重同位素

重同位素燃耗鏈及裂變產物鏈

在反應堆的運行中，核燃料中易裂變同位素不斷地燃耗，根據粗略的估計，一個電功率為1000MW的核電廠每天大約要消耗3kg左右的

.另一方面可轉換材料（如

或

）俘獲中子後又轉換成易裂變同位素（如

或

），同時由於裂變將產生300多種裂變產物。因此，核燃料中各種重同位素的成分及其核密度將隨反應堆的運行時間不斷地變化，核燃料的燃耗鏈與所採用燃料循環類型有關。右圖給出目前熱中子反應堆的鈾-鈽燃料循環過程中的燃耗鏈圖。

應該指出，上圖所列出的燃耗鏈是經過了簡化了的，只是保留了工程計算中有重要意義的一些核素，略去了一些半衰期比較短或者吸收截面比較小的中間元素的作用。

對於裂變產物鏈，情況更為複雜。我們把由裂變反應直接產生的裂變碎片以及隨後這些碎片經過放射性衰老形成的各種同位素統稱為裂變產物，它大約包括有300多種放射性及穩定同位素。因此，要分別計算它們的濃度變化及其對反應性的影響是一件極其複雜而且計算量巨大的工作。在工程中，計算時一般只選取其中吸收截面大或裂變產額較大的一些主要同位素

，

等（它們吸收截面都大於

），單獨進行計算，把其它的裂變產物按照其截面大小及濃度隨時間的變化特性歸併成兩組“假想的集總裂變產物”（FP）；一組是吸收截面相對大一點，其濃度隨運行時間的增加而緩慢的趨於飽和的，稱之為慢飽和裂變產物（SSFP），另一組是截面很小的非飽和裂變產物（NSFP）。對這兩組假想的裂變產物的產額及截面做如下處理：

，而假想吸收則可根據經驗數據或用該組裂變產物的吸收截面對其裂變產額進行加權平均而近似求得。