Минорные, или младшие актиноиды — это трансурановые элементы кроме плутония, образующиеся при работе ядерного реактора. Практическое значение имеют изотопы нептуния, америция и кюрия, другие элементы в энергетических реакторах образуются в ничтожных количествах (но могут быть наработаны в специальных исследовательских реакторах с высокой плотностью нейтронного потока).
Минорных актиноидов в ОЯТ содержится примерно на порядок меньше, чем плутония (конкретное содержание и состав сильно зависит от глубины выгорания и нейтронного спектра). Тонна ОЯТ ВВЭР при выгорании 4% содержит примерно 10 кг изотопов плутония, 500-700 г нептуния, 600 г америция-241 (после 10-летней выдержки), 120 г америция-243, до 60 г кюрия (включая короткоживущий кюрий-242)[2][3].
Многие минорные актиноиды являются альфа-излучателями с очень большим временем полураспада (сотни, тысячи и даже миллионы лет), что делает их одним из самых опасных компонентов ОЯТ в долгосрочной перспективе (через 200-300 лет, когда радиоактивность осколков деления упадет в тысячи раз).
Основной реакцией в ядерном реакторе является деление урана-235 нейтронами. Но примерно в 15% случаев при захвате нейтрона деления не происходит, а образуется ядро урана-236. Далее, уран-236 может тоже поглощать нейтроны, при этом образуется короткоживущий бета-радиоактивный уран-237 (T½=6,75 суток), который при распаде дает нептуний-237:
Далее нептуний-237 может захватывать нейтроны и превращаться в плутоний-238 (это основной источник накопления Pu-238 в ОЯТ и основной способ производства Pu-238 для РИТЭГов):
T½ нептуния-237 составляет 2,1 млн лет. Из-за большого периода полураспада, его радиотоксичность сравнительно мала (удельная активность 26 МБк/г).