Какое ядро образуется в результате альфа распада ядра изотопа урана 232 92 u

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 22 февраля 2020 года; проверки требуют 2 правки.

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

В отличие от другого, наиболее распространённого изотопа урана 238U, в 235U возможна самоподдерживающаяся цепная ядерная реакция. Поэтому этот изотоп используется как топливо в ядерных реакторах, а также в ядерном оружии.

Активность одного грамма данного нуклида составляет приблизительно 80 кБк.

Именно этот уран использовался при ядерной бомбардировке Хиросимы, в бомбе «Малыш».

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 22 октября 2019 года; проверки требует 1 правка.

Ура́н-232 (англ. ) — 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.

  1. 1 2 3 4 5 , Wapstra A. H., The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references (англ.) // Nuclear Physics A. — 2003. — . — . — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003. — .
  2. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
  3. Гофман К. Можно ли сделать золото? — 2-е изд. стер. — Л.: Химия, 1987. — С. 130. — 232 с. — Архивная копия от 9 января 2009 на Wayback Machine . Дата обращения: 26 декабря 2009. Архивировано 9 января 2009 года.
  4. Today in science history. Дата обращения: 26 декабря 2009. Архивировано 13 июня 2002 года.
  5. 1 2 3 Фиалков Ю. Я. Применение изотопов в химии и химической промышленности. — Киев: Техніка, 1975. — С. 87. — 240 с. —
  6. Table of Physical and Chemical Constants, Sec 4.7.1: Nuclear Fission. Kaye & Laby Online. Дата обращения: 26 декабря 2009. Архивировано из оригинала 5 марта 2010 года.
  7. Бартоломей Г. Г., Байбаков В. Д., Алхутов М. С., Бать Г. А. Основы теории и методы расчета ядерных энергетических реакторов. — М.: Энергоатомиздат, 1982. — С. 512.

  • Уран-235 используется в качестве топлива для ядерных реакторов, в которых осуществляется управляемая цепная ядерная реакция деления;
  • Уран с высокой степенью обогащения применяется для создания ядерного оружия. В этом случае для высвобождения большого количества энергии (взрыва) используется неуправляемая цепная ядерная реакция.

Задачи на Альфа-распад.

Формула реакции альфа-распада:

Ее также называют правилом смещения

При альфа-распаде образуется новый химический элемент, который на две клетки ближе к началу таблицы Менделеева и альфа-частица
  


При альфа-распаде урана образуется изотоп тория и альфа-частица, найти массовое число изотопа тория:




Пользуясь фрагментом таблицы Менделеева, написать уравнение альфа-распада радия.
Что получается на выходе ядерной реакции?

альфа распад

Показать ответ
    Показать решение
    Видеорешение



Пользуясь фрагментом таблицы Менделеева, написать уравнение альфа-распада радона.
Что получается на выходе ядерной реакции?

альфа распад

Показать ответ
    Показать решение
    Видеорешение



альфа распад

Показать ответ
    Показать решение
    Видеорешение



альфа распад

Показать ответ
    Показать решение
    Видеорешение



Ядро урана претерпевает альфа-распад, а после этого элемент, получившийся на выходе первой ядерной реакции также
претерпевает альфа-распад.Написать две ядерные реакции.Что получается на выходе второй ядерной реакции?

альфа распад
альфа распад

Показать ответ
    Показать решение
    Видеорешение








Образование и распад

Уран-235 образуется в результате следующих распадов:

  • β-распад нуклида 235Pa (период полураспада составляет 24,44(11)[2] мин):
 
  • K-захват, осуществляемый нуклидом 235Np (период полураспада составляет 396,1(12)[2] дня):
 
  • α-распад нуклида 239Pu (период полураспада составляет 2,411(3)⋅104[2] лет):
 

Распад урана-235 происходит по следующим направлениям:

  • α-распад в 231Th (вероятность 100 %[2], энергия распада 4 678,3(7) кэВ[1]):
 
  • Спонтанное деление (вероятность 7(2)⋅10−9 %)[2];
  • Кластерный распад с образованием нуклидов 20Ne, 25Ne и 28Mg (вероятности соответственно составляют 8(4)⋅10−10 %, 8⋅10−10 %, 8⋅10−10 %)[2]:
 
 
 

  1. 1 2 3 4 5 , Wapstra A. H., The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references (англ.) // Nuclear Physics A. — 2003. — . — . — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003. — .
  2. 1 2 3 4 5 6 7 8 9
  3. Свойства 232U на сайте IAEA (International Atomic Energy Agency) (недоступная ссылка)
  4. Carey Sublette. Nuclear Weapons Frequently Asked Questions . nuclearweaponarchive.org. Дата обращения: 25 мая 2010. Архивировано 26 апреля 2012 года.
  5. Таблица нуклидов на сайте МАГАТЭ. Дата обращения: 25 мая 2010. Архивировано из оригинала 10 июня 2010 года.

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)

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

  • Избыток массы: 40 920,6(1,8) кэВ
  • Энергия возбуждения: 76,5(4) эВ
  • Период полураспада: 26 мин
  • Спин и чётность ядра: 1/2+

Распад изомерного состояния осуществляется путём изомерного перехода в основное состояние.

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.

Образование и распад

Уран-234 образуется в результате следующих распадов:

  • β+-распад нуклида 234Np (период полураспада составляет 4,4(1)[2] суток):
 
  • β-распад нуклида 234Pa (период полураспада составляет 6,70(5)[2] ч):
 
  • α-распад нуклида 238Pu (период полураспада составляет 87,7(1)[2] года):
 

Распад урана-234 происходит по следующим направлениям:

  • α-распад в 230Th (вероятность 100 %[2], энергия распада 4 857,7(7) кэВ[1]):
 
  • Спонтанное деление (вероятность 1,73(10)⋅10−9 %)[2].
  • Кластерный распад с образованием нуклида 28Mg (вероятность распада 1,4(3)⋅10−11 %[2], по другим данным 3,9(10)⋅10−11 %[5]):
 
  • Кластерный распад с образованием нуклидов 24Ne и 26Ne (вероятность распада 9(7)⋅10−12 %[2], по другим данным 2,3(7)⋅10−11 %[5]):
 
 

  1. 1 2 3 4 5 , Wapstra A. H., The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references (англ.) // Nuclear Physics A. — 2003. — . — . — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003. — .
  2. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
  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) (недоступная ссылка)
  5. S. P. Tretyakova, Yu. S. Zamyatnin, V. N. Kovantsev, Yu. S. Korotkin, V. L. Mikheev and G. A. Timofeev. Observation of nucleon clusters in the spontaneous decay of 234U (англ.) // Zeitschrift für Physik A Atomic Nuclei : journal. — 1987. — , . — . — doi:10.1007/BF01299687. (недоступная ссылка)
  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.

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:

 

  • 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

Кривая выхода продуктов деления урана-235 для различных энергий делящих нейтронов

Один из вариантов вынужденного деления урана-235 после поглощения нейтрона (схема)

Цепная ядерная реакция

При распаде одного ядра 235U обычно испускается от 1 до 8 (в среднем – 2,416) свободных нейтронов. Каждый нейтрон, образовавшийся при распаде ядра 235U, при условии взаимодействия с другим ядром 235U, может вызвать новый акт распада, это явление называется цепной реакцией деления ядра.

Гипотетически, число нейтронов второго поколения (после второго этапа распада ядер) может превышать 3² = 9. С каждым последующим этапом реакции деления количество образующихся нейтронов может нарастать лавинообразно. В реальных условиях свободные нейтроны могут не порождать новый акт деления, покидая образец до захвата 235U, или будучи захваченными как самим изотопом 235U с превращением его в 236U, так и иными материалами (например, 238U, или образовавшимися осколками деления ядер, такими как 149Sm или 135Xe).

Если в среднем каждый акт деления порождает ещё один новый акт деления, то реакция становится самоподдерживающейся; это состояние называется критическим (см. также Коэффициент размножения нейтронов).

  • увеличить объём образца (для выделенного из руды урана возможно достижение критической массы за счёт увеличения объёма);
  • осуществить разделение изотопов, повысив концентрацию 235U в образце;
  • уменьшить потерю свободных нейтронов через поверхность образца с помощью применения различного рода отражателей;
  • использовать вещество — замедлитель нейтронов для повышения концентрации тепловых нейтронов.

Образование и распад

Уран-232 образуется в результате следующих распадов:

  • β+-распад нуклида 232Np (период полураспада составляет 14,7(3)[2] мин):
 
  • β-распад нуклида 232Pa (период полураспада составляет 1,31(2)[2] суток):
 
  • α-распад нуклида 236Pu (период полураспада составляет 2,858(8)[2] года):
 

Распад урана-232 происходит по следующим направлениям:

  • α-распад в 228Th (вероятность почти 100 %[2], энергия распада 5 413,63(9) кэВ[1]):
 
  • Спонтанное деление (вероятность менее 1⋅10−12 %)[2];
  • Кластерный распад с образованием нуклида 28Mg (вероятность распада менее 5⋅10−12 %)[2]:
 
  • Кластерный распад с образованием нуклида 24Ne (вероятность распада 8,9(7)⋅10−10 %)[2]:
 

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *