Uran ist ein natürlich vorkommendes radioaktives Element, das keine stabilen Isotope, sondern zwei Ur-Isotope, die lange Halbwertszeit haben und in nennenswerten Mengen in der Erdkruste gefunden, zusammen mit dem Zerfallsprodukt von Uran-234 hat. Die durchschnittliche Atommasse von Natururan ist 238,02891 u. Andere Isotope wie Uran-232 wurden in Brutreaktoren hergestellt.

Natürlich vorkommende Uran wird aus drei Haupt Isotope Uran-238, Uran-235 und Uran-234 zusammengesetzt ist. Alle drei Isotopen radioaktiv sind, die Schaffung von Radioisotopen, wobei die am häufigsten vorkommenden und stabile wobei U238 mit einer Halbwertszeit von 4,4683 × 10 Jahren.

Uran-238 ist ein α-Strahler, verfall durch die 18-köpfige Uran-Serie in Blei-206. Die Zerfallsreihe von Uran-235 hat 15 Mitglieder, die in Blei-207 endet. Die konstanten Wechselkursen des Verfalls in diesen Serien macht den Vergleich der Verhältnisse der Muttertochterelemente, die in radiometrische Datierung. Uran-233 von Thorium-232 durch Neutronenbeschuss hergestellt.

Das Isotop Uran-235 ist sowohl für Kernreaktoren und Kernwaffen, da es das einzige Isotops in der Natur existieren in nennenswertem Umfang die spaltbaren ist, das heißt, kann abgesehen von thermischen Neutronen gebrochen werden. Das Isotop Uran-238 ist auch wichtig, weil es Neutronen absorbiert, um ein radioaktives Isotop, das anschließend zerfällt, um das Isotop Plutonium-239, das auch spaltbares herzustellen.

Uranium-232

Uran 232 ist ein Isotop von Uran. Es hat eine Halbwertszeit von 68,9 Jahren und ist ein Nebenprodukt bei der Thorium-Zyklus. Es hat sich als Hindernis für die Verbreitung von Kernwaffen unter Verwendung von U als spaltbares Material zitiert worden, weil die intensive Gammastrahlung von der U Zerfallsprodukte macht die U verunreinigt damit schwieriger zu handhaben.

Herstellung von U unweigerlich zu geringe Mengen an U als eine Verunreinigung aufgrund von parasitären Reaktionen an Uran-233 selbst, oder an Protactinium-233:

Die Zerfallsreihe des U schnell liefert starke Gamma-Strahler:

Dies macht die manuelle Handhabung in einem Handschuhkasten nur mit Lichtabschirmung zu gefährlich, und statt erfordern Fernmanipulation für die Brennstoffherstellung.

Ungewöhnlich für ein Isotop mit der Massenzahl selbst, hat U eine bedeutende Neutronenabsorptionsquerschnitt für Kernspaltung als auch für Neutroneneinfang.

Uran-233

Uran-233 ist ein spaltbares Uranisotop, die von Thorium-232 als Teil des Thorium-Brennstoffzyklus gezüchtet wird. Uran-233 wurde für den Einsatz in Kernwaffen und als Reaktorbrennstoff untersucht; wurde jedoch nie in Atomwaffen eingesetzt oder im Handel als Kernbrennstoff verwendet. Es hat erfolgreich in der experimentellen Kernreaktoren verwendet worden und hat für viel breitere Verwendung als Kernbrennstoff vorgeschlagen. Es hat eine Halbwertszeit von 159.200 Jahren.

Uran-233 wird durch die Neutronenbestrahlung von Thorium-232 hergestellt. Wenn Thorium-232 ein Neutron absorbiert, wird es Thorium-233, das eine Halbwertszeit von nur 22 Minuten hat. Thorium-233 zerfällt in Protactinium-233 durch Beta-Zerfall. Protactinium-233 hat eine Halbwertszeit von 27 Tagen und Beta zerfällt in Uran-233; einige vorgeschlagenen Salzschmelze Reaktorkonzepte versuchen, physisch zu isolieren, das Protactinium aus weiteren Neutroneneinfang vor dem Beta-Zerfall entstehen können.

Uran-233 Spaltungen in der Regel auf Neutronenabsorptions aber manchmal behält sich das Neutron, zu Uran-234. Der Capture-to-Spaltungsverhältnis kleiner als die beiden anderen Haupt spaltbaren Brennstoffen Uran-235 und Plutonium-239; es ist auch geringer als die des kurzlebigen Plutonium-241, aber nur sehr schwer zu erzeugen, Neptunium-236 übertroffen.

Uranium-234

Uran-234 ist ein Isotop von Uran. Im Natururan und Uranerz tritt U-234 als eine indirekte Zerfallsprodukt von Uran-238, aber es macht nur 0,0055% des Ausgangs Uran, weil seine Halbwertszeit von nur 245.500 Jahre ist nur etwa 1 / 18.000, so lange wie die U-238. Der Weg der Produktion von U-234 über Kernzerfall ist wie folgt: U-238-Kerne geben ein Alpha-Teilchen zu Thorium-234 zu werden. Als nächstes wird mit einer kurzen Halbwertszeit, Th-234-Kerne emittieren ein Beta-Teilchen zu Protactinium-234 geworden. Schließlich Pa-234-Kerne emittieren andere Beta-Teilchen, um U-234-Kerne zu werden.

U-234-Kerne in der Regel für Hunderttausende von Jahren, aber dann sie zerfallen durch alpha Emission in Thorium-230, mit Ausnahme der kleinen Prozentsatz der Kerne, die spontane Spaltung unterzogen werden.

Extraktion von eher kleinen Mengen von U-234 aus natürlichem Uran wäre machbar mit Isotopentrennung, ähnlich wie bei regulären Urananreicherung verwendet wird. Allerdings gibt es keine reale Nachfrage in Chemie, Physik oder Technik zur Isolierung von U-234. Aus Proben von Plutonium 238, die etwas gealtert wurden, um etwas Zerfall zu U-234 über Alpha-Emission zu ermöglichen - Sehr kleine reine Proben von U-234 kann über die chemische Ionenaustauschverfahren extrahiert werden.

Angereichertes Uran enthält mehr U-234 als natürliches Uran als Nebenprodukt der Urananreicherung Prozess bei Erhalt U-235, die leichtere Isotope noch stärker, als es U-235 konzentriert sich ab. Der erhöhte Anteil an U-234 angereichert natürliches Uran ist in der aktuellen Kernreaktoren akzeptabel, aber wieder aufbereitete Uran könnte sogar höhere Anteile von U-234, was unerwünscht ist, enthalten. Dies liegt daran, dass U-234 ist nicht spaltbar, und neigt dazu, langsamer Neutronen in einem Kernreaktor absorbieren - zu U-235.

U-234 ist ein Neutronen-Fangquerschnitt von etwa 100 Ställen für thermische Neutronen und etwa 700 Ställen für seine Resonanzintegral - im Durchschnitt über Neutronen mit unterschiedlichen mittleren Energien. In einem Kernreaktor nicht-spaltbaren Isotope erfassen Neutronenzucht spaltbaren Isotope. U-234 in U-235 leichter und daher mit einer höheren Rate als U-238 Pu-239, weil U-238 hat eine viel kleinere Neutroneneinfangtherapie Querschnitt von nur 2,7 Scheunen umgewandelt.

Uran-235

Uran-235 ist ein Isotop des Urans, die etwa 0,72% von Natururan. Im Gegensatz zu der vorherrschenden Isotop Uran-238, ist es spaltbar, dh es kann eine Kernspaltungs-Kettenreaktion zu erhalten. Es ist das einzige spaltbares Isotop, ein ursprüngliches Nuklid in signifikanten Mengen in der Natur gefunden wird.

Uran 235 hat eine Halbwertszeit von 703,8 Millionen Jahren. Es wurde 1935 von Arthur Jeffrey Dempster entdeckt. Seine Kernquerschnitt für langsame thermische Neutronen ist etwa 504,81 Scheunen. Für schnelle Neutronen ist in der Größenordnung von 1 Stall. Die meisten, aber nicht alle Neutronenabsorptionen führen Spaltung; eine Minderheit ergeben Neutroneneinfang Bildung von Uran-236.

Uranium-236

Uran-236 ist ein Isotop des Urans, das weder spaltbaren mit thermischen Neutronen, noch sehr gut fruchtbaren Material ist, aber wird im Allgemeinen als ein Ärgernis und langlebiger radioaktiver Abfälle. Es ist in abgebrannter Brennelemente und in der Aufbereitung von Uran aus abgebrannten Kernbrennstoff hergestellt gefunden.

Uranium-237

Uran-237 ist ein Isotop von Uran. Es hat eine Halbwertszeit von etwa 6,75 Tage. Es zerfällt in Neptunium-237 durch Beta-Zerfall.

Uran-238

U238 ist der häufigste Isotop von Uran in der Natur gefunden. Es ist nicht spaltbares, jedoch ist ein fruchtbares Material: Es kann eine langsame Neutroneneinfang und nach zwei Beta-Zerfälle zu spaltbarem Plutonium-239. U238 ist spaltbares durch schnelle Neutronen, aber nicht unterstützen kann eine Kettenreaktion, da die unelastische Streuung reduziert Neutronenenergie unterhalb des Bereichs, wo schnelle Spaltung von einem oder mehreren nächsten Generation Keime wahrscheinlich ist. Doppler-Verbreiterung des U-238 Neutronenabsorptionsresonanzen zunehmende Absorption als Brennstoff die Temperatur ansteigt, ist auch ein wesentlicher negativer Feedback-Mechanismus für die Reaktorsteuerung.

Rund 99,284% aus natürlichem Uran ist Uran-238, das eine Halbwertszeit von 1,41 × 10 Sekunden hat. Abgereichertem Uran hat eine noch höhere Konzentration des U-238-Isotop, und selbst niedrig angereichertem Uran, während sie einen höheren Anteil an Uran-235 Isotop ist noch weitgehend 238U. Aufbereitete Uran ist auch vor allem U-238, mit etwa so viel Uran-235 als natürliches Uran, einem vergleichbaren Anteil an Uran-236, und viel kleinere Mengen anderer Uranisotopen wie Uran-234, Uran-233 und Uran- 232

Uranium-239

Uran-239 ist ein Isotop von Uran. Es ist in der Regel durch Belichten U Neutronenstrahlung in einem Kernreaktor erzeugt wird. U hat eine Halbwertszeit von etwa 23,45 Minuten und zerfällt in Neptunium-239 durch Beta-Zerfall, mit einer Gesamtzerfallsenergie von etwa 1,29 MeV. Die häufigste Gammazerfall bei 74,660 keV erklärt den Unterschied in den beiden Hauptkanäle der Betaemissionsenergie bei 1,28 und 1,21 MeV.

Np zerfällt ferner Plutonium-239, in einem zweiten Schritt, der letztlich wichtige erzeugt spaltbaren Pu, von U in Reaktoren.

Tabelle

• ^ Abkürzungen:
  CD: Clusterzerfall
  EG: Electron Capture
  IT: isomeren Übergang
  SF: Spontanspaltung
• ^ Bold für stabile Isotope, Fett- und Kursivdruck für nahezu stabilen Isotopen
• ^ Wird in Uran-Thorium-Datierung
• ^ Wird in Uran-Uran-Dating
• ^ Intermediate Zerfallsprodukt von U
• ^ Primordial Radionuklid
• ^ Wird in Uran-Blei-Datierung
• ^ Wichtige in Kernreaktoren

Hinweise

• Ausgewertet Isotopenzusammensetzung ist für die meisten, aber nicht alle Warenmuster.
• Die Genauigkeit der Isotopenhäufigkeit und Atommasse wird durch Variationen begrenzt. Die angegebenen Bereiche sollten für jeden normalen terrestrischen Material sein.
• Geologisch außergewöhnliche Proben bekannt, bei denen die Isotopenzusammensetzung außerhalb der gemeldeten Bereich liegt. Die Unsicherheit in der Atommasse kann der amtliche Wert für solche Proben überschreiten.
• Im Handel erhältliche Materialien können an einen unbekannten oder unbeabsichtigte Isotopenfraktionierung unterzogen worden sein. Erhebliche Abweichungen von der vorgegebenen Masse und Zusammensetzung auftreten können.
• Werte mit # nicht rein aus Versuchsdaten abgeleitet wird, sondern zumindest teilweise aus systematische Trends. Dreht mit schwachen Zuordnung Argumente in Klammern.
• Ungewissheiten werden in knapper Form in Klammern nach den entsprechenden letzten Ziffern angegeben. Unsicherheit Werte bedeuten eine Standardabweichung, außer Isotopenzusammensetzung und Standard-Atommasse von IUPAC, die erweiterten Unsicherheiten zu verwenden.