Уран-234 - Uranium-234

Уран-234 (²³⁴U, U-234) является изотоп урана. В природный уран и в урановой руде, ²³⁴U встречается как косвенное продукт распада из уран-238, но составляет всего 0,0055% (55 частей на миллион ) сырого урана, потому что его период полураспада всего 245500 лет - это всего лишь около 1/18000 от длины ²³⁸U. Первичный путь производства ²³⁴U через ядерный распад выглядит следующим образом: ядра урана-238 излучают альфа-частица стать торий-234. Далее, с коротким периодом полураспада, ²³⁴Ядра Th испускают бета-частица стать протактиний -234 (²³⁴Па) или, что более вероятно, ядерный изомер обозначенный ^{234 кв.м.}Па. Наконец, ²³⁴Па или ^{234 кв.м.}Ядра Ра испускают другую бета-частицу, чтобы стать ²³⁴Ядра U.

Распад ядер урана-234 альфа-излучение до тория-230, за исключением крошечной доли (частей на миллиард) ядер, которые подвергаются спонтанное деление.

Извлечение сравнительно небольших количеств ²³⁴U из природного урана можно было бы использовать разделение изотопов, аналогично тому, что используется для регулярное обогащение урана. Однако реального спроса на химия, физика, или же инженерное дело для изоляции ²³⁴U. Очень маленькие чистые образцы ²³⁴U можно извлечь через химический ионообменный процесс - из образцов плутоний-238 которые были несколько состарены, чтобы позволить некоторому распаду ²³⁴U через альфа-излучение.

Обогащенный уран содержит больше ²³⁴U, чем природный уран как побочный продукт процесса обогащения урана с целью получения уран-235, который концентрирует более легкие изотопы даже сильнее, чем ²³⁵В исследовательском документе U. МАГАТЭ TECDOC-1529 завершается ²³⁴Содержание U в обогащенном топливе прямо пропорционально степени ²³⁵U - обогащение 2% ²³⁵U, что дает 150 г ²³⁴Ед / т ТМ, а наиболее распространенные 4,5% ²³⁵Обогащение ураном в результате 400 г ²³⁴Ед / т чм.^[1] Повышенный процент ²³⁴U в обогащенном природном уране допустимо в настоящее время. ядерные реакторы. Переработанный (повторно обогащенный) переработанный уран содержит еще более высокие доли ²³⁴U. Это выгодно, потому что пока ²³⁴U не делящийся, он имеет тенденцию медленно впитывать нейтроны в разведении ядерного реактора ²³⁵U. Это намного эффективнее, чем последовательность шагов ²³⁸U + n → ²³⁹Np → ²³⁹Пу в замене потребления делящихся изотопов.

Уран-234 имеет сечение захвата нейтрона около 100 сараи за тепловые нейтроны, и около 700 амбаров для его резонансный интеграл - среднее значение нейтронов с диапазоном промежуточных энергий. В ядерный реактор неделящиеся изотопы ²³⁴U и ²³⁸U оба захватывают нейтроны, воспроизводящие делящиеся изотопы ²³⁵U и ²³⁹Пу соответственно. ²³⁴U конвертируется в ²³⁵U легче и, следовательно, с большей скоростью, чем ²³⁸U - это ²³⁹Pu (через нептуний-239 ) потому что ²³⁸U имеет гораздо меньшее сечение захвата нейтронов, всего 2,7 барна. В реакции ²³⁴U + n → ²³⁵U реакция, ²³⁴Содержание урана в топливе, обогащенном на 4,5%, неуклонно снижается в течение периода облучения, снижаясь с 450 г / т HM до 205 г / т HM в топливе при облучении 60 ГВт · сут / т HM.^[2]

Кроме того, (n, 2n) реакции с быстрыми нейтронами также превращают небольшие количества ²³⁵U к ²³⁴U. Этому противодействует быстрое преобразование доступных ²³⁴U в ²³⁵U через тепловой нейтрон захватывать. Отработанное топливо может содержать до 0,010% ²³⁴U или 100 частей на миллион, более высокая доля, чем в природном уране 55 частей на миллион. Обедненный уран отделенный в процессе обогащения содержит гораздо меньше ²³⁴U (около 0,001%^[3]), что составляет примерно половину радиоактивности обедненного урана от радиоактивности природного урана. Природный уран имеет «равновесную» концентрацию ²³⁴U - точка, в которой равное количество распадов ²³⁸U и ²³⁴U произойдет.

Смотрите также

• Уран-урановое датирование

Рекомендации