Den uran ( U ) har 26 kendte isotoper af masse numre, der spænder fra 217 til 242. Det har også syv nukleare isomerer . Uran er et naturligt forekommende radioaktivt element og har derfor ingen stabil isotop , men det har to urisotoper ( uran 238 og uran 235 ), som har en lang halveringstid og er til stede i mærkbare mængder i skorpen. Jordbaseret , med deres henfaldsprodukt , uran 234 .
Det naturlige uran består af tre hovedisotoper , uran-238 (99,2739 til 99,2752% af naturlig overflod ), uran-235 (fra 0,7198 til 0,7202%) og uran 234 (0,0050 - 0,0059%).
Dens gennemsnitlige atommasse er 238,02891 (3) u .
Blandt de tre mest rigelige og stabile naturlige isotoper er uran 238 med en halveringstid på 4.468 8 × 10 9 a (tæt på Jordens alder ). Uran 235 har en halveringstid på 703,8 × 10 6 a , uran 234 søn af 238 har en halveringstid på 245.000 a . Andre kunstige isotoper produceres, såsom for eksempel uran 232 eller uran 236 dannet i almindelige fissionsreaktorer eller opdrætterreaktorer . Den uran-233 er han rede fra thorium 232 ved at bombe neutroner .
Isotop | Naturlig overflod |
---|---|
238 U | 99,2739 til 99,2752% |
235 U | 0,7198 til 0,7202% |
234 U | 0,0050 til 0,0059% |
Den uran 234 ( 234 U) har en halveringstid 245,500 år og udgør en meget lille del af den naturlige uran. Det er en efterkommer af uran 238 og blev historisk kaldt Uranium II.
Den uran 235 ( 235 U) har en halveringstid på 7,038 x 10 8 år. Det bruges i atomreaktorer til at producere energi ved fission. Det udgør 0,711% naturligt uran. Det blev historisk kaldt actino-uran.
Den uran 238 ( 238 U) er den mest almindelige isotop af uran og stabil, med en halveringstid på 4.4688 milliarder år. Det blev historisk kaldt uran I.
Når det bombarderes med en neutron, bliver det efter flere trin til plutonium 239 :
Da de naturlige Oklo- reaktorer begyndte at fungere 1,95 × 10 for 9 år siden, var uran 235-indholdet af uran på land 3,66%; da Jorden blev dannet, var den næsten 32%. På tidspunktet for eksplosionen af supernova - angiveligt unik - der produceres de tunge materiale, der findes på jorden og i solsystemet, der er 1,65 gange mere uran 235 atomer end uran 238 dannet i eksplosionen efter eksplosionen modellering . Dette svarer til en "berigelse" i uran 235 med hensyn til det samlede 235 U + 238 U på: 1,65 / (1 + 1,65) = 62,3%. Eksplosionen kan derfor dateres: 5.366 × 10 for 9 år siden. Uran-238 er en α-emitter , og den henfalder via de 18 medlemmer af uran 238 's henfaldskæde til at lede 206 . Den uran 235 henfaldskæde har 15 medlemmer og ender på bly 207 . De konstante henfaldshastigheder i disse serier muliggør ved at sammenligne forældre / barn-isotopforholdene med radiometrisk datering . 235 U- isotopen er vigtig, både for civil og militær atomkraft , fordi den er den eneste naturlige fissile isotop i mærkbar mængde. 238 U- isotopen er også vigtig, fordi den kan absorbere neutroner og danne en radioisotop, som derefter henfalder til plutonium 239 , som også er fissil.
Uranium 232Den uran 232 ( 232 U) er isotopen hvis kerne består af 92 protoner og 140 neutroner . Det har en halveringstid på 68,9 år og er et biprodukt af thoriumcyklussen .
Uran 233Den uran 233 ( 233 U) er isotopen hvis kerne består af 92 protoner og 141 neutroner . Det har en halveringstid på 159.200 år.
Uranium 236Den uran 236 ( 236 U) er isotopen hvis kerne består af 92 protoner og 144 neutroner . Alfa-emitter i thorium 4 n + 0 henfaldskæde . Den har en halveringstid på 23,42 millioner år.
Uran 237Den uran 237 ( 237 U) er isotopen hvis kerne består af 92 protoner og 145 neutroner . Det har en halveringstid på 6,75 dage.
Uranium 239Uran 239 ( 239 U) er den isotop, hvis kerne består af 92 protoner og 147 neutroner . Det produceres normalt ved at udsætte 238 U for en neutronstråle i en atomreaktor. 239 U har en halveringstid på ca. 23,45 minutter og henfalder i neptunium-239 efter [[β Radioaktivitet # Disintegration β- | desintegration β - ]], med en samlet henfald energi på ca. 1,29 MeV . Det mest almindelige gamma-henfald ved 74.660 keV repræsenterer energiforskellen mellem de to vigtigste beta-emissionskanaler ved 1,28 og 1,21 MeV .
239 Np henfalder derefter til plutonium 239 , fissilt (brugt i civil og militær atomkraft).
Isotop symbol |
Z ( p ) | N ( n ) | Isotopisk masse | Halvt liv | Forfaldstilstand (er) |
Isotop (er)
søn |
Nukleart spin |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Spændingsenergi | |||||||
217 U | 92 | 125 | 217.02437 (9) | 26 (14) ms [16 (+ 21-6) ms] |
1 / 2- # | ||
218 U | 92 | 126 | 218.02354 (3) | 6 (5) ms | a | 214 Th | 0+ |
219 U | 92 | 127 | 219.02492 (6) | 55 (25) ms [42 (+ 34-13) ms] |
a | 215 Th | 9/2 + # |
220 U | 92 | 128 | 220.02472 (22) # | 60 # ns | a | 216 Th | 0+ |
β + (sjælden) | 220 Pa | ||||||
221 U | 92 | 129 | 221.02640 (11) # | 700 # ns | a | 217 Th | 9/2 + # |
β + (sjælden) | 221 Pa | ||||||
222 U | 92 | 130 | 222.02609 (11) # | 1.4 (7) os [1.0 (+ 10-4) os] |
a | 218 Th | 0+ |
β + (10 −6 % ) | 222 Pa | ||||||
223 U | 92 | 131 | 223.02774 (8) | 21 (8) os [18 (+ 10-5) os] |
a | 219 Th | 7/2 + # |
224 U | 92 | 132 | 224.027605 (27) | 940 (270) os | a | 220 Th | 0+ |
225 U | 92 | 133 | 225.02939 # | 61 (4) ms | a | 221 Th | (5/2 +) # |
226 U | 92 | 134 | 226.029339 (14) | 269 (6) ms | a | 222 Th | 0+ |
227 U | 92 | 135 | 227.031156 (18) | 1.1 (1) min | a | 223 Th | (3/2 +) |
β + (0,001%) | 227 Pa | ||||||
228 U | 92 | 136 | 228.031374 (16) | 9,1 (2) min | α (95%) | 224 Th | 0+ |
EF (5%) | 228 Pa | ||||||
229 U | 92 | 137 | 229.033506 (6) | 58 (3) min | β + (80%) | 229 Pa | (3/2 +) |
α (20%) | 225 th | ||||||
230 U | 92 | 138 | 230.033940 (5) | 20,8 d | a | 226 Th | 0+ |
FS (1,4 × 10 −10 % ) | (forskellige) | ||||||
β + β + (sjælden) | 230 Th | ||||||
231 U | 92 | 139 | 231.036294 (3) | 4.2 (1) d | DET HER | 231 Pa | (5/2) (+ #) |
α (0,004%) | 227 Th | ||||||
232 U | 92 | 140 | 232.0371562 (24) | 68,9 (4) a | a | 228 Th | 0+ |
DC (8,9 × 10 −10 % ) |
208 Pb 24 Ne |
||||||
DC (5 × 10 −12 % ) |
204 Hg 28 mg |
||||||
FS (10 −12 % ) | (forskellige) | ||||||
233 U | 92 | 141 | 233.0396352 (29) | 1.592 (2) × 10 5 a | a | 229 Th | 5/2 + |
FS (6 × 10 −9 % ) | (forskellige) | ||||||
DC (7,2 × 10 −11 % ) |
209 Pb 24 Ne |
||||||
DC (1,3 x 10 -13 % ) |
205 Hg 28 mg |
||||||
234 U | 92 | 142 | 234.0409521 (20) | 2.455 (6) × 10 5 a | a | 230 Th | 0+ |
FS (1,73 × 10 −9 % ) | (forskellige) | ||||||
DC (1,4 × 10 −11 % ) |
206 Hg 28 mg |
||||||
DC (9 × 10 −12 % ) |
184 Mf 26 Ne 24 Ne |
||||||
234m U | 1421,32 (10) keV | 33,5 (20) ms | 6- | ||||
235 U | 92 | 143 | 235.0439299 (20) | 7,04 (1) × 10 8 a | a | 231 Th | 7 / 2- |
FS (7 × 10 −9 % ) | (forskellige) | ||||||
DC (8 × 10 −10 % ) |
186 Mf 25 Ne 24 Ne |
||||||
235m U | 0,0765 (4) keV | ~ 26 min | DET | 235 U | 1/2 + | ||
236 U | 92 | 144 | 236.045568 (2) | 2.342 (3) × 107 a | a | 232 Th | 0+ |
FS (9,6 × 10 −8 % ) | (forskellige) | ||||||
236m1 U | 1052,89 (19) keV | 100 (4) ns | (4) - | ||||
236m2 U | 2750 (10) keV | 120 (2) ns | (0+) | ||||
237 U | 92 | 145 | 237.0487302 (20) | 6,75 (1) d | β - | 237 Np | 1/2 + |
238 U | 92 | 146 | 238.0507882 (20) | 4.468 (3) × 10 9 a | a | 234 Th | 0+ |
FS (5,45 × 10 -5 % ) | (forskellige) | ||||||
β - β - (2,19 × 10 -10 % ) | 238 Pu | ||||||
238m U | 2557,9 (5) keV | 280 (6) ns | 0+ | ||||
239 U | 92 | 147 | 239.0542933 (21) | 23.45 (2) min | β - | 239 Np | 5/2 + |
239m1 U | 20 (20) # keV | > 250 ns | (5/2 +) | ||||
239m2 U | 133,7990 (10) keV | 780 (40) ns | 1/2 + | ||||
240 U | 92 | 148 | 240.056592 (6) | 14,1 (1) t | β - | 240 Np | 0+ |
α (10 -10 % ) | 236 Th | ||||||
241 U | 92 | 149 | 241.06033 (32) # | 5 min | β - | 241 Np | 7/2 + # |
242 U | 92 | 150 | 242.06293 (22) # | 16,8 (5) min | β - | 242 Np |
-Atom henfaldskonstanten bruges til at beregne den tid, det tager for et atom eller en gruppe af atomer at henfalde. Det betegnes ʎ (lambda på græsk) og er en del af følgende ligning: N (t) = N * e (-ʎ * t), hvor N er det indledende antal radioaktive atomer, og e (-ʎ * t) er eksponentiel for ʎ * tid. Vi kan beregne ʎ ved at udføre følgende operation
ʎ = Ln (2) / t 1/2, Ln den naturlige logaritme på 2 og t 1/2 atomets halveringstid
For eksempel med uran 237, ʎ = Ln (2) / 6,75 dage = Ln (2) / (9/487) år = 37,5069641 år eksponent -1
Hvis vi for eksempel havde 100 g uran 237, og vi vil finde ud af, hvor mange der vil være om 1243 år, udfører vi følgende operation:
N (1243 år) = 100 g * eksp (37.5069641 * 1243) = 12,6 g, dvs. et lille antal gram uran 237 atomer.
1 | H | Hej | ||||||||||||||||||||||||||||||
2 | Li | Være | B | VS | IKKE | O | F | Født | ||||||||||||||||||||||||
3 | Ikke relevant | Mg | Al | Ja | P | S | Cl | Ar | ||||||||||||||||||||||||
4 | K | Det | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Eller | Cu | Zn | Ga | Ge | Es | Se | Br | Kr | ||||||||||||||
5 | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | CD | I | Sn | Sb | Du | jeg | Xe | ||||||||||||||
6 | Cs | Ba | Det | Det her | Pr | Nd | Om eftermiddagen | Sm | Havde | Gd | TB | D y | Ho | Er | Tm | Yb | Læs | Hf | Dit | W | Re | Knogle | Ir | Pt | På | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | På | Rn |
7 | Fr | Ra | Ac | Th | Pa | U | Np | Kunne det | Er | Cm | Bk | Jf | Er | Fm | Md | Ingen | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og |