鈾的同位素

鈾是一個天然放射性元素，沒有任何穩定的同位素，但是有兩個同位素擁有非常長的半衰期，分別是鈾-235和鈾-238，其與衰變產物鈾-234分佈在地殼中，其數量也不少。存於自然界的鈾其相對原子質量為238.02891(3)。

主要的鈾同位素

同位素 衰變 豐度 半衰期 (t1/2) 方式 能量 （MeV） 產物 230U 人造 20.23 天 α 5.993 226Th 232U 人造 68.9 年 α 5.414 228Th CD 62.309 208Pb 233U 痕量 1.5919×105 年 α 4.909 229Th 234U 0.0054% 2.455×105 年 α 4.858 230Th SF — — 235U 0.7204% 7.04×108 年 α 4.678 231Th SF — — 236U 痕量 2.342×107 年 α 4.572 232Th SF — — 237U 痕量 6.752 天 β− 0.519 237Np 238U 99.2742% 4.463×109 年 α 4.270 234Th SF — — β−β− 1.145 238Pu 239U 痕量 23.45 分鐘 β− 1.262 239Np
標準原子質量（英語：Standard atomic weight） (Ar, 標準)	7002238028910000000♠238.02891(3)[1]
←Pa（91） Np（93）→
檢視 討論 編輯

鈾-215與鈾-216

鈾-215與鈾-216都是鈾放射性同位素，是日本理化學研究所的團隊在2014年嘗試合成重元素鈽的同位素時所發現的新的鈾同位素。

2014年日本理研在應合成鈽-220，然後發現鈾-216是鈽-220的衰變產物，接着理研究開始研究鈾-216，並且嘗試利用氪撞擊鋇靶合成鈾-216，反應方程式如下：

${\displaystyle \,_{36}^{82}\mathrm {Kr} +\,_{56}^{136,137,138}\mathrm {Ba} \to \,_{92}^{216}\mathrm {U} ^{*}\ }$

然後又發現了鈾-215。

${\displaystyle \,_{36}^{82}\mathrm {Kr} +\,_{56}^{137}\mathrm {Ba} \to \,_{92}^{216}\mathrm {U} +\,{3}_{0}^{1}\mathrm {n} \,\qquad {0.19}_{-0.16}^{+0.44}\mathrm {nb} \,}$

${\displaystyle \,_{36}^{82}\mathrm {Kr} +\,_{56}^{136}\mathrm {Ba} \to \,_{92}^{215}\mathrm {U} +\,{3}_{0}^{1}\mathrm {n} \,\qquad {0.34}_{-0.22}^{+0.49}\mathrm {nb} \,}$

鈾-215的半衰期約為2.24毫秒、鈾-216的半衰期較長，約為4.3毫秒，兩者都會通過α衰變衰變成釷。

鈾-232

鈾的同位素，²³²U

基本
符號	232U
名稱	鈾的同位素、U-232、U-232
原子序	92
中子數	140
核素數據
半衰期	68.9 年
母同位素	236Pu (α) 232Np (β+) 232Pa
衰變產物	228Th
鈾的同位素 完整核素表

鈾-232（232
92U
140、232
U
、U-232）是鈾的一種同位素，具有68年10個月又24天的半衰期，是釷循環（英語：Thorium fuel cycle）的副產物。由於鈾-232可以製成使用鈾-233裂變的核武器，而且鈾-232的衰變產物會放出強烈的γ輻射，也使得鈾-233的污染十分難以處理，因此它已被列為核武器擴散的管制物品。

透過釷-232照射中子而合成的鈾-233必會有少量的鈾232雜質，因為鈾-233與鏷-233本身會有(n,2n)的寄生反應：

²³²Th (n,γ) ²³³Th (β−) ²³³Pa (β−) ²³³U (n,2n) ²³²U

²³²Th (n,γ) ²³³Th (β−) ²³³Pa (n,2n) ²³²Pa (β−) ²³²U

鈾-232的衰變鏈會迅速產生強烈的伽瑪射線，可以做為伽瑪射線源：

²³²U (α衰變, 68.9 年)

²²⁸Th (α衰變, 1.9 年)

²²⁴Ra (α衰變, 3.6 天 , 0.24 MeV) (到了這個同位素後，衰變鏈與²³²Th相同)

²²⁰Rn (α衰變, 55 秒, 0.54 MeV)

²¹⁶Po (α衰變, 0.15 秒)

²¹²Pb (β⁻衰變, 10.64 小時)

²¹²Bi (α衰變, 61 分鐘, 0.78 MeV)

²⁰⁸Tl (β−衰變, 3 分鐘, 2.6 MeV) (分支比例35.94%)

²⁰⁸Pb (穩定)

因此只用處理鈽用的遮光手套箱進行人工處理是十分危險的。

圖表

符號	歷史 名稱	Z	N	同位素質量（u） [n 1][n 2]	半衰期 [n 1][n 2][n 3]	衰變 方式[2]	衰變 產物 [n 4][n 5]	原子核 自旋[n 1]	相對豐度 （莫耳分率）[n 2]	相對豐度 的變化量 （莫耳分率）
		激發能量[n 1][n 2]
214 U [3]		92	122		0.52 毫秒[3]:3	α	210Th
215 U [4]		92	123		2.24 毫秒	α	211Th	5/2−#
216 U [4][5]		92	124		4.3 毫秒	α	212Th	0+
217 U		92	125	217.02437(9)	26(14) 毫秒 [16(+21−6) 毫秒]	α	213Th	1/2−#
218 U		92	126	218.02354(3)	6(5) 毫秒	α	214Th	0+
219 U		92	127	219.02492(6)	55(25) 微秒 [42(+34−13) 微秒]	α	215Th	9/2+#
221 U		92	129	221.02640(11)#	700# 納秒	α	217Th	9/2+#
						β+ （不常見）	221Pa
222 U		92	130	222.02609(11)#	1.4(7) 微秒 [1.0(+10−4) 微秒]	α	218Th	0+
						β+ (10−6%)	222Pa
223 U		92	131	223.02774(8)	21(8) 微秒 [18(+10−5) 微秒]	α	219Th	7/2+#
224 U		92	132	224.027605(27)	940(270) 微秒	α	220Th	0+
225 U		92	133	225.02939#	61(4) 毫秒	α	221Th	(5/2+)#
226U		92	134	226.029339(14)	269(6) 毫秒	α	222Th	0+
227U		92	135	227.031156(18)	1.1(1) 分鐘	α	223Th	(3/2+)
						β+ (.001%)	227Pa
228U		92	136	228.031374(16)	9.1(2) 分鐘	α (95%)	224Th	0+
						ε (5%)	228Pa
229U		92	137	229.033506(6)	58(3) 分鐘	β+ (80%)	229Pa	(3/2+)
						α (20%)	225Th
230U		92	138	230.033940(5)	20.8 日	α	226Th	0+
						SF (1.4×10−10%)	（不確定）
231U		92	139	231.036294(3)	4.2(1) 日	ε	231Pa	(5/2)(+#)
						α (.004%)	227Th
232 U		92	140	232.0371562(24)	68.9(4) 年	α	228Th	0+
						CD (8.9×10−10%)	208Pb 24Ne
						CD (5×10−12%)	204Hg 28Mg
						SF (10−12%)	（不確定）
233 U		92	141	233.0396352(29)	1.592(2)×105 年	α	229Th	5/2+
						SF (6×10−9%)	（不確定）
						CD (7.2×10−11%)	209Pb 24Ne
						CD (1.3×10−13%)	205Hg 28Mg
234 U [n 6][n 7]	Uranium II	92	142	234.0409521(20)	2.455(6)×105 年	α	230Th	0+	[0.000054(5)][n 8]	0.000050– 0.000059
						SF (1.73×10−9%)	（不確定）
						CD (1.4×10−11%)	206Hg 28Mg
						CD (9×10−12%)	184Hf 26Ne 24Ne
234mU		1421.32(10) keV			33.5(20) 毫秒			6−
235 U [n 9][n 10][n 11]	Actin Uranium Actino-Uranium	92	143	235.0439299(20)	7.04(1)×108 年	α	231Th	7/2−	[0.007204(6)]	0.007198– 0.007207
						SF (7×10−9%)	（不確定）
						CD (8×10−10%)	186Hf 25Ne 24Ne
235mU		0.0765(4) keV			~26 分鐘	IT	235U	1/2+
236 U		92	144	236.045568(2)	2.342(3)×107 年	α	232Th	0+	<10-11
						SF (9.6×10−8%)	（不確定）
236m1U		1052.89(19) keV			100(4) 納秒			(4)−
236m2U		2750(10) keV			120(2) 納秒			(0+)
237U		92	145	237.0487302(20)	6.75(1) 日	β−	237Np	1/2+
238U[n 7][n 9][n 10]	Uranium I	92	146	238.0507882(20)	4.468(3)×109 年	α	234Th	0+	[0.992742(10)]	0.992739– 0.992752
						SF (5.45×10−5%)	（不確定）
						β−β− (2.19×10−10%)	238Pu
238mU		2557.9(5) keV			280(6) 納秒			0+
239U		92	147	239.0542933(21)	23.45(2) 分鐘	β−	239Np	5/2+
239m1U		20(20)# keV			>250 納秒			(5/2+)
239m2U		133.7990(10) keV			780(40) 納秒			1/2+
240U		92	148	240.056592(6)	14.1(1) 小時	β−	240Np	0+
						α (10−10%)	236Th
241U[6]		92	149	241.06031(5)	~40 分鐘[7][8]	β−	241Np	7/2+#
242U		92	150	242.06293(22)#	16.8(5) 分鐘	β−	242Np	0+

←	同位素列表	→
鏷的同位素	鈾的同位素	錼的同位素

註釋

1. 畫上#號的數據代表沒有經過實驗的証明，僅為理論推測。
2. 用括號括起來的數據代表不確定性。
3. 半衰期超過5億年的同位素以粗體表示。
4. 穩定的衰變產物以粗體表示。
5. 半衰期超過5億年的衰變產物以粗斜體表示。
6. 可用於鈾-釷定年（英語：uranium-thorium dating）
7. 可用於鈾-鈾定年
8. ²³⁸U衰變的中等衰變產物
9. 原始（英語：Primordial nuclide）放射性核素
10. 可用於鈾-鉛定年
11. 在核反應堆中是十分重要的燃料

參考文獻

1. Meija, Juris; et al. Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report). Pure and Applied Chemistry. 2016, 88 (3): 265–91. doi:10.1515/pac-2015-0305.
2. Universal Nuclide Chart. nucleonica. [2016-02-19]. （原始內容存檔於2017-02-19）. 含有內容需登入查看的頁面 (link)
3. 張志遠; 楊華彬; 黃明輝; et al. New α-Emitting Isotope 214
   U
   and Abnormal Enhancement of α-Particle Clustering in Lightest Uranium Isotopes. Phys. Rev. Lett. (American Physical Society). 2021-04, 126 (15): 152502–6. doi:10.1103/PhysRevLett.126.152502.
4. "New Isotope Candidates, 215U and 216U" http://www.nishina.riken.jp/researcher/APR/APR047/pdf/xxii.pdf （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
5. "Observation of new neutron-deficient isotopes with Z ≥ 92 in multinucleon transfer reactions" http://inspirehep.net/record/1383747/files/scoap3-fulltext.pdf （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
6. Niwase, T.; Watanabe, Y. X.; Hirayama, Y.; et al. Discovery of New Isotope ²⁴¹U and Systematic High-Precision Atomic Mass Measurements of Neutron-Rich Pa-Pu Nuclei Produced via Multinucleon Transfer Reactions (PDF). Physical Review Letters. 2023, 130 (13): 132502–1–132502–6 [2023-06-28]. S2CID 257976576. doi:10.1103/PhysRevLett.130.132502. （原始內容存檔 (PDF)於2023-08-03）.
7. Mukunth, Vasudevan. In pursuit of a 'magic number', physicists discover new uranium isotope. The Hindu. 2023-04-05 [2023-04-12]. ISSN 0971-751X. （原始內容存檔於2023-06-03） （印度英語）.
8. Yirka, Bob. Previously unknown isotope of uranium discovered. Phys.org. April 5, 2023 [2023-04-12]. （原始內容存檔於2023-06-21） （英語）.

• Isotope masses from Ame2003 Atomic Mass Evaluation by G. Audi, A.H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon in Nuclear Physics A729 (2003).
• Isotopic compositions and standard atomic masses from Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report) （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）. Pure Appl. Chem. Vol. 75, No. 6, pp. 683-800, (2003) and Atomic Weights Revised (2005) （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）.
• Half-life, spin, and isomer data selected from these sources. Editing notes on this article's talk page.
  • Audi, Bersillon, Blachot, Wapstra. The Nubase2003 evaluation of nuclear and decay properties （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）, Nuc. Phys. A 729, pp. 3-128 (2003).
  • National Nuclear Data Center, Brookhaven National Laboratory. Information extracted from the NuDat 2.1 database （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） (retrieved Sept. 2005).
  • David R. Lide (ed.), Norman E. Holden in CRC Handbook of Chemistry and Physics, 85th Edition, online version. CRC Press. Boca Raton, Florida (2005). Section 11, Table of the Isotopes.