Уран-232

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Уран-232
Общие сведения
Название, символ Уран-232, 232U
Нейтронов 140
Протонов 92
Свойства нуклида
Атомная масса 232,0371562(24)[1] а. е. м.
Избыток массы 34 610,7(22)[1] кэВ
Удельная энергия связи (на нуклон) 7 611,892(10)[1] кэВ
Период полураспада 68,9(4)[2] года
Продукты распада 228Th
Родительские изотопы 232Pa (β)
232Np (β+)
236Pu (α)
Спин и чётность ядра 0+[2]
Канал распада Энергия распада
α-распад 5,41363(9)[1] МэВ
SF
24Ne, 28Mg

Ура́н-232 (англ. uranium-232) — радиоактивный нуклид химического элемента урана с атомным номером 92 и массовым числом 232. Благодаря длинной цепи распада и большему, чем у большинства других изотопов, удельному энерговыделению, уран-232 является перспективным нуклидом для применения в радиоизотопных источниках энергии.

Активность одного грамма этого нуклида составляет приблизительно 827,38 ГБк.

Образование и распад[править | править код]

Уран-232 образуется в результате следующих распадов:

  • α-распад нуклида 236Pu (период полураспада составляет 2,858(8)[2] года):

Распад урана-232 происходит по следующим направлениям:

энергия испускаемых α-частиц 5 263,36 кэВ (в 31,55 % случаев) и 5 320,12 кэВ (в 68,15 % случаев)[3].

Получение[править | править код]

Уран-232 образуется в качестве побочного продукта при наработке урана-233 путём бомбардировки нейтронами тория-232. Наряду с реакцией образования урана-233, в облучаемом ториевом топливе происходят следующие побочные реакции:

Ввиду того, что эффективное сечение реакций (n, 2n) для тепловых нейтронов мало, выход урана-232 зависит от наличия значительного количества быстрых нейтронов (с энергией не менее 6 МэВ).

Если в ториевом топливе присутствует в значительных количествах нуклид торий-230, то образование урана-232 дополняется следующей реакцией, идущей с тепловыми нейтронами:

Так как наличие урана-232 в облученном топливе затрудняет безопасность работы с ним (см. раздел «Применение»), для снижения образования урана-232 необходимо использовать ториевое топливо с минимальной концентрацией тория-230[4].

Применение[править | править код]

Уран-232 является родоначальником длинной цепочки распада, в которую входят нуклиды-излучатели жёстких гамма-квантов[5]:

232U (α; 68,9 года)
228Th (α; 1,9 года)
224Ra (α; 3,6 суток; испускает γ-квант 0,24 МэВ в 4,10 % случаев распада)
220Rn (α; 56 с; γ 0,55 МэВ, 0,114 %)
216Po (α; 0,15 с)
212Pb (β−; 10,64 часа)
212Bi (α; 61 мин; γ 0,73 МэВ, 6,67 %; γ 1,62 МэВ, 1,47 %)
208Tl (β−; 3 мин; γ 2,6 МэВ, 99,16 %; γ 0,58 МэВ, 84,5 %)
208Pb (стабильный)

Быстрая последовательность распадов, начинающихся с радия-224, сопровождается значительным количеством гамма-излучения, при этом около 85 % всей энергии гамма-излучения образуется при распаде таллия-208, излучающего преимущественно гамма-кванты с энергией 2,6 МэВ[4]. Данная особенность приводит к тому, что наличие урана-232 в качестве примеси к урану-233 является крайне нежелательным, повышая опасность работы с ним.

С другой стороны, высокое удельное энерговыделение делает этот нуклид чрезвычайно перспективным для использования в радиоизотопных источниках энергии.

См. также[править | править код]

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 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.
  3. Свойства 232U на сайте IAEA (International Atomic Energy Agency)
  4. 1 2 Carey Sublette. Nuclear Weapons Frequently Asked Questions (англ.). nuclearweaponarchive.org. Проверено 25 мая 2010. Архивировано 26 апреля 2012 года.
  5. Таблица нуклидов на сайте МАГАТЭ
Легче:
уран-231
Уран-232 является
изотопом урана
Тяжелее:
уран-233
Изотопы элементов · Таблица нуклидов