Kampaň jaderného reaktoru - doba provozu reaktoru se stejnou zátěží jaderného paliva .
Když je vyčerpána celá rezerva reaktivity reaktoru, to znamená, když kompenzační tyče zaujmou svou omezující konečnou polohu, řetězová reakce se sama zastaví. Obnovit ji lze až po výměně uranu v aktivní zóně . Samozřejmě je žádoucí mít co největší kampaň energetického reaktoru, protože přijatá energie je tím levnější, čím více se jí vyrobí na jednu dávku uranu. Doba trvání kampaně je však omezena určitou minimální hodnotou kritického množství. Část štěpného materiálu tvořícího toto kritické množství na konci kampaně v důsledku ukončení řetězové reakce nepodléhá štěpení, je vyložena z reaktoru a může být později použita pouze po řádném zpracování uranu, pokud takové zpracování je oprávněná.
Přírodní uranové reaktory mají nízkou počáteční rezervu reaktivity a jejich kampaně jsou obvykle definovány touto rezervou. V reaktorech na obohacený uran může být rezerva reaktivity velká. Existuje však omezení doby trvání kampaně reaktoru spojené s reakcí materiálu palivových článků na akumulaci štěpných produktů. V důsledku jaderného štěpení vznikají místo jednoho atomu dva nové, jejichž celkový objem je přibližně 2x větší než objem štěpeného atomu (protože všechny atomy mají přibližně stejné objemy). Vzniklé nové atomy se nevejdou do uzlů krystalové mřížky uranu a jsou do mřížky umístěny libovolně. Vzhledem k tomu, že významnou částí štěpných produktů jsou plyny , je akumulace štěpných produktů doprovázena vznikem vnitřních přepětí v materiálu a zvýšením tlaku plynu, což vede ke vzniku trhlin, bobtnání a deformaci palivových článků. Životnost hlavního zařízení reaktoru je mnohem delší než životnost jaderného paliva a vyhořelé palivové články musí být vyloženy z aktivní zóny, ale vyložení je nemožné, pokud jsou zdeformovány. U poškozených palivových tyčí je navíc narušena těsnost povlaku a radioaktivní plyny pronikají do chladicí kapaliny . To vše znamená, že životnost uranových bloků v jaderném reaktoru by měla být dána jejich odolností vůči ničivým účinkům akumulujících se štěpných produktů. V důsledku toho je chod reaktoru limitován především udávanou životností palivových bloků a počáteční rezerva reaktivity musí být taková, aby byla do konce životnosti uranových bloků v reaktoru zcela vyčerpána. V opačném případě bude na konci kampaně z reaktoru vyloženo přebytečné množství nevyužitého štěpného materiálu, což je nerentabilní.
Hromadění štěpných produktů je charakterizováno jejich množstvím v gramech na tunu uranu. Přímé měření hmotnosti štěpných produktů je však extrémně obtížné. Na druhou stranu celkové množství energie uvolněné v aktivní zóně reaktoru při štěpení je vždy známé. Vzhledem k tomu, že štěpení 1 g uranu je doprovázeno uvolněním asi 1 MW tepelné energie za den a tvorbou asi 1 g štěpných produktů, počet generovaných megawattdnů tepelné energie se přibližně rovná počtu gramů štěpných produktů. Je také známa celková hmotnost uranu naloženého do reaktoru. Proto se množství nashromážděných štěpných produktů vyjadřuje v jednotkách MW den/t – počet megawattdnů na tunu uranu.
Každý materiál je charakterizován vlastním limitem akumulace štěpných produktů – přípustnou hloubkou vyhoření štěpných atomů. Hloubka vyhoření kovového uranu je 3000–3500 MW den/t, ale u jeho sloučenin může být mnohem vyšší. Například oxid uranu je porézní látka, a proto je schopen akumulovat mnohem více štěpných produktů než kovový uran bez viditelných deformací tvaru palivového prvku - až 20 000 MW den / t, možná i více - až 100 000 MW den / t . Tuna přírodního uranu obsahuje asi 7 kg 235 U. Hloubka vyhoření 3500 MW den/t odpovídá štěpení 3,5 kg atomů. Ne všechny štěpné produkty však pocházejí z 235 U, protože v reaktoru se hromadí 239 Pu , který se také podílí na štěpení. Část štěpných produktů se proto získává z plutonia a 235 U se spotřebuje méně, než se získá štěpné produkty. Čím vyšší je přípustná hloubka vyhoření, tím delší je doba trvání kampaně reaktoru a tím ekonomičtější je jaderná elektrárna s daným palivem. Velká hloubka vyhoření však naznačuje obohacený uran, který je mnohem dražší než přírodní uran. Minimální kritická hmotnost na konci kampaně je nižší, pokud je palivem kovový uran, a nikoli jeho sloučeniny, například s kyslíkem. Proto je účinnost používání jednoho nebo druhého typu jaderného paliva určována mnoha faktory.