Loading AI tools
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.
| 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 | |||||||||
Активность одного грамма этого нуклида составляет приблизительно 827 ГБк, или 22,4 кюри.
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]:
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:
![{\displaystyle \mathrm {^{232}_{90}Th} (n,\gamma )\rightarrow \mathrm {^{233}_{90}Th} {\xrightarrow[{22,3\ {\text{мин}}}]{\beta ^{-}\ 1,243\ {\text{МэВ}}}}\mathrm {^{233}_{91}Pa} {\xrightarrow[{26,967\ {\text{сут}}}]{\beta ^{-}\ 0,5701\ {\text{МэВ}}}}\mathrm {^{233}_{92}U} (n,2n)\rightarrow \mathrm {^{232}_{92}U} ;}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/5f3a6ae3e40ca326e6bacffc72c183c59fefbc0a)
![{\displaystyle \mathrm {^{232}_{90}Th} (n,\gamma )\rightarrow \mathrm {^{233}_{90}Th} {\xrightarrow[{22,3\ {\text{мин}}}]{\beta ^{-}\ 1,243\ {\text{МэВ}}}}\mathrm {^{233}_{91}Pa} (n,2n)\rightarrow \mathrm {^{232}_{91}Pa} {\xrightarrow[{1,31\ {\text{сут}}}]{\beta ^{-}\ 1,337\ {\text{МэВ}}}}\mathrm {^{232}_{92}U} ;}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/cf86bbeb5637f63883f6fe96103f388122d47c31)
![{\displaystyle \mathrm {^{232}_{90}Th} (n,2n)\rightarrow \mathrm {^{231}_{90}Th} {\xrightarrow[{25,52\ {\text{ч}}}]{\beta ^{-}\ 0,3916\ {\text{МэВ}}}}\mathrm {^{231}_{91}Pa} (n,\gamma )\rightarrow \mathrm {^{232}_{91}Pa} {\xrightarrow[{1,31\ {\text{сут}}}]{\beta ^{-}\ 1,337\ {\text{МэВ}}}}\mathrm {^{232}_{92}U} .}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/d78b2252fd8e926bdfbc461c1b912bd8bbcbdf28)
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:
![{\displaystyle \mathrm {^{230}_{90}Th} +_{0}^{1}n\rightarrow \mathrm {^{231}_{90}Th} {\xrightarrow[{25,52\ {\text{ч}}}]{\beta ^{-}\ 0,3916\ {\text{МэВ}}}}\mathrm {^{231}_{91}Pa} (n,\gamma )\rightarrow \mathrm {^{232}_{91}Pa} {\xrightarrow[{1,31\ {\text{сут}}}]{\beta ^{-}\ 1,337\ {\text{МэВ}}}}\mathrm {^{232}_{92}U} .}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/16fb6c05f5b3065c07d7b429519b0fc996aeda6e)
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].
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.
Wikiwand in your browser!
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
