Русская Википедия:Уран-233

Содержание

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Шаблон:Нуклид Ура́н-233 (Шаблон:Lang-en) — 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, en (John Gofman) и Стоутоном (Шаблон:Lang-en).

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

Образование и распад

Уран-233 образуется в результате следующих распадов:

• β⁺-распад нуклида ²³³Np (период полураспада составляет 36,2(1) мин):

<math>\mathrm{^{233}_{93}Np}\rightarrow\mathrm{~^{233}_{92}U} + e^+ + {\nu}_e;</math>

• β⁻-распад нуклида ²³³Pa (период полураспада составляет 26,967(2) суток):

<math>\mathrm{^{233}_{91}Pa} \rightarrow \mathrm{^{233}_{92}U} + e^- + \bar{\nu}_e;</math>

• α-распад нуклида ²³⁷Pu (период полураспада составляет 45,2(1) суток):

<math>\mathrm{^{237}_{94}Pu} \rightarrow \mathrm{^{233}_{92}U} + \mathrm{^{4}_{2}He}.</math>

Распад урана-233 происходит по следующим направлениям:

• α-распад в ²²⁹Th (вероятность 100 %, энергия распада 4 908,5(12) кэВ):

<math>\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).

• Спонтанное деление (вероятность менее 6Шаблон:E %);
• Кластерный распад с образованием нуклида ²⁸Mg (вероятность распада менее 1,3Шаблон:E %):

<math>\mathrm{^{233}_{92}U} \rightarrow \mathrm{^{205}_{80}Hg} + \mathrm{^{28}_{12}Mg};</math>

• Кластерный распад с образованием нуклида ²⁴Ne (вероятность распада 7,2(9)Шаблон:E %):

<math>\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>\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

Файл:Operation Teapot - MET (Military Effects Test).jpg

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 = 3,171Шаблон:E Дж, или 19,09 ТДж/моль = 81,95 ТДж/кг.
• 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-235 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

• Изотопы урана
• Ториевая ядерная программа