處於堆芯的核燃料、結構材料、包殼材料、水和水中雜質都處於強輻射下，會發生各種核反應，產生放射性核素。具體可分為四種情況：
(1)水本身所產生的感生放射性：見表 。N和N的放射性很強、量很大。是反應堆一迴路禁止設計要考慮的主要因素。但半衰期短，不會導致冷卻劑內的放射性積累。
水本身所產生的感生放射性
核反應 | 反應產物 | 同位素豐度/% | 半衰期/s | γ或中子能量/MeV |
O(n，p)N O(n，p)N O(n，p)N | N N N | 99.76 0.037 0.204 | 7.13 4.17 0.63 | 6.13，7.12(γ) 1.12(n) 1.07，1.65，1.98(γ) |
(2)水中雜質產生的放射性：指隨冷卻劑進入活性區的雜質，如氣體雜質氬、離子雜質鈉和鉀等，被中子活化而產生放射性核素 。
核反應 | 反應產物 | 同位素豐度/% | 半衰期/h | γ能量/MeV |
Ar(n，γ)Ar Na(n，γ)Na Al(n，α)Na K(n，γ)K | Ar Na K | 99.6 100 6.88 | 1.83h 14.66h 12.36h | 1.3 2.75，1.37 1.5 |
(3)裂變產物：燃料包殼破損，會造成裂變產物逸出。這會使整個一迴路的放射性水平升高，影響運行和維修。U裂變產物有30多種不同元素的200多种放射性同位素。表 列舉了主要的幾種裂變產物。在運行期間可以通過總γ探測系統、緩發中子探測系統、裂變氣體和冷卻劑的放射化學分析來監測燃料包殼是否破損或破損的程度，具體採用哪種方法因電廠而異。
核 素 | U裂變產額/% | 半衰期 | γ能量MeV |
I Cs Ce Sr Kr Xe | 3.1 6.2 6.0 5.75 0.29 6.6% | 8.04天 30年 285天 28.5年 10.7年 5.25天 | 0.364，0.637 0.662 0.134，0.036 (β衰變) 0.514 0.081 |
(4)活化腐蝕產物：不鏽鋼和鎳基合金的主要成分是鐵、鎳和鉻。它們的腐蝕產物會以四種狀態出現於一迴路中：溶於水的離子態；不溶於水的懸浮態顆粒或碎片；質地疏鬆的沉積物；覆蓋在材料表面的質地緻密的腐蝕產物膜。腐蝕產物經中子輻照會產生放射性核素，成為腐蝕活化產物。它們的半衰期一般比較長，會形成放射性物質積累，是有關工作人員受到輻照的主要因素。在不鏽鋼中鈷作為一種雜質而存在，由於Co會被中子活化生成放射性Co，它的半衰期長，γ射線能量又高，故需限制不鏽鋼中鈷含量。鈷的其他來源有控制棒驅動機構、冷卻劑泵和閥門的高鈷合金部件的腐蝕和磨蝕產物，故需在上述部件中謹慎使用高鈷合金。鎳來自不鏽鋼和蒸汽發生器傳熱管的鎳基合金。表 中列舉了幾種被活化的腐蝕產物核素。
核 反 應 | 活化截面 | 反應產物 | 同位素豐度/% | 半衰期 | γ能量/MeV |
Fe(n，γ)Fe Co(n，γ)Co Ni(n，p)Co Fe(n，p)Mn Mn(n，γ)Mn Cr(n，γ)Cr | 0.68 27.2 0.096 0.068 12.1 | Fe Co Ni Mn Mn Cr | 0.33 100 67.8 2.86 100 4.35 | 44.5天 5.27年 70.9天 312天 2.58h 27.7天 | 1.10，1.29 1.33，1.17 0.81 0.834 0.85，1.81 0.32 |
