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Concept
Produit de fission à vie longue
Résumé
Les produits de fission à vie longue sont les matériaux radioactifs dont la demi-vie est longue (plus de ), produits
par fission nucléaire.
La fission nucléaire produit des produits de fission, des actinides à partir du combustible nucléaire dont les noyaux capturent des neutrons mais ne subissent pas de fission, et des produits d'activation dus à l'activation neutronique du réacteur ou des matériaux de l'environnement.
La forte radioactivité à court-terme du combustible nucléaire usé vient principalement de la fission de produits à courte demi-vie tels que l'131I et le 140Ba ; après environ quatre mois 141Ce, 95Zr/95Nb et89Sr sont les principaux responsables, et après environ deux ou trois ans, les principaux produits responsables de la radioactivité sont 144Ce/144Pr, 106Ru/106Rh et 147Pm.
Dans le cas d'un dégagement radioactif d'une centrale nucléaire ou de combustible usagé, seuls certains de ces éléments sont relâchés. En conséquence, la signature isotopique de la radioactivité est très différente de celle d'une explosion atomique en plein air où tous les produits de fission sont dispersés.
Après plusieurs années de refroidissement, la radioactivité provient principalement du césium 137 et du strontium 90, qui sont chacun produits dans environ 6 % des fissions, et ont des demi-vies d'environ 30 ans. Les autres produits de fission avec des demi-vies similaires ont des rendements de produit de fission bien plus bas, une plus faible énergie de désintégration et certains d'entre eux (151Sm, 155Eu, 113mCd) sont rapidement détruits par capture neutronique alors qu'ils sont encore dans le réacteur ; ils ne sont donc responsables que d'une fraction infime de la radiation produite durant cette période. Ainsi, sur une période de quelques années à quelques centaines d'années, la radioactivité du combustible usé peut être modélisée simplement par une décroissance exponentielle de 137Cs et de 90Sr. On les appelle parfois « produits de fission à vie moyenne ».
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