Izotopy uranu
Uran (92U) má 28 známých radioaktivních izotopů, s nukleonovými čísly 216 až 243, a několik jaderných izomerů. Přírodní uran se skládá ze dvou prvotních izotopů s dlouhými poločasy přeměny, 238U a 235U, a z 234U, který je meziproduktem rozpadové řady 238U. Nejstabilnější izotopy jsou 238U (poločas přeměny 4,468×109 let, přirozený výskyt 99,274 %), 235U (7,04×108 let, 0,720 %), 236U (2,342×107 let), 234U (2,455×105 let, 0,005 %) a 233U (1,592×105 let). Všechny ostatní mají poločasy kratší než 70 let, většina pod 1 hodinu.[1]
Uran-238 je alfa zářič, který se uran-radiovou rozpadovou řadou postupně přeměňuje až na 206Pb. Rozpadová řada uranu-235 (aktiniová řada) končí nuklidem 207Pb. Stálý poměr rychlosti přeměn v těchto řadách se dá využít k radioaktivnímu datování. Uran-233 se vyrábí ostřelováním thoria-232 neutrony.
Uran-233
editovatUran-233 je štěpitelný izotop uranu, který se získává z thoria-232. Byl zkoumán pro možné využití v jaderných zbraních a reaktorech, ovšem nikdy nebyl takto použit.[2]
Uran-233 se po absorpci neutronu obvykle štěpí, ale někdy v něm neutron zůstane a utvoří uran-234.
Uran-234
editovatUran-234 je izotop uranu, který v přírodě vzniká jako nepřímý produkt přeměny uranu-238, ale tvoří jen asi 0,005 4 % přírodního uranu, protože má poločas přeměny jen 245 500 let. Obohacený uran má větší obsah tohoto izotopu než přírodní, jelikož v něm 234U vzniká jako vedlejší produkt při obohacování, protože je lehčí než 235U, koncentruje se o něco rychleji. Jeho zvýšené množství je v jaderných reaktorech přípustné, ovšem přepracovaný uran by měl ještě větší obsah 234U, což by nebylo vhodné, jelikož 234U není štěpitelný a absorbuje pomalé neutrony za vzniku 235U.
Uran-235
editovat235U představuje 0,72 % přírodního uranu. Je důležitý pro jaderné elektrárny i jaderné zbraně, neboť jde o jediný dobře štěpitelný přírodní nuklid, jeho jádro tak lze snadno rozbít tepelnými neutrony.
Uran-238
editovat238U je nejběžnější izotop uranu, je také štěpitelný, ovšem má mnohem menší účinný průřez, štěpení je tak mnohem obtížnější a méně účinné; lze z něj však ostřelováním rychlými neutrony získat 239U, který se přeměňuje β− přeměnou na 239Np a to na dobře štěpitelné 239Pu.
Seznam izotopů
editovat| symbol nuklidu |
Z(p) | N(n) | hmotnost izotopu (u) |
poločas přeměny[1] | způsob(y) přeměny[1] |
produkt(y) přeměny[3] |
jaderný spin[1] |
reprezentativní izotopové složení (molární zlomek)[1] |
rozmezí přirozeného výskytu (molární zlomek) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| excitační energie | |||||||||
| 215U[4] | 92 | 123 | 2,24 ms | α | 211Th | -5/2[4] | |||
| 216U | 92 | 124 | 6,1(32) ms | α | 212Th | 0 | |||
| 216mU | 2 240 keV[1] | 1,25(85) ms | α | 212Th | +8 | ||||
| IC | 216U | ||||||||
| 217U | 92 | 125 | 217,024 37(9) | 23,5(135) ms | α | 213Th | |||
| 218U | 92 | 126 | 218,023 54(3) | 590(90) μs | α | 214Th | 0 | ||
| 218mU | 2 105 keV[1] | 685(135) μs | α | 214Th | +8 | ||||
| 219U | 92 | 127 | 219,024 92(6) | 52,5(235) µs | α | 215Th | |||
| 220U | 92 | 128 | 220,024 72(22) | α | 216Th | 0 | |||
| β+ | 220Pa | ||||||||
| 221U | 92 | 129 | 221,026 40(11) | 660(140) ns | α | 217Th | +9/2 | ||
| 222U | 92 | 130 | 222,026 09(11) | 4,7(2) µs | α | 218Th | 0 | ||
| 223U | 92 | 131 | 223,027 74(8) | 20,5(75) µs | α (99,8 %) | 205Fr | |||
| β+ (0,2 %) | 209Ra | ||||||||
| 224U | 92 | 132 | 224,027 605(27) | 0,93(31) ms | α | 220Th | 0 | ||
| 225U | 92 | 133 | 225,029 39 | 95(15) ms | α | 221Th | |||
| 226U | 92 | 134 | 226,029 339(14) | 268(9) ms | α | 222Th | 0 | ||
| 227U | 92 | 135 | 227,031 156(18) | 1,1(1) min | α | 223Th | +3/2 | ||
| 228U | 92 | 136 | 228,031 374(16) | 9,1(2) min | α (>95 %) | 224Th | 0 | ||
| EC (<5 %) | 228Pa | ||||||||
| 229U | 92 | 137 | 229,033 506(6) | 58(3) min | β+ (≈80 %) | 229Pa | +3/2 | ||
| α (≈20 %) | 225Th | ||||||||
| 230U | 92 | 138 | 230,033 940(5) | 20,8 d | α (>99,999 %) | 226Th | 0 | ||
| SF (<10−10 %) | různé | ||||||||
| 24Ne (5×10−12 %) | 206Pb | ||||||||
| 231U | 92 | 139 | 231,036 294(3) | 4,2(1) d | EC (≈99,996 %) | 231Pa | -5/2 | ||
| α (≈0,004 %) | 227Th | ||||||||
| 232U | 92 | 140 | 232,037 156 2(24) | 68,9(4) r | α (>99,999 %) | 228Th | 0 | ||
| 24Ne (9×10−10 %) | 208Pb | ||||||||
| SF (3×10−12 %) | různé | ||||||||
| 233U | 92 | 141 | 233,039 635 2(29) | 1,592(2)×105 r | α (>99,999 %) | 229Th | +5/2 | ||
| 24Ne (9×10−10 %) | 209Pb | ||||||||
| SF (<6×10−11 %) | 209Pb | ||||||||
| 28Mg (<10−13 %) | 205Hg | ||||||||
| 234U[5] | 92 | 142 | 234,040 952 1(20) | 2,455(6)×105 r | α | 230Th | 0 | 5,4(5)×10−5[6] | 5,0–5,9×10−5 |
| SF (1,6×10−9 %) | různé | ||||||||
| 28Mg (10−11 %) | 206Hg | ||||||||
| 26Ne, 24Ne (9×10−12 %) |
184Hf | ||||||||
| 234mU | 1 421,32(10) keV | 33,5(20) ms | -6 | ||||||
| 235U[7][8] | 92 | 143 | 235,043 929 9(20) | 7,04(1)×108 r | α | 231Th | -7/2 | 0,007 204(6) | 0,007 198– 0,007 207 |
| SF (7×10−9 %) | různé | ||||||||
| 20Ne (8×10−10 %) | 215Pb | ||||||||
| 25Ne (8×10−10 %) | 210Pb | ||||||||
| 28Mg (8×10−10 %) | 207Hg | ||||||||
| 235m1U | 76 eV | ≈26 min | IC | 235U | +1/2 | ||||
| 235m2U | 2,5 MeV | 3,6(18) ms | |||||||
| 236U | 92 | 144 | 236,045 568(2) | 2,342(4)×107 r | α (>99,999 %) | 232Th | 0 | ||
| SF (9,4×10−8 %) | různé | ||||||||
| 236m1U | 1 052,89(19) keV | 100(4) ns | -4 | ||||||
| 236m2U | 2 750(10) keV | 120(2) ns | 0 | ||||||
| 237U | 92 | 145 | 237,048 730 2(20) | 6,75(1) d | β− | 237Np | +1/2 | ||
| 238U[9] | 92 | 146 | 238,050 788 2(20) | 4,468(6)×109 r | α | 234Th | 0 | 0,992 742(10) | 0,992 739– 0,992 752 |
| SF (5,4×10−5 %) | různé | ||||||||
| 238mU | 2 557,9 keV[1] | 280(6) ns | 0 | ||||||
| 238mU | 2 557,9 keV[1] | 280(6) ns | IC (97,4 %) | 238U | 0 | ||||
| SF (2,6 %) | různé | ||||||||
| 239U | 92 | 147 | 239,054 293 3(21) | 23,45(2) min | β− | 239Np | +5/2 | ||
| 239m1U | 20(20) keV | >250 ns | +5/2 | ||||||
| 239m2U | 133,799(1) keV | 780(40) ns | +1/2 | ||||||
| 240U | 92 | 148 | 240,056 592(6) | 14,1(1) h | β− | 240Np | 0 | ||
| 241U | 92 | 149 | 241,060 33(32) | ~40 min[10][11][12] | β− | 241Np | |||
| 242U | 92 | 150 | 242,062 93(22) | 16,8(5) min | β− | 242Np | 0 | ||
| 243U | 92 | 151 | |||||||
Reference
editovatV tomto článku byl použit překlad textu z článku Isotopes of uranium na anglické Wikipedii.
- ↑ a b c d e f g h i Archivovaná kopie. www.nndc.bnl.gov [online]. [cit. 2017-09-11]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2011-08-22.
- ↑ C. W. Forsburg; L. C. LEWIS. Uses For Uranium-233: What Should Be Kept for Future Needs?. ORNL-6952. Oak Ridge National Laboratory, 1999-09-24. Dostupné online.
- ↑ Stabilní izotopy tučně, téměř stabilní (poločas přeměny delší než stáří vesmíru) tučnou kurzívou
- ↑ a b Y. Wakabayashi; K. MORIMOTO; D. KAJI; H. HABA; M. TAKEYAMA; S. YAMAKI; K. TANAKA. New Isotope Candidates, 215U and 216U. RIKEN Accel. Prog. Rep.. 2014, s. xxii. Dostupné online.
- ↑ Využívá se v uran-thoriovém datování a uran-uranovém datování.
- ↑ Součást uran-radiové rozpadové řady
- ↑ Využívá se v U-Pb datování.
- ↑ Důležitý pro jaderné reaktory a jaderné zbraně
- ↑ Výchozí nuklid uran-radiové rozpadové řady
- ↑ YIRKA, Bob; PHYS.ORG. Previously unknown isotope of uranium discovered. phys.org [online]. [cit. 2024-04-12]. Dostupné online. (anglicky)
- ↑ NIWASE, T.; WATANABE, Y. X.; HIRAYAMA, Y. Discovery of New Isotope U 241 and Systematic High-Precision Atomic Mass Measurements of Neutron-Rich Pa-Pu Nuclei Produced via Multinucleon Transfer Reactions. Physical Review Letters. 2023-03-31, roč. 130, čís. 13. Dostupné online [cit. 2024-04-12]. ISSN 0031-9007. DOI 10.1103/PhysRevLett.130.132502. (anglicky)
- ↑ PRÁŠEK, Adam. Nový supertěžký izotop uranu objeven. www.aldebaran.cz [online]. 2024-04-12 [cit. 2024-04-12]. Dostupné online.
Externí odkazy
editovat
Obrázky, zvuky či videa k tématu Izotopy uranu na Wikimedia Commons
