Кіріспе

Ядролық бөліну нәтижелерінің талдауы

Бұл бетте, ең көп қолданылатын ядролық отындар – уран мен плутонийдің ядролық бөлінуінен пайда болатын бөліну өнімдері қоспасындағы негізгі элементтер қарастырылады. Изотоптар элементтер бойынша, атомдық нөмірінің өсу ретімен тізімделген. Ядролық реакторларда және атом бомбаларында ядролық отынның нейтрондарды сіңіруі актинидтер мен трансуран элементтерін (бұл тізімде келтірілмеген) тудырады. Бұлар пайдаланылған ядролық отын мен ядролық жауын-шашынның бөліну өнімдерімен бірге табылады. Ядролық реактор материалдарының (қорғаныш қабаттары, қаптамалар және т.б.) немесе қоршаған ортаның (теңіз суы, топырақ және т.б.) нейтрондарды сіңіруі белсенділену өнімдерін тудырады (бұл тізімде келтірілмеген). Олар пайдаланылған ядролық реакторларда және ядролық жауын-шашында кездеседі. Бөліну оқиғаларының шағын, бірақ назарға алынарлық үлесі екі емес, үш бөліну өнімін (нейтрондар мен суатомдық бөлшектерді есептемегенде) тудырады. Бұл үштік бөліну әдетте гелий сияқты өте жеңіл ядроны (үштік бөлінулердің шамамен 80% альфа бөлшегін тудырады) немесе сутекті (қалған бөлігінің көпшілігі тритийді, ал аздаған мөлшерде дейтерий мен протийді тудырады) үшінші өнім ретінде шығарады. Бұл жеңіл су реакторларындағы тритийдің басты көзі. Тритийдің тағы бір көзі – гелий-6, ол бірден (тұрақты) литий-6-ға ыдырайды. Литий-6 нейтрондармен бомбаланғанда тритийді тудырады және коммерциялық немесе әскери мақсатта өндірілетін тритийдің маңызды көздерінің бірі болып табылады. Егер ядролық қайта өңдеудің алғашқы немесе жалғыз қадамы сулы ерітінді болса (PUREX сияқты), онда проблема туындайды, себебі тритийдің ластануын тек қымбат изотоптарды бөлу арқылы ғана судан жоюға болады. Сонымен қатар, ядролық реактордың жұмысына қатысатын бос нейтрондардың өте аз бөлігі, басқа нәрселермен өзара әрекеттеспей тұрып, протон мен бета-бөлшекке ыдырайды. Бұл көзден алынған протондар үштік бөлінуден немесе салқындатқыш судың радилизінен алынған протондардан ажыратылмайтындықтан, олардың жалпы үлесін анықтау қиын.

Германиум-72, 73, 74, 76

Егер 75-германиум өндірілсе, ол тез арада мырышқа ыдырайды. Германиум-76 негізінен тұрақты, тек өте баяу қос бета ыдырауы арқылы ыдырайды.

Арсен-75

Арсен радиологиялық қауіп төндірмесе де, химиялық жағынан өте улы. Арсеннен құтылу қажет болса (оның қандай екені маңызды емес), оның жалғыз тұрақты изотопын термиялық нейтрондармен сәулелендіру нәтижесінде қысқа ғұмырлы пайда болады, ол тез тұрақты күйге айналады. Егер арсен жеткілікті мөлшерде жылдам нейтрондармен сәулелендіріліп, айқын "нокаут" (n,2n) тіпті (n,3n) реакцияларын тудырса, германий изотоптары пайда болады.

Селен-77, 78, 79, 80, 82

Се 79, 327 мың жылдық жартылай ыдырау периодына ие, бөліну нәтижесінде пайда болатын ұзақ өмір сүретін изотоптардың бірі. Оның келесі жеңіл және ауыр изотоптарының тұрақтылығы мен әртүрлі нейтрондық реакциялардағы олардың жоғары қимасы ескерілгенде, салыстырмалы түрде төмен шығым Се 79 реакторда айтарлықтай жойылғандығынан туындауы мүмкін.

Бром-81

Басқа тұрақты изотоптың одан нейтронға бай изобарының ұзақ жартылай ыдырау периоды оны "көлеңкелейді".

Криптон-83, 84, 85, 86-шы сандар

Криптон-85, 10,76 жылдық жартылай ыдырау мерзіміне ие, 0,3% ыдырау өнімділігімен жүретін ыдырау процесі арқылы түзіледі. 85 массалық саны бар ыдырау өнімдерінің бар болғаны 20% 85Kr-ға айналады; қалғаны қысқа ғұмырлы ядролық изомерден өтіп, содан кейін тұрақты 85Rb-ға айналады. Сәулеленген реактор отыны қайта өңделген жағдайда, бұл радиоактивті криптон ауаға шығуы мүмкін. Бұл криптон шығарылымын жасырын ядролық қайта өңдеуді анықтау үшін пайдалануға болады. Нақтырақ айтқанда, анықталатын кезең – пайдаланылған ядролық отынды азот қышқылында еріту, себебі осы кезеңде криптон және басқа ыдырау газдары, мысалы, көптеп кездесетін ксенон шығарылады. Криптон-85-тің өнеркәсіптік қолданылуына және криптон мен ксенонның салыстырмалы түрде жоғары бағасына қарамастан, олар қазіргі уақытта пайдаланылған отыннан айтарлықтай мөлшерде алынбайды, тіпті криптон мен ксенон екеуі де сұйық азот температурасында қатты болатындықтан, волокисдеу процесінің түтін газын сұйық азотпен салқындатса, суық тұзаққа түсіп қалуы мүмкін. Газдардың белгілі бір шектен артуы отын шоғының ісінуіне және тіпті тесілуіне әкелуі мүмкін, сондықтан отынды реактордан шығарғаннан кейін ыдырау газдарын өлшеу, отынның жануын есептеу, реактор ішіндегі отынның сипатын зерттеу, шоқ материалдарымен өзара әрекеттесуін, отынды тиімді пайдалану және реактор қауіпсіздігі үшін маңызды. Сонымен қатар, олар ядролық реакторда нейтрондық у болып табылады, бірақ ксенон изотоптары сияқты күшті емес, яғни ыдырау арқылы түзілетін басқа бір асыл газ.

Рубидий-85, 87

Рубидий 87 өте ұзақ жартылай ыдырау мерзіміне ие, сондықтан ол іс жүзінде тұрақты (Жердің жасынан да ұзақ). Рубидий 86 тікелей өндірілсе, Рубидий 87-де (n,2n) реакциялары арқылы немесе Рубидий 85-те нейтрон ұстау арқылы пайда болса, тұрақты Стронций 86-ға жылдам ыдырайды.

Стронций-88, 89, 90

Стронцийдің радиоизотоптары өте маңызды, себебі стронций – кальцийдің ұқсас нұсқасы болып, сүйек тінінің өсуіне еніп, адам организміне зиян келтіру қабілеті жоғары. Екінші жағынан, бұл 89Sr-ді сүйек ісіктерінің ашық сәулелік терапиясында пайдалануға мүмкіндік береді. Көбінесе бұл паллиативтік күтімде сүйектегі екіншілік ісіктерден туындаған ауырсынды азайту үшін қолданылады. Стронций-90 – 28,8 жылдық жартылай ыдырау периоды бар күшті бета-эмиттер. Оның ядролық бөліну өнімдерінің мөлшері бөлінетін нуклидтің массасы артаған сайын төмендейді; одан ауыр нуклидтердің бөлінуі жеңілдеріне қарағанда көп. МАГАТЭ Чернобыль аймағындағы 90Sr ластану картасын жариялаған. Өте төмен нейтронды сіңіру қимасынан Strontium-90 термиялық нейтрондармен шақырылған ядролық трансмутацияға жарамсыз. Стронций-90 бұрын радиоизотоптық термоэлектр генераторларында (РТГ) қолданылған, себебі оның қуат тығыздығы салыстырмалы түрде жоғары (металл үшін 0,95 Вт/г, әдетте қолданылатын инертті перовскит түрі – стронций титанаты үшін 0,46 Вт/г) және ол пайдаланылған отыннан оңай алынады (туған стронций металлы мен стронций оксиді сумен реакцияласып, ерігіш стронций гидроксидін құрайды). Алайда, бұрын РТГ қызмет көрсеткен желіден тыс қолданыстар үшін жаңаруға қабілетті энергияның көбеюі және «жетім» көздерге қатысты алаңдаушылық РТГ-де оны толығымен қолданудан бас тартуға әкелді. РТГ үшін қалған аз ғана (көбінесе ғарышқа негізделген) қолданыстар көбінесе 238Pu (плутоний-238) арқылы қамтамасыз етіледі, оның құны жоғары болғанымен, қуат тығыздығы жоғары, жартылай ыдырау периоды ұзақ және альфа-эмиттер болғандықтан қорғау оңай, ал стронций-90 бета-эмиттер болып табылады.

Иттрий-88-91

Жалғыз тұрақты иттрий изотопы 89Y, айлар немесе жылдар бойы тозуға рұқсат етілген бөліну өнімдері қоспасында 1%-дан кем мөлшерде табылады, себебі ең ұзақ өмір сүретін иттрий изотоптарының жартылай ыдырау периоды 107 күн (88Y) немесе 59 күн (91Y) ғана. Дегенмен, егер осы екі элемент бір-бірінен бөлінбесе, иттрий-90 өзінің ата-анасы стронций-90-пен секулярлық тепе-теңдікте болады. 90Sr, 2,67 күн жартылай ыдырау периодымен бета-сәуле шығаратын 90Y-ға ыдырайды. 90Y кейде медициналық мақсаттар үшін қолданылады және оны тұрақты 89Y-ды нейтрондық белсендіру арқылы немесе «технеций сиыры» сияқты құрылғыны пайдалану арқылы алуға болады. Тұрақсыз иттрий изотоптарының жартылай ыдырау периоды аз болғандықтан (ең ұзағы 106 күн), стронцийден тазартылған, орташа ескірген отыннан алынған иттрийдің радиоактивтілігі өте төмен. Алайда, күшті гамма-сәуле шығарушы, оның аталық нуклиді бар болғанша қалады. Егер радиоактивті емес иттрий үлгісі қажет болса, стронцийдің барлық іздерін жойып, қысқа өмір сүретін Y-90 (64 сағат жартылай ыдырау периоды) ыдырауына жеткілікті уақыт беру қажет, содан кейін ғана өнімді қолдануға болады.

Цирконий-90-96 дейін

Зирконийдің маңызды мөлшері ядролық бөліну процесінде түзіледі; оның бір бөлігі аз өмір сүретін радионуклидтерден (95Zr және 97Zr, олар молибденге ыдырайды), ал жылдар бойы ыдырағаннан кейін ядролық бөліну өнімдерінің қоспасының шамамен 10% цирконийдің бес тұрақты немесе дерлік тұрақты изотоптарынан және 1.53 миллион жылдық жартылай өмірге ие 93Zr-ден тұрады, ол 7 негізгі ұзақ өмір сүретін ядролық бөліну өнімдерінің бірі. Зирконийдің нейтрондарды сіңіру қимасы төмен болғандықтан, ол отын таяқшаларын қаптау үшін кеңінен қолданылады. Дегенмен, цирконийдің шағын бөлігі нейтрондарды сіңіріп алып, радиоактивті цирконий изотоптарының жалпы санына үлес қосады. Zircalloy қаптамасын жиі қайта пайдаланбайды, сондай-ақ ядролық бөліну өнімдерінен алынған цирконийді де қайта пайдаланбайды, өйткені оның салыстырмалы түрде әлсіз радиоактивтілігі ядролық реактор ішінде елеулі мәселе тудырмас еді. Жоғары шығымдылығы мен ұзақ өмір сүруіне қарамастан, Zr 93 химиялық жағынан жылдам қозғалмайды және аз сәулелену шығарады, сондықтан ол үлкен алаңдау тудырмайды. PUREX қондырғыларында цирконий (көзіне немесе изотопына қарамастан) кейде қондырғыда бұзылыс тудыруы мүмкін үшінші фазаны құрайды. Еріткішпен экстракциялауда үшінші фаза – бұл екі қабаттан (мысалы, көбік және/немесе эмульсия) пайда болатын үшінші қабатты білдіретін термин. Цирконий үшінші фазаны эмульсияны тұрақтандыратын ұсақ бөлшектерді құрастыру арқылы түзеді. Цирконий 90 көбінесе стронций 90-ның тізбектелген бета-ыдырауынан түзіледі. Радиоактивті емес цирконий үлгісін пайдаланылған отыннан стронций 90-ды экстракциялау және оның жеткілікті мөлшерде ыдырауына мүмкіндік беру арқылы алуға болады (мысалы, РТГ-да). Содан кейін цирконийді қалған стронцийден бөліп, өте таза изотоптық Zr 90 үлгісін алуға болады.

Ниобий-95

Ниобий-95, жартылай ыдырау мерзімі 35 күн болатын, бастапқыда бөліну өнімі ретінде пайда болады. Ниобийдің жалғыз тұрақты изотопының массалық саны 93-ке тең, ал массалық саны 93-ке тең бөліну өнімдері алдымен ұзақ өмір сүретін цирконий-93-ке (жартылай ыдырау мерзімі 1,53 млн жыл) ыдырайды. Ниобий-95 молибден-95-ке ыдырайды, ол тұрақты.

Молибден-95, 97, 98, 99, 100

Бөліну өнімдерінің қоспасында моллибденнің маңызды мөлшері бар. Молибден-99 ядролық медицина үшін өте құнды, себебі ол 99mTclink=Technetium 99m-нің ата-аналық нуклиді болып табылады, бірақ оның қысқа жартылай ыдырау кезеңі салдарынан, әдетте, пайдаланылған отын қайта өңделгенге дейін ол толығымен ыдырайды. Оны ядролық бөліну арқылы, содан кейін дереу қайта өңдеу (әдетте, тек шағын зерттеу реакторларында) немесе бөлшектерді үдеткіштерінде өндіруге болады. Молибден-100 өте баяу, қос бета ыдырауы арқылы ыдырайды (жартылай өмір сүру ұзақтығы ғаламның жасынан асып түседі), сондықтан пайдаланылған отындағы молибден мөлшері бірнеше күн өткен соң, молибден-99 ыдырауына мүмкіндік бергеннен кейін тұрақты болады.

Технеций-99

99Тт, жартылай ыдырау мерзімі 211 мың жыл, бір ыдыраудан шамамен 6% өніммен түзіледі; сонымен қатар негізгі ыдырау өнімдері бетіне қараңыз. Ол сондай-ақ (қысқа өмір сүретін ядролық изомері 99mТехнеций арқылы) 99-молибденнің ыдырау өнімі ретінде де түзіледі. Технеций қоршаған ортада өте жылдам қозғалады, себебі ол теріс зарядталған пертехнетат иондарын түзетіп, ұзақ өмір сүретін ыдырау өнімдерінің арасындағы ең үлкен радиологиялық қауіпті құрайды. Технеций металл болғанымен, көбінесе оң зарядталған иондарды түзбейді, бірақ Технеций гексафториді сияқты Технеций галогендері бар. TcF6 уранды байыту кезінде қиындық тудырады, өйткені оның қайнау температурасы уран гексафторидіне өте жақын. Бұл мәселе байыту мекемелеріне белгілі, себебі спонтанды ыдырау да аз мөлшерде Технецийді түзеді (ол табиғи урандағы аналық нуклидтерімен тепе-теңдікте болады), бірақ егер фтордың ұшқыштығы қайта өңдеу үшін қолданылса, фракциялық дистилляцияның "уран" фракциясының маңызды бөлігі Технециймен ластанады, осыған байланысты қосымша бөліп алу қажет болады. 99Технеций, жеткілікті термиялық нейтрон қимасы мен тұрақты изотоптарының болмауы себепті, ядролық трансмутацияға жарамды. Нейтронмен сәулелендіру кезінде 99Тс 100Тс-қа айналады, ол тез ыдырайды және құнды платина тобының металлына айналады.

Рутений-101-106 аралығы

Радиоактивті рутений 103, рутений 106 және тұрақты рутенийдің көп мөлшері бөліну процесінде түзіледі. PUREX рафинатындағы рутений тотығу арқылы ұшқыш рутений тетроксидіне айналады, ол сулы ерітіндінің бетінде күлгін түсті буды құрайды. Рутений тетроксиді осмий тетроксидіне өте ұқсас; рутений қосылысы күшті тотықтырғыш болып табылады, ол басқа заттармен реакцияласып шөгінділер түзуге мүмкіндік береді. Осылайша, қайта өңдеу зауытындағы рутений өте оңай жылжиды, тұрақтандыруы қиын және оны күтпеген жерлерде табуға болады. Ол өте қиын өнім деп есептеледі және қайта өңдеу кезінде өңдеуге өте қиын зат ретінде белгілі. Волоксидацияны және түтін газдарын суық тұтқырымен жинауды біріктіру арқылы, ұшқыш рутений тетроксидін одан әрі өңдеуде қиындықтар тудырмай, қалпына келтіруге болады. Радиоактивті изотоптар ыдырағаннан кейін, қалпына келтірілген рутенийді салыстырмалы түрде жоғары нарықтық құнмен сатуға болады. Сонымен қатар, PUREX рафинатындағы рутений көптеген нитрозил кешендерін құрайды, бұл рутений химиясын өте күрделі етеді. Рутений және родийдің лиганд алмасу жылдамдығы баяу, сондықтан рутений немесе родий қосылысының реакцияға түсуіне көп уақыт қажет болуы мүмкін. Чернобыльдегі өрт кезінде рутений ұшқышқа айналып, көптеген басқа металл бөліну өнімдерінен өзгеше әрекет етті. Өрттен шыққан кейбір бөлшектер рутенийге өте бай болды. Рутений 106-ның ең ұзақ өмір сүретін радиоактивті изотопының жартылай ыдырау периоды 373,59 күн болғандықтан, PUREX рафинатындағы рутений мен палладийді радиоактивті изотоптар ыдырағаннан кейін металлдердің көзі ретінде пайдалану ұсынылған. Он жартылай ыдырау периоды өткеннен кейін, кез келген радиоизотоптың 99,96%-дан астамы тұрақты болады. Ru 106 үшін бұл 3735,9 күн немесе шамамен 10 жыл.

Родий-103, 105

Рутений мен палладийге қарағанда аз родий түзіледі (шамамен 3,6% өнімділік), бірақ бөліну өнімдерінің қоспасында осы металдың маңызды мөлшері сақталады. Рутений, родий және палладийдің жоғары бағасының салдарынан, оларды кейінірек пайдалану үшін ажырату жұмыстары жүргізілді. Металдар радиоактивті изотоптармен ластануы мүмкін болғандықтан, олар әшекей бұйымдары сияқты тұтыну тауарларын жасауға жарамсыз. Дегенмен, металдардың осы көзін мұнай-химиялық және басқа да өнеркәсіптік кәсіпорындардағы катализатор ретінде қолдануға болады. АҚШ-та радиоактивті ластанған әшекейлерден сәулеленуге ұшыраған адамдардың қайғылы жағдайы тіркелді. Радонды қамтитын алтын дәнектері әшекейлерге қайта өңделген деген болжам бар. Алтынның құрамында 222Rn ыдырауының өнімдері бар екені анықталды. Кейбір родий изотоптары рутенийдің ыдырауының аралық күйлері болып табылады, олар одан әрі палладийдің тұрақты изотоптарына дейін ыдырайды. Егер палладийдің төмен деңгейдегі радиоактивтілігі (төменде қараңыз) инвестициялық мақсаттарда немесе әшекей жасау үшін қабылдауға келмейтін болса, оның алдыңғы металдарын салыстырмалы түрде "жаңа" пайдаланылған отыннан бөліп алып, ыдырау тізбегінің тұрақты соңғы өнімін алуға дейін ыдырауына мүмкіндік беруге болады.

Палладий-105 - 110 аралығы

Палладийдің көп бөлігі ядролық бөліну процесінде түзіледі. Ядролық қайта өңдеу кезінде палладийдің бәрі ерімейді; сондай-ақ, бастапқыда еріген палладий кейінірек ерітіндіден шығып қалады. Палладийге бай еріткіштің ұсақ бөлшектері (көлденеңдері) көбінесе алынып тасталады, себебі олар үшінші фазаны тұрақтандыру арқылы еріткішпен экстракциялау процесіне бөгет жасайды. PUREX рафинаты шынымен біріктіріліп, қыздырылып, жоғары деңгейлі радиоактивті қалдықтардың соңғы түрін қалыптастыру процесінде бөлінуі мүмкін. Палладий бөліну телурімен қорытпа түзеді. Бұл қорытпа шыныдан бөлініп шығуы мүмкін. 107Pd – ядролық бөліну өнімдерінің арасындағы жалғыз ұзақ өмір сүретін радиоактивті изотоп, оның бета-ыдырауының жартылай өмірі ұзақ және энергиясы төмен, бұл изотоптарды бөліп алмай-ақ палладийді өнеркәсіптік мақсаттарда пайдалануға мүмкіндік береді. Палладий 109 қайта өңдеу жүрген кезде тұрақты күміс 109-ға ыдырайды. Күміс 109-ға дейін ядролық изомерге жетеді; алайда, басқа элементтерден айырмашылығы, оның қазіргі қолданысы жоқ.

Күміс-109

Радиоактивті күміс изотоптары пайда болғаннан кейін тез ыдырайды, нәтижесінде тек тұрақты күміс қалады. Бірақ, оны пайдалану үшін бөліп алу экономикалық тұрғыдан тиімді емес, платина тобы металдарын өндірудің қосалқы өнімі ретінде алынса болжамды.

Кадмий-111-ден 116-ға дейін

Кадмий – күшті нейтрон жұтушы және шындығында басқару таяқшалары көбінесе кадмийден жасалады, сондықтан отында кадмийдің жиналуы тұрақты нейтрондық балансты сақтау үшін айрықша маңызға ие. Кадмий сонымен қатар химиялық тұрғыдан улы ауыр металл болып табылады, бірақ трансмутацияға қажетті нейтрон сіңіру мөлшерін ескере келе, ол мақсатты түрде трансмутациялау үшін бірінші кезектегі мақсат емес.

Индий-115

Индиум 115 өте аз ғана радиоактивті, бірақ оның жартылай ыдырау периоды ғаламның жасынан да ұзақ. Шындығында, Жердегі индиумның кез келген үлгісінде "тұрақсыз" изотоптың, "тұрақты" Индиум 113-тен көбірек болуы мүмкін.

Тін-117-ден 126-ға дейін

Қалыпты термиялық реакторда қалайының 121м изотопының бөліну өнімдерінің шығымдылығы өте төмен; демек, бұл изотоп ядролық қалдықтарға маңызды үлес қоспайды. Жылдам бөліну немесе кейбір ауыр актинидтердің бөлінуі 121мSn изотопын жоғары шығымдылықпен өндіреді. Мысалы, U-235-тен жылулық бөліну кезінде 0,0007%, ал жылдам бөліну кезінде 0,002% шығымдылық алынады.

Антимон-121, 123, 124, 125

Антимон-125 екі жылдан астам жартылай ыдырау периодымен ыдырайды, ал ол өзі негізгі күйге изомерлік ауысу арқылы шамамен екі айлық жартылай ыдырау периодымен ыдырайды. Оның салыстырмалы түрде қысқа жартылай ыдырау периоды және оның дочерлік нуклидінің маңызды гамма-сәулеленуі (144,77 кэВ) радиоизотопты термоэлектрлік генераторда (RTG) қолдануды азырақ тартымды етеді, бірақ Sb-125 3,4 Вт/г салыстырмалы түрде жоғары қуат тығыздығын қамтамасыз ете алады. Фтордың ұшқырлығы антимонды аз ұшқыр (бөлме температурасында қатты) антимон трифториді немесе одан да ұшқыр (қайнау температурасы бар) антимон пентафториді түрінде қайта алуға мүмкіндік береді.

Теллур-125-ден 132-ге дейін

128 және 130 телюрлер негізінен тұрақты. Олар тек қос бета ыдырау арқылы ғана ыдырайды, жартылай ыдырау мерзімі >1020 жылды құрайды. Олар табиғи телурдің 32% және 34% құрайтын басты бөлігін құрайды. Теллурий-132 және оның 132I қызыл туындысы, ядролық оқиғадан кейінгі алғашқы бірнеше күнде маңызды рөл атқарады. Ол Чернобыльдегі жұмысшыларға алғашқы аптада тиген дозаның үлкен бөлігіне жауапты болды. 132Te/132I изобарын құрайтын тізбек: 132 қалай (жартылай ыдырау мерзімі 40 секунд), антимон-132-ге (жартылай ыдырау мерзімі 2,8 минут) ыдырайды, ол телурий-132-ге (жартылай ыдырау мерзімі 3,2 күн) ыдырайды, содан кейін иод-132-ге (жартылай ыдырау мерзімі 2,3 сағат) ыдырайды, ол тұрақты ксенон-132-ге айналады. Теллурий-126-ның пайда болуы, қалай-126-ның ұзақ жартылай ыдырау мерзімімен (230 мың жыл) тежеледі.

Иод-127, 129, 131

131I, 8 күндік жартылай ыдырау мерзімімен, ядролық жауын-шашыннан туындайтын қауіпті, себебі йод қалқанша безінде жинақталады. Сондай-ақ, Фукусима Дайичи ядролық апатынан радиациялық әсерлер#Йод 131 және Downwinders#Невада бөлімдерін қараңыз. 89Sr-мен қатар, 131I қатерлі ісіктерді емдеу үшін қолданылады. 131I-дің шағын дозасы қалқанша безінің қызметін тексеруге, ал үлкен дозасы қалқанша безінің қатерлі ісігін жоюға пайдаланылуы мүмкін. Бұл емдеу әдетте қалқанша безінің қатерлі ісігінен пайда болған екіншілік ісіктерді де іздеп тауып, жояды. 131I-дің бета-эмиссиясынан туындайтын энергияның көп бөлігі қалқанша безінде сіңіріледі, ал гамма-сәулелері дене мүшелеріне таралып, сәулелендіруі мүмкін. 131I-дің көп мөлшері Green Run деп аталатын эксперимент кезінде шығарылды, онда сәулеленгеннен кейін аз ғана уақыт салқындаған отын йодты тазартатын құрылғысы жоқ зауытта қайта өңделді. 129I, шамамен миллиард есе ұзақ жартылай ыдырау мерзімімен, ұзақ өмір сүретін бөлшектену өнімі болып табылады. Ол ең қиын мәселелердің бірі, себебі ол салыстырмалы түрде кішкентай органға (қалқанша безіне) жинақталады, онда тіпті салыстырмалы түрде төмен сәулелену дозасы да ұзақ биологиялық жартылай ыдырау мерзіміне байланысты үлкен зақым келтіруі мүмкін. Осы себепті, пайдаланылған отындағы тұрақты изотоптардың болуына қарамастан, йодты трансмутацияға ұшырату жиі қарастырылады. Термиялық нейтрондық спектрде, жаңадан пайда болғаннан гөрі йод-129 көбірек жойылады, себебі йод-128 аз өмір сүреді және изотоптар арақатынасы оған қалай ыңғайлы. Трансмутация аппаратының дизайнына байланысты, йодтың бета-ыдырауының өнімі болып табылатын ксенонға ерекше назар қажет, себебі ол күшті нейтрондық у және химиялық тұрғыдан бекітуге өте қиын газ, сондықтан ол сыртқы ортаға шығып кетуі немесе трансмутация мақсатын қамтитын ыдысқа қысым түсіруі мүмкін. 127I тұрақты, йодтың радиоактивті емес жалғыз изотопы. Ол пайдаланылған отындағы йодтың шамамен 1/6 бөлігін құрайды, ал I 129 шамамен 5/6 бөлігін құрайды.

Ксенон-131-ден 136-ға дейін

Реактор отынында бөліну өнімі ксенон көпіршіктер құру үшін отынға қарай жылжуға бейім. Цезий-133, 135 және 137 сәйкес ксенон изотоптарының бета-бөлшектерінің ыдырауынан пайда болатындықтан, цезий уран оксиді отынының көп бөлігінен физикалық түрде бөлінеді. 135Xe термиялық нейтрондарды жұтуға ең үлкен қимасы бар күшті ядролық у болып табылатындықтан, қуат реакторының ішіндегі отында 135Xe-нің жиналуы реактивтілікті күрт төмендетеді. Егер қуат реакторы тоқтатылса немесе төмен қуат деңгейінде жұмыс істесе, 135I-дің ыдырауы арқылы көп мөлшерде 135Xe жинақталуы мүмкін. Реакторды қайта іске қосқанда немесе төмен қуат деңгейі едәуір артқанда, 135Xe нейтрондарды ұстау реакциялары арқылы жылдам тұтынылады және ядроның реактивтілігі артады. Кейбір жағдайларда басқару жүйелері 135Xe-нің жануына байланысты реактивтіліктің күрт өсуін басқару үшін жеткілікті жылдамдықпен жауап бере алмайды. Ксенонмен улану Чернобыль реакторының ядросын зақымдаған қуаттың күрт өсуіне себеп болған факторлардың бірі деп саналады.

Цезий-133, 134, 135, 137

Цезий-134 пайдаланылған ядролық отында кездеседі, бірақ ядролық қару жарылысынан пайда болмайды, себебі ол тек тұрақты Cs-133-тің нейтронды ұстауы арқылы түзіледі, ал Cs-133 Xe-133-тің 3 күн жартылай ыдырау мерзімімен бета-ыдырауынан ғана пайда болады. Цезий-134-тің жартылай ыдырау мерзімі 2 жылды құрайды және шығарылғаннан кейінгі алғашқы 20 жылда гамма сәулеленуінің маңызды көзі болуы мүмкін. Цезий-135 – ұзақ өмір сүретін, әлсіз радиоактивтілікке ие бөліну өнімі. Реактор ішіндегі нейтронды ұстау, әйтпесе Cs-135-ке ыдырайтын Xe-135-тің көп бөлігін өзгертеді. 30 жыл жартылай ыдырау мерзіміне ие Цезий-137 – Sr-90-мен бірге негізгі орташа ұзақтықтағы бөліну өнімі. Cs-137 – шығарылғаннан кейін 10 жылдан 300 жылға дейін пайдаланылған отыннан шығатын гамма сәулеленуінің басты көзі. Ол Чернобыль аймағында қалған ең маңызды радиоизотоп болып табылады.

Барий-138, 139, 140

Барий ядролық бөліну процесінде көп мөлшерде түзіледі. Бариумның аз ғана өмір сүретін изотопын кейбір ертегі зерттеушілер радиймен шатастырған. Олар жаңа элемент жасау үшін уранды нейтрондармен бомбалауға тырысты. Бірақ оның орнына ядролық бөлінуді тудырып, нысанада қатты радиоактивтілікке себеп болды. Барий мен радийдің химиялық қасиеттерінің ұқсастығынан осы екі элементті, мысалы, сульфат аниондарымен тұндыру арқылы бірге бөліп алуға болады. Осы химиялық ұқсастықтан ертегі зерттеушілер "радий" фракциясына бөлінген жоғары радиоактивті фракцияда радийдің жаңа изотобы бар деп ойлады. Бұл ертегі жұмыстың бір бөлігін Отто Хан мен Фриц Страссман жасады.

Лантанидтер (лантан-139, церий-140-144, неодим-142-146, 148, 150, прометий-147 және самарий-149, 151, 152, 154)

Жеңіл лантаноидтардың көп бөлігі (лантан, церий, неодим және самарий) ядролық бөліну өнімдері ретінде пайда болады. Африкада, Оклода, табиғи ядролық бөліну реакторы миллиард жылдан астам уақыт бұрын жұмыс істеген жерде, неодимнің изотоптық құрамы «қалыпты» неодимнен өзгеше, оның изотоптық үлгісі ядролық бөліну нәтижесінде түзілген неодимге өте ұқсас. Критикалық жағдайлар туындаған кезде, 140La деңгейі көбінесе ядролық бөлінудің шығымын анықтау үшін қолданылады (ядролық бөлінуге ұшыраған ядролар саны тұрғысынан). Самарий-149 ядролық реактор физикасындағы екінші маңызды нейтрондық у болып табылады. Төмен шығыммен өндірілетін Самар 151, орташа өмір сүру мерзімі бар ядролық бөлінудің үшінші ең көп таралған өнімі, бірақ тек әлсіз бета сәулеленуін шығарады. Екеуінің де нейтронды сіңірудің жоғары қимасы бар, сондықтан реакторда пайда болған көп бөлігі кейін нейтронды сіңіру арқылы жойлады. Лантанидтер ядролық қайта өңдеуде қиындық тудырады, себебі олар химиялық тұрғыдан актинидтерге өте ұқсас, ал қайта өңдеудің көп бөлігі актинидтердің бір бөлігін немесе барлығын ядролық бөліну өнімдерінен, немесе кем дегенде олардың арасындағы нейтрондық улардан бөліп алуға бағытталған.