Uran-232
Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 22. října 2019; ověření vyžaduje 1 úpravu .| Uran-232 | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Jméno, symbol | Uran-232, 232 U | ||||||||
| Neutrony | 140 | ||||||||
| Vlastnosti nuklidů | |||||||||
| Atomová hmotnost | 232.0371562(24) [1] a. jíst. | ||||||||
| hromadný defekt | 34 610,7(22) [1] k eV | ||||||||
| Specifická vazebná energie (na nukleon) | 7 611,892(10) [1] keV | ||||||||
| Poločas rozpadu | 68,9(4) [2] let | ||||||||
| Produkty rozkladu | 228th _ | ||||||||
| Rodičovské izotopy |
232 Pa ( β − ) 232 Np ( β + ) 236 Pu ( α ) |
||||||||
| Spin a parita jádra | 0 + [2] | ||||||||
|
|||||||||
| Tabulka nuklidů | |||||||||
Uran-232 ( anglicky uranium-232 ) je radioaktivní nuklid chemického prvku uranu s atomovým číslem 92 a hmotnostním číslem 232. Díky dlouhému rozpadovému řetězci a specifickému uvolňování energie většímu než u většiny ostatních izotopů je uran-232 slibný nuklid pro použití v radioizotopových zdrojích energie .
Aktivita jednoho gramu tohoto nuklidu je přibližně 827,38 GBq .
Vznik a rozpad
Uran-232 vzniká v důsledku následujících rozpadů:
- β + -rozpad nuklidu 232 Np (poločas rozpadu je 14,7(3) [2] min):
- β - rozpad nuklidu 232 Pa (poločas rozpadu je 1,31(2) [2] dnů):
Rozpad uranu-232 probíhá následujícími způsoby:
energie emitovaných α-částic je 5263,36 keV (v 31,55 % případů) a 5320,12 keV (v 68,15 % případů) [3] .
- Spontánní štěpení (pravděpodobnost menší než 1⋅10 −12 %) [2] ;
- Rozpad klastru za vzniku nuklidu 28 Mg (pravděpodobnost rozpadu menší než 5⋅10 −12 %) [2] :
- Rozpad klastru za vzniku nuklidu 24 Ne (pravděpodobnost rozpadu 8,9(7)⋅10 −10 %) [2] :
Získání
Uran-232 vzniká jako vedlejší produkt při výrobě uranu-233 bombardováním thoria-232 neutrony . Spolu s tvorbou uranu-233 dochází v ozářeném thoriovém palivu k následujícím vedlejším reakcím:
![{\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)
Vzhledem k tomu, že efektivní průřez pro reakce (n, 2n) pro tepelné neutrony je malý, závisí výtěžnost uranu-232 na přítomnosti značného množství rychlých neutronů (s energií minimálně 6 MeV) .
Pokud je nuklid thoria-230 přítomen ve významných množstvích v thoriovém palivu , pak je tvorba uranu-232 doplněna následující reakcí, která probíhá s tepelnými neutrony:
![{\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)
Vzhledem k tomu, že přítomnost uranu-232 v ozářeném palivu znesnadňuje bezpečnou práci s ním (viz část "Aplikace"), je pro snížení tvorby uranu-232 nutné používat thoriové palivo s minimální koncentrací thoria- 230 [4] .
Aplikace
Uran-232 je předchůdcem dlouhého rozpadového řetězce, který zahrnuje nuklidy-zářiče tvrdých gama kvant [5] :
232 U (α; 68,9 let) 228 Th (α; 1,9 roku) 224 Ra (α; 3,6 dne; vyzařuje γ-paprsky 0,24 MeV ve 4,10 % případů rozpadu) 220 Rn (a; 56 s; y 0,55 MeV, 0,114 %) 216 Po (α; 0,15 s) 212 Pb (β−; 10,64 hodin) 212 Bi (a; 61 min; y 0,73 MeV, 6,67 %; y 1,62 MeV, 1,47 %) 208 Tl (β-; 3 min; γ 2,6 MeV, 99,16 %; γ 0,58 MeV, 84,5 %) 208 Pb (stabilní)Rychlý sled rozpadů, počínaje radiem-224, je doprovázen značným množstvím gama záření, přičemž asi 85 % veškeré energie gama záření pochází z rozpadu thalia-208, které vyzařuje převážně 2,6 MeV gama záření [4]. . Tato vlastnost vede k tomu, že přítomnost uranu-232 jako nečistoty uranu-233 je krajně nežádoucí, což zvyšuje nebezpečí práce s ním.
Na druhou stranu, vysoké uvolňování specifické energie činí tento nuklid extrémně slibným pro použití v radioizotopových zdrojích energie .
Viz také
Poznámky
- ↑ 1 2 3 4 5 Audi G. , Wapstra AH , Thibault C. Hodnocení atomové hmotnosti AME2003 (II). Tabulky, grafy a odkazy (anglicky) // Nuclear Physics A . - 2003. - Sv. 729 . - str. 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 Hodnocení jaderných a rozpadových vlastností NUBASE // Nuclear Physics A. - 2003. - T. 729 . - S. 3-128 . - doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 . - .
- ↑ Vlastnosti 232 U na webu IAEA (Mezinárodní agentura pro atomovou energii) (nepřístupný odkaz)
- ↑ 1 2 Carey Sublette. Nukleární zbraně – často kladené otázky . nukleárníweaponarchive.org. Získáno 25. května 2010. Archivováno z originálu dne 26. dubna 2012.
- ↑ Tabulka nuklidů na webu MAAE (nepřístupný odkaz) . Získáno 25. května 2010. Archivováno z originálu 10. června 2010.
