Ուրան-238

Անվան այլ կիրառումների համար տես՝ Ուրան

Ուրան-238-ի տրոհման շղթա

Ուրան-238 կամ ²³⁸U, կամ U-238 (անգլ.՝ uranium-238), պատմական անունը Ուրան առաջին (լատ.՝ Uranium I, պայմանական նշանակումը U_I), Մենդելեևի պարբերական աղյուսակի ուրան ռադիոակտիվ քիմիական տարրի բնության մեջ ամենատարածված ռադիոակտիվ իզոտոպ, ատոմական համարը 92 ատոմային զանգվածը 238: Չի ճեղքվում, սակայն միջուկային վառելիք է ծառայում բարդ ռեակտորների համար։ Այն կարող է կլանել դանդաղ նեյտրոնները և երկու բետա-տրոհումից հետո փոխարկվել ճեղքվող Պլուտոնիում-239-ի։ ²³⁸U-ը արագ նեյտրոնների ազդեցությամբ ճեղքվող է, բայց չի կարող նպաստել շղթայական ռեակցիային, քանի որ ոչառաձգական ցրումը փոքրացնում է նեյտրոնների էներգիան նվազագույն սահմանից ներքև, որտեղ հնարավոր է մեկ կամ մի քանի ակտիվ կենտրոնների ճեղքումը։ Բնության մեջ Ուրան-238-ի իզոտոպային տարածվածությունը 99,2745(106) % է: Ռադիումի շարք կոչվող 4n+2 զանգվածային թվերով իզոտոպներից բաղկացած ռադիոակտիվ շարքի առաջին տարրն է (նախամայրը)։ Այդ նուկլիդի մեկ գրամի ակտիվությունը կազմում է մոտ 12,5 կԲք:

Տրոհում

Ուրան-238 -ի նմուշ

Ուրան-238 -ը առաջանում է հետևյալ ռադիոակտիվ տրոհումների արդյունքում.

• ²³⁸Pa նուկլիդի β⁻ տրոհում (կիսատրոհման պարբերությունը՝ 2,27(9) րոպե).

$\mathrm {^{238}_{91}Pa} \rightarrow \mathrm {^{238}_{92}U} +e^{-}+{\bar {\nu }}_{e};$

• ²⁴²Pu նուկլիդի α-տրոհում (կիսատրոհման պարբերությունը՝ 3,75(2)·105 տարի).

$\mathrm {^{242}_{94}Pu} \rightarrow \mathrm {^{238}_{92}U} +\mathrm {^{4}_{2}He} .$

Ուրան-238 -ի տրոհումը իրականանում է հետևյալ ուղղություններով.

• Ալֆա-տրոհում թորիումի ²³⁴Th իզոտոպի (հավանականությունը՝ 100 %, տրոհման էներգիան՝ 4 269,7(29) կԷՎ)։

$\mathrm {^{238}_{92}U} \rightarrow \mathrm {^{234}_{90}Th} +\mathrm {^{4}_{2}He} ;$

անջատվող α-տարրերի էներգիան՝ 4 151 կԷՎ (21 % դեպքերում) և 4 198 կԷՎ (79 % դեպքերում).

• ինքնակամ տրոհում (հավանականությունը՝ 5,45(7)·10×10⁻⁵ %)
• կրկնակի β⁻-տրոհում ²³⁸Pu -ի (հավանականությունը՝ 2,2(7)·10×10⁻¹⁰ %, տրոհման էներգիան՝ 1 144,2(12) կԷՎ)

$\mathrm {^{238}_{92}U} \rightarrow \mathrm {^{238}_{94}Pu} +2e^{-}+2{\bar {\nu }}_{e}.$

Նուկլիդներ (%-ով)	Իզոտոպներ
100,044 %	206Pb
1,89 x 10-6 %	205Tl
2,6 x 10-9 %	208Pb
1,7 x 10-28 %	160Dy
1,1 x 10-32 %	140Ce
Անհայտ %	172Yb, 176Hf, 152Sm, 180Hf, 156Gd, 168Er, 164Dy

Իզոմերներ

Հայտնի է միայն ²³⁸Um իզոմերը հետևյալ բնութագիրներով.

• ավելցուկային զանգվածը 49 866,8(20) կԷՎ
• գրգռման էներգիա՝ 2 557,9(5) կԷՎ
• կիսա-տրոհման պարբերությունը՝ 280(6) նվրկ
• սպին և միջուկի զույգությունը՝ 0+

Իզոմերային տրոհումը կատարվում է հետևյալ ճանապարհով.

• իզոմերային անցում հիմնական վիճակի
• ինքնակամ տրոհում (հավանականությունը՝ 2,6(4) %)
• α-տրոհում (հավանականությունը 0,5 %-ից ցածր)։

Կիրառություն

Ուրան-238 -ը կիրառվում է որպես ռեակտոր-բազմապատկիչների վառելիք, օրինակ, արագ նեյտրոնների БН-600 ռեակտորներում։

Տես նաև

• Ուրանի իզոտոպներ
• Ուրան-235
• Ուրան
• Իգոր Կուրչատով

Գրականություն

• Введение в использование методологии ИНПРО для оценки ядерно-энергетических систем. Технические доклады. Серия изданий МАГАТЭ по ядерной энергии.
• Опыт и перспективы использования высокоточной скважинной термометрии. ПЕРИОДИЧЕСКИЙ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ НАЦИОНАЛЬНОГО ЯДЕРНОГО ЦЕНТРА РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ВЫПУСК 1(45), МАРТ 2011

Արտաքին հղումներ

Uranium, Radioactive NLM Hazardous Substances Databank.