Кіріспе
Радиоактивті ыдыраудан туындаған жылу – радиоактивті ыдырау нәтижесінде бөлінетін жылу. Бұл жылу сәулеленудің материалдарға тигізетін әсерінің салдарынан пайда болады: альфа, бета немесе гамма сәулеленуінің энергиясы атомдардың жылулық қозғалысына айналады. Ыдырау жылуы Жердің пайда болуынан бері бастапқыда болған ұзақ өмір сүретін радиоизотоптардың ыдырауынан табиғи түрде пайда болады. Ядролық реакторлар саласында, реактор тоқтатылғаннан кейін де (SCRAM және ядролық тізбекті реакцияларға қараңыз) ыдырау жылуы өндіріледі және қуат өндірісі тоқтатылады. Фиссияда пайда болатын иод-131 сияқты қысқа өмір сүретін радиоизотоптардың ыдырауы тоқтатылғаннан кейін де біраз уақыт бойы жоғары қуатпен жалғасады. Жаңа тоқтатылған реакторда жылу өндірісінің басты себебі – фиссия фрагменттерінен жақында пайда болған жаңа радиоактивті элементтердің бета ыдырауы болып табылады. Сандық тұрғыдан алғанда, реактор тоқтатылған сәтте, егер реактор ұзақ және тұрақты қуат тарихына ие болса, осы радиоактивті көздерден бөлінетін ыдырау жылуы бұрынғы ядролық қуаттың 6,5% құрайды. Тоқтатылғаннан кейін шамамен 1 сағаттан соң ыдырау жылуы алдыңғы қуаттың 1,5% болады. Бір күннен кейін ыдырау жылуы 0,4%-ға төмендейді, ал бір аптадан кейін ол 0,2%-ға дейін жетеді. Ядролық қалдықтарда әртүрлі жартылай ыдырау кезеңдеріне ие радиоизотоптар болғандықтан, пайдаланылған отын таяқшаларында оларды одан әрі өңдеуге дейін кемінде бір жыл, көбінесе 10-20 жыл сумен толтырылған бассейнде сақтау қажеттігіне себеп болатын жеткілікті ыдырау жылуы өндіріледі. Дегенмен, осы уақытта өндірілген жылу тоқтатылғаннан кейінгі алғашқы аптада өндірілген жылудың шағын бөлігін (10%-дан кем) құрайды, немесе тіпті жеңіл су реакторында немесе сұйық металл жылдам реакторында негізгі құрылымдық зақымдануға (тозуға) әкелуі мүмкін. Зақымдалған реакторлық материалдан бөлінетін химиялық элементтер реакторды одан әрі зақымдауы мүмкін қосымша жарылғыш реакцияларға (бу немесе сутек) әкелуі мүмкін.
Decay heat is the heat released as a result of radioactive decay. This heat is produced as an effect of radiation on materials: the energy of the alpha, beta or gamma radiation is converted into the thermal movement of atoms. Decay heat occurs naturally from decay of long lived radioisotopes that are primordially present from the Earth's formation. In nuclear reactor engineering, decay heat continues to be generated after the reactor has been shut down (see SCRAM and nuclear chain reactions) and power generation has been suspended. The decay of the short lived radioisotopes such as iodine 131 created in fission continues at high power for a time after shut down. The major source of heat production in a newly shut down reactor is due to the beta decay of new radioactive elements recently produced from fission fragments in the fission process. Quantitatively, at the moment of reactor shutdown, decay heat from these radioactive sources is still 6.5% of the previous core power if the reactor has had a long and steady power history. About 1 hour after shutdown, the decay heat will be about 1.5% of the previous core power. After a day, the decay heat falls to 0.4%, and after a week, it will be only 0.2%. Because radioisotopes of all half life lengths are present in nuclear waste, enough decay heat continues to be produced in spent fuel rods to require them to spend a minimum of one year, and more typically 10 to 20 years, in a spent fuel pool of water before being further processed. However, the heat produced during this time is still only a small fraction (less than 10%) of the heat produced in the first week after shutdown.) or even major core structural damage (meltdown) in a light water reactor or liquid metal fast reactor. Chemical species released from the damaged core material may lead to further explosive reactions (steam or hydrogen) which may further damage the reactor.
Табиғи пайда болуы
Табиғи түрде пайда болатын ыдырау жылуы Жердің ішкі жылу бюджетінің маңызды бөлігін құрайды. Уран, торий және калийдің радиоактивті изотоптары осы ыдырау жылуының негізгі көздері болып табылады, ал осы радиоактивті ыдырау геотермальдық энергияның негізгі бастауы болып табылады. Ыдырау жылуы астрофизикалық құбылыстарда маңызды рөл атқарады. Мысалы, Ia типіндегі суперанновалардың жарық қисықтары никель мен кобальттың темірге ыдырауынан туындаған радиоактивті өнімдерден түсетін жылу есебінен қуаттанады деп жиі айтылады (Ia типіндегі жарық қисығы).
Пайдаланылған отын
Бір жыл өткен соң, әдеттегі пайдаланылған ядролық отын тоннасына шамамен 10 кВт ыдырау жылуы бөліп шығарады, ал он жылдан кейін шамамен 1 кВт/т дейін азаяды. Осылайша, пайдаланылған ядролық отынды бірнеше жыл бойы тиімді активті немесе пассивті салқындату қажет.