Уран-234

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Уран-234
Общие сведения
Название, символ Уран-234, 234U
Альтернативные названия ура́н два, UII
Нейтронов 142
Протонов 92
Свойства нуклида
Атомная масса 234,0409521(20)[1] а. е. м.
Избыток 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

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[убрать шаблон][3].

Активность одного грамма этого нуклида составляет приблизительно 230,22 МБк.

Образование и распад[править | править вики-текст]

Уран-234 образуется в результате следующих распадов:

  • β+-распад нуклида 234Np (период полураспада составляет 4,4(1)[2] суток):
\mathrm{^{234}_{93}Np}\rightarrow\mathrm{~^{234}_{92}U} + e^+ + {\nu}_e;
\mathrm{^{234}_{91}Pa} \rightarrow \mathrm{^{234}_{92}U} + e^- + \bar{\nu}_e;
  • α-распад нуклида 238Pu (период полураспада составляет 87,7(1)[2] года):
\mathrm{^{238}_{94}Pu} \rightarrow \mathrm{^{234}_{92}U} + \mathrm{^{4}_{2}He}.

Распад урана-234 происходит по следующим направлениям:

\mathrm{^{234}_{92}U} \rightarrow \mathrm{^{230}_{90}Th} + \mathrm{^{4}_{2}He};

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

\mathrm{^{234}_{92}U} \rightarrow \mathrm{^{206}_{80}Hg} + \mathrm{^{28}_{12}Mg}.
\mathrm{^{234}_{92}U} \rightarrow \mathrm{^{210}_{82}Pb} + \mathrm{^{24}_{10}Ne};
\mathrm{^{234}_{92}U} \rightarrow \mathrm{^{208}_{82}Pb} + \mathrm{^{26}_{10}Ne}.

Изомеры[править | править вики-текст]

Известен единственный изомер 234Um 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 вики-текст]

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].

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. 1 2 3 4 5 G. Audi, A.H. Wapstra, and C. Thibault (2003). «The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references.». Nuclear Physics A 729: 337—676. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003.
  2. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 G. Audi, O. Bersillon, J. Blachot and A. H. Wapstra (2003). «The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties». Nuclear Physics A 729: 3–128. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.
  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)
  5. 1 2 S. P. Tretyakova, Yu. S. Zamyatnin, V. N. Kovantsev, Yu. S. Korotkin, V. L. Mikheev and G. A. Timofeev (1987). «Observation of nucleon clusters in the spontaneous decay of 234U». Zeitschrift für Physik A Atomic Nuclei 333 (4): 349–353. DOI:10.1007/BF01299687.
  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 вики-текст]

  • Чердынцев В.В Уран-234.. — М.: Атомиздат, 1969. — 307 с.
Легче:
уран-233
Уран-234 является
изотопом урана
Тяжелее:
уран-235
Изотопы элементов · Таблица нуклидов