Отказ тепловыделяющего элемента — это разрыв оболочки твэла ядерного реактора , в результате которого ядерное топливо или продукты деления в виде растворенных радиоизотопов или горячих частиц попадают в охлаждающую жидкость реактора или в воду для хранения.
Фактическим стандартным ядерным топливом является диоксид урана или смешанный диоксид урана/плутония . Он имеет более высокую температуру плавления, чем актинидные металлы . Диоксид урана устойчив к коррозии в воде и обеспечивает стабильную матрицу для многих продуктов деления; однако, чтобы предотвратить выход продуктов деления (таких как благородные газы) из матрицы диоксида урана и попадание в теплоноситель, топливные таблетки обычно заключают в трубки из коррозионно-стойкого металлического сплава (обычно циркалой для реакторов с водяным охлаждением).
Затем эти элементы собираются в пучки, чтобы обеспечить хорошую обработку и охлаждение. По мере деления топлива радиоактивные продукты деления также удерживаются оболочкой, и весь топливный элемент может быть затем утилизирован как ядерные отходы при заправке реактора.
Однако если оболочка повреждена, эти продукты деления (которые не являются неподвижными в матрице диоксида урана) могут попасть в охлаждающую жидкость реактора или в воду хранилища и быть вынесены из активной зоны в остальную часть первичного контура охлаждения, увеличивая там уровень загрязнения.
В ЕС была проведена некоторая работа, в которой топливо перегревалось в специальном исследовательском реакторе под названием PHEBUS. Во время этих экспериментов измерялись выбросы радиоактивности из топлива, а затем топливо подвергалось пострадиационному исследованию, чтобы узнать больше о том, что с ним произошло.