Общий | |
---|---|
Символ | 234 U |
Имена | уран-234, U-234, уран II ( гист) |
Протоны | 92 |
Нейтронов | 142 |
Данные о нуклидах | |
Природное изобилие | 0,0054% |
Период полураспада | 246 000 лет |
Родительские изотопы | 238 U (альфа, бета, бета) 234 Па ( β - ) 238 Pu ( α ) |
Продукты распада | 230 Чт |
Режимы распада | |
Режим распада | Энергия распада ( МэВ ) |
альфа-излучение | 4.8 |
Изотопы урана Полная таблица нуклидов |
Уран-234 ( 234 U, U-234) - изотоп урана. В природном уране и урановой руды, 234 U происходит как косвенный продукт распада от урана-238, но это составляет лишь 0,0055% (55 частей на миллион ) необработанного урана, поскольку его период полураспада от всего 245500 лет составляет лишь около 1/18 000 длины, чем у 238 U. Первичный путь производства 234 U посредством ядерного распада следующий: ядра урана-238 испускают альфа-частицу, чтобы стать торием-234. Затем, с коротким периодом полураспада, ядра 234 Th испускают бета-частицу, чтобы стать протактинием- 234 ( 234 Па), или, что более вероятно, ядерным изомером, обозначенным 234 м Па. Наконец, ядра 234 Па или 234 м Па испускают другую бета-частицу, чтобы стать 234 ядер U.
Ядра урана-234 распадаются посредством альфа-излучения до тория-230, за исключением крошечной доли (частей на миллиард) ядер, которые подвергаются спонтанному делению.
Извлечение довольно небольших количеств 234 U из природного урана было бы осуществимо с использованием разделения изотопов, аналогичного тому, которое используется для обычного обогащения урана. Однако в химии, физике или технике нет реальной потребности в выделении 234 U. Очень маленькие чистые образцы 234 U могут быть извлечены с помощью процесса химического ионного обмена - из образцов плутония-238, которые были несколько состарены, чтобы позволить некоторый распад до 234 U через альфа-излучение.
Обогащенный уран содержит больше 234 U, чем природный уран, как побочный продукт процесса обогащения урана с целью получения урана-235, который концентрирует более легкие изотопы даже сильнее, чем 235 U. В исследовательском документе МАГАТЭ TECDOC-1529 делается вывод о содержании 234 U в обогащенном уране. Топливо прямо пропорционально степени обогащения 235 U 2% 235 U, что дает 150 г 234 U / тонну HM, а наиболее распространенное обогащение 4,5% 235 U дает 400 г 234 U / тонну HM. Повышенное содержание 234 U в обогащенном природном уране приемлемо для современных ядерных реакторов. Переработанный (повторно обогащенный) переработанный уран содержит еще более высокие фракции 234 U. Это выгодно, потому что, хотя 234 U не делящийся, он имеет тенденцию поглощать медленные нейтроны в ядерном реакторе, воспроизводящем 235 U. Это намного эффективнее, чем ряд шаги 238 U + n → 239 Np → 239 Pu при замене потребления делящихся изотопов.
Уран-234 имеет сечение захвата нейтронов около 100 барн для тепловых нейтронов и около 700 барн для его резонансного интеграла - среднего значения нейтронов, имеющих диапазон промежуточных энергий. В ядерном реакторе неделящиеся изотопы 234 U и 238 U захватывают нейтроны, воспроизводящие делящиеся изотопы 235 U и 239 Pu соответственно. 234 U преобразуется в 235 U более легко и, следовательно, с большей скоростью, чем 238 U превращается в 239 Pu (через нептуний-239 ), потому что 238 U имеет гораздо меньшее сечение захвата нейтронов - всего 2,7 барн. В реакции 234 U + n → 235 U содержание 234 U в обогащенном на 4,5% топливе неуклонно снижается в течение периода облучения с 450 г / т ТМ до 205 г / т ТМ в топливе при облучении 60 ГВт сут / т ТМ.
Кроме того, (n, 2n) реакции с быстрыми нейтронами также преобразуют небольшие количества 235 U в 234 U. Этому противодействует быстрое преобразование доступного 234 U в 235 U за счет захвата тепловых нейтронов. Отработавшее топливо может содержать до 0,010% 234 U, или 100 частей на миллион, что выше доли природного урана, составляющего 55 частей на миллион. Обедненный уран, выделенный в процессе обогащения, содержит намного меньше 234 U (около 0,001%), что делает радиоактивность обедненного урана примерно вдвое меньшей, чем у природного урана. Природный уран имеет «равновесную» концентрацию 234 U - точку, в которой произойдет равное количество распадов 238 U и 234 U.
Зажигалка: уран-233 | Уран-234 является изотопом из урана | Тяжелее: уран-235 |
Продукт распада : плутоний-238 ( α ), протактиний-234 ( β- ), нептуний-234 ( β + ) | Цепочка распада урана-234 | Распадается на: торий-230 (α) |