* Fuel iniziale: Un'asta di combustibile fresca contiene principalmente uranio-235 (U-235) , che è fissile (significa che può sostenere una reazione a catena).
* Cattura e trasmutazione dei neutroni: Man mano che il reattore opera, i neutroni rilasciati durante la fissione vengono assorbiti da altri isotopi di uranio, principalmente uranio-238 (U-238) . Questa cattura di neutroni porta a una serie di decadimenti radioattivi, culminando nella formazione di plutonio-239 (PU-239) .
* Fission PU-239: Anche il plutonio-239 è fissile, il che significa che può partecipare alla reazione a catena e contribuire alla produzione di energia.
* Deplezione U-235: Man mano che il reattore opera, viene consumato U-235. L'alta concentrazione iniziale di U-235 diminuisce, il che significa che contribuisce meno alla produzione di energia.
* Aumento della concentrazione di PU-239: Man mano che U-235 diminuisce, la quantità di PU-239 accumulata durante il processo aumenta, rendendolo un contributo più significativo alla produzione di energia.
È importante notare:
* Proporzioni energetiche: Mentre la fissione PU-239 diventa una parte più ampia della produzione di energia verso la fine del ciclo, in genere non diventa la maggioranza. Il reattore riceverà comunque una quantità significativa di energia dal rimanente U-235, nonché da altri isotopi fissili che possono formarsi in quantità minori.
* Ritrattamento del carburante: In alcuni casi, le aste di combustibile esaurite vengono ritrattate per estrarre il plutonio per l'uso in altri reattori o altre applicazioni.
In sostanza, mentre l'uranio è il combustibile primario, il processo di fissione nucleare in un reattore crea nuovi isotopi fissili come il plutonio, che contribuiscono alla produzione di energia complessiva mentre opera il reattore.
