Уран-234

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Уран-234
Название, символ Уран-234, 234U
Альтернативные названия ура́н два, UII
Нейтронов 142
Свойства нуклида
Атомная масса 234,0409521(20)[1] а. е. м.
Дефект массы 38 146,6(18)[1] кэВ
Удельная энергия связи (на нуклон) 7 600,708(8)[1] кэВ
Изотопная распространённость 0,0055(2) %[2]
Период полураспада 2,455(6)⋅105[2] лет
Продукты распада 230Th
Родительские изотопы 234Pa (β)
234Np (β+)
238Pu (α)
Спин и чётность ядра 0+[2]
Канал распада Энергия распада
α-распад 4,8577(7)[1] МэВ
SF
24Ne, 26Ne, 28Mg
Таблица нуклидов

Ура́н-234 (англ. uranium-234), историческое название ура́н два (лат. Uranium II, обозначается символом UII) — радиоактивный нуклид химического элемента урана с атомным номером 92 и массовым числом 234. Изотопная распространённость урана-234 в природе составляет 0,0055(2) %[2]. Является членом радиоактивного семейства 4n+2, называемого рядом урана-радия. Был открыт в 1939 году Альфредом Ниром[3].

Период полураспада — 245 тыс. лет. Активность одного грамма этого нуклида составляет приблизительно 230,22 МБк.

Образование и распад

[править | править код]

Уран-234 образуется в результате следующих распадов:

  • α-распад нуклида 238Pu (период полураспада составляет 87,7(1)[2] года):

Распад урана-234 происходит по следующим направлениям:

энергия испускаемых α-частиц 4 722,4 кэВ (в 28,42 % случаев) и 4 774,6 кэВ (в 71,38 % случаев)[4].

Известен единственный изомер 234mU со следующими характеристиками[2]:

  • Избыток массы: 39 567,9(18) кэВ
  • Энергия возбуждения: 1 421,32(10) кэВ
  • Период полураспада: 33,5(20) мкc
  • Спин и чётность ядра: 6

Применение

[править | править код]

Несмотря на крайне низкое массовое содержание, активность урана-234 в природном уране практически равна активности его долгоживущего предшественника по цепочке распада, урана-238, составляющего более 99 % массы природного урана, поскольку уран-234 и уран-238 находятся в равновесии. Соответственно уран-234 и уран-238 вносят каждый более 49 % в общую активность урана природного происхождения. При изготовлении топлива для ядерных установок (АЭС и т. п.) природный уран претерпевает процесс обогащения с целью повысить содержание урана-235. При этом относительное содержание урана-234, как ещё более лёгкого изотопа, повышается в ещё большей степени. Хотя массовое содержание урана-234 остаётся на уровне сотых долей процента, его активность становится преобладающей. Именно поэтому обогащённый уран с санитарно-гигиенической точки зрения рассматривается как уран-234.

Самостоятельное применение урана-234 весьма ограничено и связано в основном с его отмеченной выше особенностью. Главным образом он используется в контрольных радиоактивных источниках для калибровки радиометров, применяемых при радиационном мониторинге обогащённого урана.

В 1953 году В. В. Чердынцев и П. И. Чалов обнаружили увеличения отношения активностей изотопов 234U к 238U при переходе из твердой фазы в жидкую. Это открытие зарегистрировано в Государственном реестре открытий как эффект Чердынцева-Чалова[6]. Неравновесность отношений четных изотопов урана широко используется в гидрогеологии[7][8].

Примечания

[править | править код]
  1. 1 2 3 4 5 Audi G., Wapstra A. H., Thibault C. The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references (англ.) // Nuclear Physics A. — 2003. — Vol. 729. — P. 337—676. — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003. — Bibcode2003NuPhA.729..337A.
  2. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Audi G., Bersillon O., Blachot J., Wapstra A. H. The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties // Nuclear Physics A. — 2003. — Т. 729. — С. 3—128. — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. — Bibcode2003NuPhA.729....3A.Открытый доступ
  3. Волков В. А., Вонский Е. В., Кузнецова Г. И. Выдающиеся химики мира. — М.: Высшая школа, 1991. — С. 601. — 656 с.
  4. Свойства 234U на сайте IAEA (International Atomic Energy Agency) (недоступная ссылка)
  5. 1 2 S. P. Tretyakova, Yu. S. Zamyatnin, V. N. Kovantsev, Yu. S. Korotkin, V. L. Mikheev and G. A. Timofeev. Observation of nucleon clusters in the spontaneous decay of 234U (англ.) // Zeitschrift für Physik A[англ.] Atomic Nuclei : journal. — 1987. — Vol. 333, no. 4. — P. 349—353. — doi:10.1007/BF01299687. (недоступная ссылка)
  6. Чердынцев В. В., Чалов П. И. Естественное разделение 234U и 238U // Открытия в СССР (сборник кратких описаний открытий, внесенных в Государственный реестр СССР). М.: ЦНИИПИ. 1977.
  7. Osmond J.K., Gowart J.B. The theory and uses natural uranium isotopic Variations in hydrology // Atomic Energy Review, 1976. V. 144. P. 621—679.
  8. Чалов П. И., Тузова Т. В., Тихонов А. И. и др. Неравновесный уран как индикатор при изучении процессов формирования и циркуляции подземных вод. // Геохимия. 1979. № 10. С.1499-1507.

Литература

[править | править код]
  • Чердынцев В.В. Уран-234.. — М.: Атомиздат, 1969. — 307 с.