Уран-232 — Википедия
Уран-232 | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Название, символ | Уран-232, 232U | ||||||||
Нейтронов | 140 | ||||||||
Свойства нуклида | |||||||||
Атомная масса | 232,0371562(24)[1] а. е. м. | ||||||||
Дефект 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] | ||||||||
| |||||||||
Таблица нуклидов |
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 ГБк, или 22,4 кюри.
Образование и распад
[править | править код]Уран-232 образуется в результате следующих распадов:
Распад урана-232 происходит по следующим направлениям:
- α-распад в 228Th (вероятность почти 100 %[2], энергия распада 5 413,63(9) кэВ[1], энергия испускаемых α-частиц 5263,36 кэВ (в 31,55 % случаев) и 5320,12 кэВ (в 68,15 % случаев)[3]):
- Кластерный распад с образованием нуклида 24Ne (вероятность распада 8,9(7)⋅10−10 %)[2]:
Предсказаны, однако в эксперименте достоверно не наблюдались следующие моды распадов:
- Спонтанное деление (вероятность менее 1⋅10−12 %)[2];
- Кластерный распад с образованием нуклида 28Mg (вероятность распада менее 5⋅10−12 %)[2]:
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 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. — .
- ↑ 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. — .
- ↑ Свойства 232U на сайте IAEA (International Atomic Energy Agency) (недоступная ссылка)
- ↑ 1 2 Carey Sublette. Nuclear Weapons Frequently Asked Questions (англ.). nuclearweaponarchive.org. Дата обращения: 25 мая 2010. Архивировано 26 апреля 2012 года.
- ↑ Таблица нуклидов на сайте МАГАТЭ . Дата обращения: 25 мая 2010. Архивировано из оригинала 10 июня 2010 года.
![]() | В другом языковом разделе есть более полная статья Uranium-232 (англ.). |