Características del combustible gastado

Inicialmente el combustible nuclear está constituído por un conjunto de pastillas cerámicas cilíndricas de óxido de U-238, con un grado variable de enriquecimiento en U-235 (inferior al 5%)colocadas dentro de tubos de una aleación de circonio, y ensambladas en una estructura que conforma el elemento combustible.

Durante el tiempo que está en el reactor, y debido al flujo neutrónico al que está sometido, tienen lugar reacciones de captura neutrónica y de fisión nuclear de parte del uranio y de otros radionucleidos generados, dando lugar a productos de fisión, productos de activación y a la generación de plutonio y actínidos minoritarios. Una proporción típica del combustible gastado es la siguiente:

• Uranio: 94,7% (siendo el 0,7% U-235)
• Productos de fisión: 4,1%
• Plutonio: 1,1%
• Actínidos minoritarios: 0,1%

El combustible gastado de los reactores nucleares, cuyo aspecto es igual al del combustible nuevo, emite radiación alfa, beta y gamma, además de generar calor como consecuencia de la desintegración radiactiva.

La diferencia entre ambos es su composición química. Mientras que el combustible nuevo está constituido únicamente por óxido de uranio, tras su paso por el reactor el combustible gastado presenta una composición en la que, además del óxido de uranio inicial, están presentes casi todos los elementos de la tabla periódica.

Las cantidades y características de los distintos componentes del combustible irradiado dependen de su enriquecimiento inicial en U-235 y del grado de quemado del combustible.