Uran-232
Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 22 oktober 2019; verifiering kräver 1 redigering .| Uran-232 | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Namn, symbol | Uran-232, 232 U | ||||||||
| Neutroner | 140 | ||||||||
| Nuklidegenskaper | |||||||||
| Atomisk massa | 232.0371562(24) [1] a. äta. | ||||||||
| massdefekt | 34 610,7(22) [1] k eV | ||||||||
| Specifik bindningsenergi (per nukleon) | 7 611,892(10) [1] keV | ||||||||
| Halva livet | 68.9(4) [2] år | ||||||||
| Förfall produkter | 228:e _ | ||||||||
| Föräldraisotoper |
232 Pa ( β - ) 232 Np ( β + ) 236 Pu ( α ) |
||||||||
| Spinn och paritet av kärnan | 0 + [2] | ||||||||
|
|||||||||
| Tabell över nuklider | |||||||||
Uranium-232 ( eng. uranium-232 ) är en radioaktiv nuklid av det kemiska grundämnet uran med atomnummer 92 och massnummer 232. På grund av den långa sönderfallskedjan och det specifika energiutsläppet större än de flesta andra isotoper är uran-232 en lovande nuklid för användning i radioisotopenergikällor .
Aktiviteten för ett gram av denna nuklid är ungefär 827,38 GBq .
Bildning och förfall
Uran-232 bildas som ett resultat av följande sönderfall:
- β + -sönderfall av nukliden 232 Np (halveringstid är 14,7(3) [2] min):
- β - sönderfall av nukliden 232 Pa (halveringstid är 1,31(2) [2] dagar):
- α-sönderfall av nukliden 236 Pu (halveringstid är 2,858(8) [2] år):
Nedbrytningen av uran-232 sker på följande sätt:
- α-sönderfall i 228 Th (sannolikhet nästan 100 % [2] , sönderfallsenergi 5 413,63(9) keV [1] ):
energin för emitterade α-partiklar är 5263,36 keV (i 31,55 % av fallen) och 5320,12 keV (i 68,15 % av fallen) [3] .
- Spontan fission (sannolikhet mindre än 1⋅10 −12 %) [2] ;
- Klustersönderfall med bildning av nukliden 28 Mg (sönderfallssannolikhet mindre än 5⋅10 −12 %) [2] :
- Klustersönderfall med bildningen av nukliden 24 Ne (sönderfallssannolikhet 8,9(7)⋅10 −10 %) [2] :
Får
Uran-232 bildas som en biprodukt av produktionen av uran-233 genom att bombardera torium-232 med neutroner . Tillsammans med bildningsreaktionen av uran-233 inträffar följande sidoreaktioner i det bestrålade toriumbränslet:
![{\displaystyle \mathrm {^{232}_{90}Th} (n,\gamma )\rightarrow \mathrm {^{233}_{90}Th} {\xrightarrow[{22,3\ min}]{ \beta ^{-}\ 1.243\ MeV}}\mathrm {^{233}_{91}Pa} {\xrightarrow[{26.967\ d}]{\beta ^{-}\ 0.5701\ MeV}} \mathrm {^{233}_{92}U} (n,2n)\rightarrow \mathrm {^{232}_{92}U} ;}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/39669f0a5609b34725b83a6ac5dd6703117e0baf)
![{\displaystyle \mathrm {^{232}_{90}Th} (n,\gamma )\rightarrow \mathrm {^{233}_{90}Th} {\xrightarrow[{22,3\ min}]{ \beta ^{-}\ 1.243\ MeV}}\mathrm {^{233}_{91}Pa} (n,2n)\rightarrow \mathrm {^{232}_{91}Pa} {\xrightarrow[{ 1.31\ d}]{\beta ^{-}\ 1.337\ MeV}}\mathrm {^{232}_{92}U} ;}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/73b6b9cd1ef6d10f4f17e80d54490a23eb076b86)
![{\displaystyle \mathrm {^{232}_{90}Th} (n,2n)\rightarrow \mathrm {^{231}_{90}Th} {\xrightarrow[{25,52\ h}]{\ beta ^{-}\ 0,3916\ MeV}}\mathrm {^{231}_{91}Pa} (n,\gamma )\rightarrow \mathrm {^{232}_{91}Pa} {\xrightarrow [{ 1.31\ d}]{\beta ^{-}\ 1.337\ MeV}}\mathrm {^{232}_{92}U} .}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/6ca2b4666f6ea5c9a8d29ae554c67d8f7ab1f354)
Med tanke på det faktum att det effektiva tvärsnittet för reaktioner (n, 2n) för termiska neutroner är litet, beror utbytet av uran-232 på närvaron av en betydande mängd snabba neutroner (med en energi på minst 6 MeV) .
Om torium-230- nuklid är närvarande i betydande mängder i toriumbränsle , kompletteras bildningen av uran-232 av följande reaktion, som går med termiska neutroner:
![{\displaystyle \mathrm {^{230}_{90}Th} +_{0}^{1}n\rightarrow \mathrm {^{231}_{90}Th} {\xrightarrow[{25,52\ h}]{\beta ^{-}\ 0,3916\ MeV}}\mathrm {^{231}_{91}Pa} (n,\gamma )\rightarrow \mathrm {^{232}_{91} Pa} {\xrightarrow[{1,31\ d}]{\beta ^{-}\ 1,337\ MeV}}\mathrm {^{232}_{92}U} .}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/e03d94746688c6f96434445ee6b0cb8c596aeca4)
Eftersom närvaron av uran-232 i bestrålat bränsle gör det svårt att arbeta med det på ett säkert sätt (se avsnittet "Ansökan"), för att minska bildningen av uran-232, är det nödvändigt att använda toriumbränsle med en lägsta koncentration av torium- 230 [4] .
Applikation
Uran-232 är förfadern till en lång sönderfallskedja, som inkluderar nuklider-utsändare av hårda gammakvanta [5] :
232 U (α; 68,9 år) 228 Th (α; 1,9 år) 224 Ra (α; 3,6 dagar; avger en y-stråle på 0,24 MeV i 4,10 % av fallen med sönderfall) 220 Rn (a; 56 s; y 0,55 MeV, 0,114%) 216 Po (α; 0,15 s) 212 Pb (β−; 10,64 timmar) 212 Bi (a; 61 min; y 0,73 MeV, 6,67 %; y 1,62 MeV, 1,47 %) 208 Tl (β−; 3 min; y 2,6 MeV, 99,16%; y 0,58 MeV, 84,5%) 208 Pb (stabil)Den snabba följden av sönderfall, som börjar med radium-224, åtföljs av en betydande mängd gammastrålning, där cirka 85 % av all gammastrålningsenergi kommer från sönderfallet av tallium-208, som avger övervägande 2,6 MeV gammastrålar [4] . Denna egenskap leder till det faktum att närvaron av uran-232 som en förorening till uran-233 är extremt oönskad, vilket ökar risken för att arbeta med det.
Å andra sidan gör den höga specifika energifrisättningen denna nuklid extremt lovande för användning i radioisotopenergikällor .
Se även
Anteckningar
- ↑ 1 2 3 4 5 Audi G. , Wapstra AH , Thibault C. The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tabeller, grafer och referenser (engelska) // Kärnfysik A . - 2003. - Vol. 729 . - s. 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 AH NUBASE-utvärderingen av kärn- och förfallsegenskaper // Kärnfysik A . - 2003. - T. 729 . - S. 3-128 . - doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 . - .
- ↑ Properties of 232 U på IAEA (International Atomic Energy Agency) webbplats (otillgänglig länk)
- ↑ 1 2 Carey Sublette. Kärnvapen Vanliga frågor . nuclearweaponarchive.org. Hämtad 25 maj 2010. Arkiverad från originalet 26 april 2012.
- ↑ Tabell över nuklider på IAEA:s webbplats (otillgänglig länk) . Hämtad 25 maj 2010. Arkiverad från originalet 10 juni 2010.
