由惰性气体裂变产物——氪和氙的各 种同位素产生，它们约占90%以上，碘的各种同位 素约占3%，铷-88约占1%，铯的各种同位素约小于 1% （1）放射性碘； （2）惰性气体裂变产物； （3）其它裂变产物。
（1）碘在水溶液中的形态 特性：浓度较高，易挥发，对人体的危害性大。 放射性碘在冷却剂中的浓度较高，且易挥发成为工 艺废气的主要成分之一，是压水堆厂房空气中（挥 发碘）对人体危害最大的核素。 正常运行时，由于冷却剂的泄露也会有少量的碘进 入安全壳的空气中，因而挥发性碘的去除是压水堆 厂房空气净化系统的首要任务，在压水堆核电站的 安全防护中占有重要地位。
应该指出，U235裂变反应成的稳定核素的量 要比放射性核素的量大得多，如稳定Kr与放 射性85Kr的质量比为49/0.3≈16。因此，在设 计各种工艺过程或进行有关实验时，不能忽 视化学性质相同的稳定同位素的存在。
2.结构材料腐蚀产物的活化 结构材料的腐蚀产物被中子活化，以沉淀形式附着 在管壁上，成为放射性物质的一个重要来源。
放射性原子核经过α衰变或β衰变将变成另一 种物质。例如，核素X的α衰变用下式表示
上式中Y为新产生的核素。
a衰变：
A Z
4 4 核 A 核 He(a ) Z2 2
或记为： 如
A Z
核
a
A4 Z 2
核
b衰变：又分为b， b及电子俘获三种： A b ： A 核 核 b Z Z 1
碘在气液两相的分配系数K分
在水冷堆化学工艺中，碘在气液两相的分配是一个重要 的研究课题。一般只有元素态碘的挥发具有实际意义，而其 余各种水解态碘的挥发可以忽视。
K分定义：平衡状态下，核素在液相与气相中的浓
度比。其值越大，碘挥发越少。 K分随溶液PH的增加和碘浓度的降低而升高。在 压水堆水溶液中碘的分配系数大于104。(通常为 避免碘的挥发，应该选择高PH值还原条件）。 当发生反应堆失水事故时，喷淋液中的NaOH大 大提高了碘的分配系数，对抑制碘的挥发有利 。
第二章
压水堆的放射性
第一节 核化学的基础知 识
一、核化学的基础知识
1.原子、原子核和核素 （1）原子核的组成
质子（数量 核外电子数 原子序数Z ) 原子核 中子（数量 原子量A 原子序数Z )
同一种元素可具有不同原子核：如 天然存在的铀元素，有中子数分别 为142、143、146三种原子核。
γ射线：不带电的中性粒子，它不能使物质直 接电离和激发。它与物质作用有三种主要形 式，即光电效应、康普顿效应和电子对效应 。
各种射线的生理作用特征
α粒子是带正电的高能粒子（He原子核）。α 粒子在介质中运行，迅速失去能量，不能穿 透很远。但是，在穿入组织（即使是不能深 入）时也能引起组织的损伤。α粒子通常被人 体外层坏死肌肤完全吸收，α粒子释放出的放 射性同位素在人体外部不构成危险。然而， 它们一旦被吸入或注入，那将是十分危险。α 粒子能被一张薄纸阻挡。
铀－锕系: 铀－锕系衰变的起始核是铀的一种同位素铀235， 共经过11次连续衰变，其中7次是α衰变和4次β衰变，终核 是稳定核素铅-207。 镎系: 新发现的镎系起始核是钚-241，此放射系共经过13 次连续衰变，包括8次α衰变和5次β衰变。终核是由半衰期 为3.25小时的铅的同位素铅209衰变后得到的稳定核素-209。
天然放射性同位素：存在于自然界中的放射性同位素，最 具代表性的有三个，铀系（也称铀-镭系）、锕系（也称 锕铀系）、钍系。又称为铀钍放射系。 放射性同位素是不稳定的，它会 “变”，即核衰变。放射性同位素 在进行核衰变的时候，可放射出α 射线、 β射线、γ射线和电子俘获等。 核衰变:放射性同位 素的原子核很不 稳定，会不间断地、自发地放射出 射线，直至变成另一种稳定同位素。
7 4 7 3 K
18
F 0 b
β 18
b衰变
b衰变
* A 核 g衰变： Z 核 h A Z
Dy 1.2MeV 如： Dy
152 * 152 66 66
A Z
核
A * 表示 Z
核 的“激发态”
3.放射性衰变规律
放射性原子核的衰变是一个统计过程，其衰 变率dN/dt和核素的数目N成正比，即
dN N dt
λ：衰变常数。
t=0时，N=N0，将上式积分，可得：
N N0 e
t
半衰期：某 种放射性同 位素衰变掉 一半所需的 时间，叫做 该同位素的 半衰期T1/2。
1个半衰期
2个半衰期
3个半衰期
4个半衰期
三、放射性对物质的作用
带电粒子：不稳定核衰变时放射出来的带电 粒子（如α、β）和物质的相互作用主要是电 离、激发、散射和吸收。带电粒子与物质的 相互作用还会产生次级辐射，如轫致辐射等；
同质异位素：具有相同的质量数，而原子序数不同 ，在周期表上不在同一位置的核素。如：
同中子异位素：具有相同的中子数，其质量数不同 ，原子序数也不同的一类核素。 如 ：
58 26
Fe32
59 27
Co32
同质异能素：具有相同的质量数和原子序数（同核 ），处于不同核能态的一类核素，被称为同质异能 素。 60 60m
天然放射性元素：镭
铀－镭系: 镭系的原始核是铀-238，它共经过14次连续衰 变，包括8次发射α粒子的衰变和6次发射β粒子的衰变，最 后衰变为成为不带放射性的稳定核素铅-206 。 *居里夫妇所发现的镭及氡都是这个衰变链的中间产物，故放也称为
铀—镭系．
钍系: 钍系衰变系的起始核是钍212，共经过10次连续衰变， 包括6次α衰变，4次β衰变，最后衰变成的终核是稳定核素 铅208 。
第三节 压水堆放射性物 质的来源
一、堆芯放射性积累
1.来自燃料中的裂变产物 反应堆运行过程中，堆芯就是一个巨大的放射性源， 放射性不断由裂变和中子活化反应生成，又不断因 衰变而减少。
反应堆运行过程中产生的大量裂变产物，以及依照各自
的衰变规律递次转换成新的核素； 重核的中子吸收反应造成的新的更重的核，它们因中子 过剩发生一系列衰变。
（2）核素及其表达形式
核素(nuclide)：具有一定中子数、质子数和一定能量 状态的原子核。
质量数＝Z(质子数) ＋N(中子数) 元素符号
A Z
X
能态
电荷数Z(质 子数)
A Z
X
m N
中子数
（3）核素的分类
同位素(isotope)：电荷数相同质量数不同的核素。
1 例： 1 H （氕） 2 1 H （氘） 3 1 H （氚）
放射性元素铀
在铀的三种同位素中，238U是天然铀中含量最多
（99.28%），寿命最长（238U的T1/2约4.51 × 109a）的同位素。它本身不能做核燃料，其与中 子作用后经两次β衰变，变为可裂变的原子核钚239，即可做核燃料又可用来制造核武器。 在天然铀中含量只0.714%的一种裂变物质铀235，在慢中子作用下会发生裂变，引发系列核 反应。 在天然铀中还含有少量铀-234，由于是铀-238衰 变子体，因此不能与铀-238完全分离。
（2）冷却剂中的惰性气体裂变产物 在所有裂变产物中，惰性气体在冷却剂中的浓度最 高，除了贮存衰变之外，目前还没有更好的方法处 理这些气体。 长半衰期的85Kr（T1/2=10.8年）和半衰期较长的 133Xe（T =5.27天）就成了压水堆核电站环境污染 1/2 的主要因素。 另一方面，就放射性对人体的危害来说，放射性惰 性气体与碘相比，危害性要低得多，且不会与其它 物质相互作用，不会吸附在器壁上，只有在有自由 液面存在的情况下才会从水溶液中逸出。 不过在研究中，通常认为它们完全挥发入气相中。
冷却剂中的硼酸以及一些有机物对碘的分配系数的影 响很大，因为有机碘（主要是CH3I）的挥发要比元素 碘大得多。 在高温高压沸腾条件下，碘的分配系数随着碘浓度的 降低以及溶液温度的升高，碘的水解加剧（水解主要 产物HIO、IO-3碘酸根离子等），当温度高于100度， 碘浓度低于10-5mol/L时，水解率达到100%，这时 HIO成了碘的主要挥发形态。 实际上，蒸发过程中的雾沫夹带会造成碘向蒸汽的转 移，并且往往成为蒸汽被碘污染的主要原因，所以应 同时考虑挥发与雾沫夹带的影响。
表2-3-3援引了压水堆冷却剂中所发生的核反应及产物特
征，其中可以看出腐蚀产物的活化占据了大部分，而且 其半衰期较长。
活化腐蚀产物的沉积作用因核素和金属表面状况不 同而有很大差异。如:
裂变产物在不锈钢表面的沉积率比碳钢表面高，在未氧
化表面的沉积率又比在氧化表面高，Mo、Y、Te等核素 在金属表面的吸附特别强。 美国原子能委员会压水堆设计手则规定，对Mo、Te的沉 积系数（沉积量与循环量之比）取100，对Y取10，这些 核素尤其易于在镍基合金表面沉积。
β射线比α射线更具有穿透力，但在穿过同样 距离，其引起的损伤更小。一些β射线能穿透 皮肤，引起放射伤害。但是它一旦进入体内 引起的危害更大。β粒子能被一张几毫米厚的 铝箔完全阻挡. γ射线既不带电荷，又无质量，但具有很强穿 透力，能轻易穿透人的身体，对人体造成危 害。几英尺厚的混凝土能阻挡γ射线。
(e )
反中微子
N b 如： C A A 核 核 b b： Z Z 1
14 β 14 6 7
(e )
中微子 如： A 电子俘获(EC)：A Z1 核 Z核 e Be e Li 如：
9 8
序数相同，在元素周期表上 占有同一位置。 核外电子数相同，其物理、 化学性质极相近，但核性质差 别可能很大。如氚能放出β射 线，而氢和氘是稳定的。
同位素有放射性同位素和稳定同位素。
放射性同位素:具有放射性的同位素，又分作天然放射 性同位素和人工放射性同位素。
稳定同位素:不具有放射性的同位素。
轻同位素：在周期表内占较前位的元素，原子序数较小 的同位素。如6Li和7Li. 重同位素：在周期表内占较后位的元素，原子序数较大 的同位素。如235U和238U。
经过几个换料周期后，堆芯放射性将程度不同地处 于某种平衡态
对100万兆瓦水冷堆换料前堆芯放射性活度积 累进行检测发现，堆芯放射性累积量非常大。由
于大部分裂变产物的半衰期很短，所以停堆后堆芯 放射性强度很快降低。
裂变产物进入冷却剂的主要途径：
包壳是反应堆的第一道屏障，能穿透燃料包壳进
入冷却剂的裂变产物中只有氚。 但其它的裂变产物则可能通过千分之几比率以下 的燃料包壳缺陷进入冷却剂。 制造过程中粘附在包壳外表的燃料元素以及堆芯 结构材料本身也含有微量的天然铀，其裂变后的 产物也会进入冷却剂。
放射性元素钍
232 90
Th
钍-232在反应堆内经中子照射后，再经两次β衰
变即可得到铀-233。也可用作核燃料。
放射性元素镭
226 88
Ra
镭-226是最早发现的天然放射性元素之一，在铀
工业发展早期从铀矿中提取镭比提取铀更重要。 镭曾广泛地被用作放射性治疗的γ 辐射源和钟表 的夜光粉。
人工放射性同位素：用人工方法（例如：用反应堆、加速器等） 制造出来的放射性同位素。人工放射性同位素在不同领域中得 到广泛应用。