Перейти к содержанию

Уран-233

Эта статья находится на начальном уровне проработки, в одной из её версий выборочно используется текст из источника, распространяемого под свободной лицензией
Материал из энциклопедии Руниверсалис
Уран-233
Название, символ Уран-233, 233U
Нейтронов 141
Свойства нуклида
Атомная масса 233,0396352(29)[1] а. е. м.
Дефект массы 36 920,0(27)[1] кэВ
Удельная энергия связи (на нуклон) 7 603,953(12)[1] кэВ
Период полураспада 1,592(2)⋅105[2] лет
Продукты распада 229Th
Родительские изотопы 233Pa (β)
233Np (β+)
237Pu (α)
Спин и чётность ядра 5/2+[2]
Канал распада Энергия распада
α-распад 4,9085(12)[1] МэВ
SF
24Ne, 28Mg
Таблица нуклидов

Ура́н-233 (англ. uranium-233) — радиоактивный нуклид химического элемента урана с атомным номером 92 и массовым числом 233. Является членом радиоактивного семейства 4n+1, называемого рядом нептуния. Обладает способностью делиться под воздействием нейтронов, благодаря чему используется в качестве ядерного топлива в некоторых типах ядерных реакторов. Был открыт в 1941—1942 гг. Сиборгом, Гофманом[англ.] и Стоутоном (англ. R. W. Stoughton)[3].

Активность одного грамма этого нуклида составляет приблизительно 356,54 МБк.

Образование и распад

Уран-233 образуется в результате следующих распадов:

[math]\displaystyle{ \mathrm{^{233}_{93}Np}\rightarrow\mathrm{~^{233}_{92}U} + e^+ + {\nu}_e; }[/math]
[math]\displaystyle{ \mathrm{^{233}_{91}Pa} \rightarrow \mathrm{^{233}_{92}U} + e^- + \bar{\nu}_e; }[/math]
  • α-распад нуклида 237Pu (период полураспада составляет 45,2(1)[2] суток):
[math]\displaystyle{ \mathrm{^{237}_{94}Pu} \rightarrow \mathrm{^{233}_{92}U} + \mathrm{^{4}_{2}He}. }[/math]


Распад урана-233 происходит по следующим направлениям:

[math]\displaystyle{ \mathrm{^{233}_{92}U} \rightarrow \mathrm{^{229}_{90}Th} + \mathrm{^{4}_{2}He}; }[/math]

энергия испускаемых α-частиц 4 729,2 кэВ (в 1,610 % случаев), 4 783,5 кэВ (в 13,20 % случаев) и 4 824,2 кэВ (в 84,4 % случаев)[4].

[math]\displaystyle{ \mathrm{^{233}_{92}U} \rightarrow \mathrm{^{205}_{80}Hg} + \mathrm{^{28}_{12}Mg}; }[/math]
[math]\displaystyle{ \mathrm{^{233}_{92}U} \rightarrow \mathrm{^{209}_{82}Pb} + \mathrm{^{24}_{10}Ne}. }[/math]

Получение

Уран-233 получают путём облучения нейтронами тория-232. Превращение происходит по следующей цепочке:

[math]\displaystyle{ \mathrm{^{1}_{0}n} + \mathrm{^{232}_{90}Th} \rightarrow \mathrm{^{233}_{90}Th} \xrightarrow[22,3\ min]{\beta^-\ 1,243\ MeV} \mathrm{^{233}_{91}Pa} \xrightarrow[26,967\ d]{\beta^-\ 0,5701\ MeV} \mathrm{^{233}_{92}U}. }[/math]

Применение

200-метровое облако над территорией Frenchman Flat после взрыва Teapot «MET» 15 апреля 1955 года, 22 кт. Этот снаряд имел сердцевину из урана-233
  • Благодаря своей способности делиться под воздействием нейтронов, уран-233 используется в качестве ядерного топлива в некоторых типах ядерных реакторов (является основой уран-ториевого топливного цикла). Средняя энергия, выделяющаяся при делении одного ядра урана-233 с учётом распада осколков, составляет приблизительно 197,9 МэВ = 3,171⋅10−11 Дж, или 19,09 ТДж/моль = 81,95 ТДж/кг[5].
  • Возможно применение урана-233 в качестве делящегося компонента ядерного оружия. Во время операции Teapot была взорвана бомба с сердечником, содержащим уран-233. Примесь урана-232 в уране-233 создаёт жёсткое проникающее излучение, поэтому несмотря на меньшую критическую массу урана-233 по сравнению с ураном-235, именно последний используется при изготовлении ядерных зарядов ввиду относительно слабой радиоактивности.

См. также

Примечания

  1. Перейти обратно: 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 Audi G., Wapstra A. H., Thibault C. The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references (англ.) // Nuclear Physics A. — 2003. — Vol. 729. — P. 337—676. — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003. — Bibcode2003NuPhA.729..337A.
  2. Перейти обратно: 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 Audi G., Bersillon O., Blachot J., Wapstra A. H. The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties // Nuclear Physics A. — 2003. — Т. 729. — С. 3—128. — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. — Bibcode2003NuPhA.729....3A.Открытый доступ
  3. Новый изотоп урана // УФН. — 1947. — № 9. — С. 139. Архивировано 15 октября 2008 года.
  4. Свойства 233U на сайте IAEA (International Atomic Energy Agency) (недоступная ссылка)
  5. Table of Physical and Chemical Constants, Sec 4.7.1: Nuclear Fission (недоступная ссылка). Kaye & Laby Online. Дата обращения: 16 мая 2010. Архивировано 5 марта 2010 года.