Przykłady nuklidów
Uran
Uran jest naturalnie występującym pierwiastkiem chemicznym o liczbie atomowej 92, co oznacza, że w strukturze atomowej ma 92 protony i 92 elektrony. Symbol chemiczny uranu to U. Uran występuje powszechnie na niskim poziomie (kilka ppm – części na milion) we wszystkich skałach, glebie, wodzie, roślinach i zwierzętach (w tym w ludziach). Uran występuje również w wodzie morskiej i może być z niej odzyskiwany. Znaczne stężenia uranu występują w niektórych substancjach, takich jak uraninit (najbardziej rozpowszechniona ruda uranu), złoża skał fosforanowych i inne minerały.
Uran naturalny składa się głównie z izotopu 238U (99,28%), dlatego masa atomowa pierwiastka uranu jest zbliżona do masy atomowej izotopu 238U (238,03u). Uran naturalny składa się również z dwóch innych izotopów: 235U (0,71%) i 234U (0,0054%). Obfitość izotopów w przyrodzie spowodowana jest różnicą w okresach półtrwania. Wszystkie trzy naturalnie występujące izotopy uranu (238U, 235U i 234U) są niestabilne. Z drugiej strony izotopy te (z wyjątkiem 234U) należą do nuklidów pierwotnych, ponieważ ich okres połowicznego zaniku jest porównywalny z wiekiem Ziemi (~4.5×109 lat dla 238U).
W reaktorach jądrowych musimy brać pod uwagę trzy sztuczne izotopy, 236U, 233U i 232U. Powstają one w wyniku transmutacji w reaktorach jądrowych z 235U i 232Th.
Ksenon
Ksenon jest naturalnie występującym pierwiastkiem chemicznym o liczbie atomowej 54, co oznacza, że w strukturze atomowej ma 54 protony i 54 elektrony. Symbolem chemicznym ksenonu jest Xe. Ksenon jest bezbarwnym, gęstym, bezwonnym gazem szlachetnym występującym w atmosferze ziemskiej w ilościach śladowych.
W przemyśle jądrowym, szczególnie sztuczny ksenon 135 ma ogromny wpływ na działanie reaktora jądrowego. Dla fizyków i operatorów reaktorów ważne jest zrozumienie mechanizmów, które wytwarzają i usuwają ksenon z reaktora, aby przewidzieć, jak reaktor zareaguje na zmiany poziomu mocy.
Innym ważnym izotopem jest ksenon 133, którego okres połowicznego zaniku wynosi 5,2 dnia, a jego obecność w chłodziwie reaktora wskazuje (wraz z ksenonem 135) na możliwość uszkodzenia okładzin paliwowych. Nowy defekt często powoduje skokowy wzrost jedynie aktywności Xe-133, mierzonej w chłodziwie reaktora. Wraz z powiększaniem się defektu wzrośnie szybkość uwalniania rozpuszczalnych, dłużej żyjących nuklidów, w szczególności I-131, I-134, Cs-134 i Cs-137.
Bor
Bor jest naturalnie występującym pierwiastkiem chemicznym o liczbie atomowej 5, co oznacza, że w strukturze atomowej znajduje się 5 protonów i 5 elektronów. Symbol chemiczny boru to B.
Naturalny bor składa się głównie z dwóch stabilnych izotopów, 11B (80,1%) i 10B (19,9%). W przemyśle jądrowym bor jest powszechnie stosowany jako pochłaniacz neutronów ze względu na wysoki przekrój poprzeczny neutronów izotopu 10B. Jego przekrój poprzeczny reakcji (n,alfa) dla neutronów termicznych wynosi około 3840 stodół (dla neutronu 0,025 eV). Izotop 11B ma przekrój absorpcyjny dla neutronów termicznych około 0,005 stodoły (dla neutronu 0,025 eV). Większość reakcji (n,alfa) neutronów termicznych to reakcje 10B(n,alfa)7Li, którym towarzyszy emisja gamma o energii 0,48 MeV.
Ponadto izotop 10B ma wysoki przekrój reakcji (n,alfa) w całym spektrum energetycznym neutronów. Przekroje większości innych pierwiastków stają się bardzo małe przy wysokich energiach, jak w przypadku kadmu. Przekrój poprzeczny 10B maleje monotonicznie z energią. Dla neutronów prędkich jego przekrój jest rzędu stodół.