Đồng vị urani

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Bước tới: menu, tìm kiếm
Actinides Half-life Fission products
244Cm 241Pu f 250Cf 243Cmf 10–30 y 137Cs 90Sr 85Kr
232 f 238Pu f is for
fissile
69–90 y 151Sm nc➔
4n 249Cf  f 242Amf 141–351 No fission product
has half-life 102
to 2×105 years
241Am 251Cf  f 431–898
240Pu 229Th 246Cm 243Am 5–7 ky
4n 245Cmf 250Cm 239Pu f 8–24 ky
233U    f 230Th 231Pa 32–160
4n+1 234U 4n+3 211–290 99Tc 126Sn 79Se
248Cm 242Pu 340–373 Long-lived fission products
237Np 4n+2 1–2 my 93Zr 135Cs nc➔
236U 4n+1 247Cmf 6–23 my 107Pd 129I
244Pu 80 my >7% >5% >1% >.1%
232Th 238U 235U    f 0.7–12by fission product yield

Urani (U) là nguyên tố hóa học tự nhiên không có các đồng vị bền, nhưng nó có 2 đồng vị cơ bản là urani-238urani 235. Hai đồng vị này có tính phóng xạ với chu kỳ bán rã lâu dài và được tìm thấy với một lượng nhất định trong vỏ Trái Đất, cùng với sản phẩm phân rã urani-234. Khối lượng nguyên tử trung bình của urani tự nhiên là 238,02891(3) u. Các đồng vị khác như urani-232 được tạo ra từ các lò phản ứng tái sinh.

Về mặt lịch sử, các đồng vị của urani gồm

  • urani II, 234U
  • actino-urani, 235U
  • urani I, 238U

Urani tự nhiên là tổ hợp của 3 đồng vị chính, urani-238 (99,28% phổ biến nhất), urani-235 (0,71%), và urani-234 (0,0054%). Ba đồng vị này đều có tính phóng xạ, tạo ra các đồng vị phóng xạ khác, trong đó phổ urani-238 là phổ biến và bền nhất với chu kỳ bán rã 4,51×109 năm (gần bằng tuổi của Trái Đất, urani-235 có chu kỳ bán rã 7,13×108 năm, và urani-234 có chu kỳ bán rã 2,48×105 năm.[1]

Urani-238 phát xạ α, phân rã qua 18 hạt nhân trong chuỗi phân rã urani để tạo ra sản phẩm cuối cùng là chì-206.[2] Tốc độ phân rã không đổi trong các chuỗi này giúp cho việc so sánh tỉ số giữa hạt nhân mẹ và hạt nhân con được dùng để xác định tuổi phóng xạ. Urani-233 được tạo ra từ thori-232 bằng cách bắn phá nơtrong.

Đồng vị urani-235 có vai trò quan trọng trong các lò phản ứng hạt nhânvũ khí hạt nhân vì nó là đồng vị duy nhất ở dạng tự nhiên có khả năng bị phá vỡ bởi các nơtron nhiệt.[2] Đồng vị urani-238 cũng quan trọng vì nó hấp thụ nơtron để tạo ra các đồng vị phóng xạ plutoni-239.

Bảng biểu[sửa | sửa mã nguồn]

Kí hiệu
hạt nhân
Z(p) N(n)  
khối lượng đồng vị (u)
 
bán rã spin thành phần
đồng vị
đại diện
(tỉ lệ mol)
hàm lượng tự nhiên
(tỉ lệ mol)
năng lượng kích thích
217U 92 125 217.02437(9) 26(14) ms [16(+21-6) ms] 1/2-#
218U 92 126 218.02354(3) 6(5) ms 0+
219U 92 127 219.02492(6) 55(25) µs [42(+34-13) µs] 9/2+#
220U 92 128 220.02472(22)# 60# ns 0+
221U 92 129 221.02640(11)# 700# ns 9/2+#
222U 92 130 222.02609(11)# 1.4(7) µs [1.0(+10-4) µs] 0+
223U 92 131 223.02774(8) 21(8) µs [18(+10-5) µs] 7/2+#
224U 92 132 224.027605(27) 940(270) µs 0+
225U 92 133 225.02939# 61(4) ms (5/2+)#
226U 92 134 226.029339(14) 269(6) ms 0+
227U 92 135 227.031156(18) 1.1(1) min (3/2+)
228U 92 136 228.031374(16) 9.1(2) min 0+
229U 92 137 229.033506(6) 58(3) min (3/2+)
230U 92 138 230.033940(5) 20.8 d 0+
231U 92 139 231.036294(3) 4.2(1) d (5/2)(+#)
232U 92 140 232.0371562(24) 68.9(4) y 0+
233U 92 141 233.0396352(29) 1.592(2)×105 y 5/2+
234U 92 142 234.0409521(20) 2.455(6)×105 y 0+ [0.000054(5)] 0.000050-0.000059
234mU 1421.32(10) keV 33.5(20) µs 6-
235U 92 143 235.0439299(20) 7.04(1)×108 y 7/2- [0.007204(6)] 0.007198-0.007207
235mU 0.0765(4) keV ~26 min 1/2+
236U 92 144 236.045568(2) 2.342(3)×107 y 0+
236m1U 1052.89(19) keV 100(4) ns (4)-
236m2U 2750(10) keV 120(2) ns (0+)
237U 92 145 237.0487302(20) 6.75(1) d 1/2+
238U 92 146 238.0507882(20) 4.468(3)×109 y 0+ [0.992742(10)] 0.992739-0.992752
238mU 2557.9(5) keV 280(6) ns 0+
239U 92 147 239.0542933(21) 23.45(2) min 5/2+
239m1U 20(20)# keV >250 ns (5/2+)
239m2U 133.7990(10) keV 780(40) ns 1/2+
240U 92 148 240.056592(6) 14.1(1) h 0+
241U 92 149 241.06033(32)# 5# min 7/2+#
242U 92 150 242.06293(22)# 16.8(5) min 0+

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ Seaborg, Encyclopedia of the Chemical Elements (1968), page 777
  2. ^ a ă Dải phân rã urani-235 (also called actino-uranium) có 15 thành viên và kết thúc là chì-207, protactini-231actini-227.

Bản mẫu:Isotope nav