Просмотр кода страницы Уран-232

{{Нуклид
| цвет_фона = #7F7
| цвет_текста = 
| изображение = 
| подпись_изображения = 
| альтернативные_названия = 
| массовое_число = 232
| символ = U
| число_нейтронов = 140
| число_протонов = 92
| атомная_масса = 232,0371562(24)<ref name="AME2003">{{Справочник:AME2003}}</ref>
| избыток_массы = 34&nbsp;610,7(22)<ref name="AME2003"/>
| уд_энергия_связи = 7&nbsp;611,892(10)<ref name="AME2003"/>
| изотопная_распространённость = 
| период_полураспада = 68,9(4)<ref name="Nubase2003">{{Справочник:Nubase2003}}</ref> года
| продукты_распада = [[Торий-228|<sup>228</sup>Th]]
| родительские_изотопы = [[Протактиний-232|<sup>232</sup>Pa]] ([[Бета-распад|β<sup>−</sup>]])<br>[[Нептуний-232|<sup>232</sup>Np]] ([[Бета-распад|β<sup>+</sup>]])<br>[[Плутоний-236|<sup>236</sup>Pu]] ([[Альфа-распад|α]])
| спин_чётность = 0<sup>+</sup><ref name="Nubase2003"/>
| канал_распада1 = [[Альфа-распад|α-распад]]
| энергия_распада1 = 5,41363(9)<ref name="AME2003"/>
| канал_распада2 = [[Спонтанное деление|SF]]
| энергия_распада2 = 
| канал_распада3 = [[Кластерный распад|<sup>24</sup>Ne, <sup>28</sup>Mg]]
| энергия_распада3 = 
| канал_распада4 = 
| энергия_распада4 = 
}}
'''Ура́н-232''' ({{lang-en|uranium-232}}) — радиоактивный [[нуклид]] [[Химический элемент|химического элемента]] [[Уран (элемент)|урана]] с [[Атомный номер|атомным номером]] 92 и [[Массовое число|массовым числом]] 232. Благодаря длинной цепи распада и большему, чем у большинства других изотопов, удельному энерговыделению, уран-232 является перспективным нуклидом для применения в [[Радиоизотопные источники энергии|радиоизотопных источниках энергии]].

[[Активность (радиоактивного источника)|Активность]] одного грамма этого нуклида составляет приблизительно 827 [[Беккерель (единица измерения)|ГБк]], или 22,4 [[кюри (единица измерения)|кюри]].

== Образование и распад ==
Уран-232 образуется в результате следующих распадов:
* [[Бета-распад|β<sup>+</sup>-распад]] нуклида [[Нептуний-232|<sup>232</sup>Np]] (период полураспада составляет 14,7(3)<ref name="Nubase2003"/> мин):
: <math>\mathrm{^{232}_{93}Np}\rightarrow\mathrm{~^{232}_{92}U} + e^+ + {\nu}_e;</math>
* [[Бета-распад|β<sup>−</sup>-распад]] нуклида [[Протактиний-232|<sup>232</sup>Pa]] (период полураспада составляет 1,31(2)<ref name="Nubase2003"/> суток):
: <math>\mathrm{^{232}_{91}Pa} \rightarrow \mathrm{^{232}_{92}U} + e^- + \bar{\nu}_e;</math>
* [[Альфа-распад|α-распад]] нуклида [[Плутоний-236|<sup>236</sup>Pu]] (период полураспада составляет 2,858(8)<ref name="Nubase2003"/> года):
: <math>\mathrm{^{236}_{94}Pu} \rightarrow \mathrm{^{232}_{92}U} + \mathrm{^{4}_{2}He}.</math>

Распад урана-232 происходит по следующим направлениям:
* [[Альфа-распад|α-распад]] в [[Торий-228|<sup>228</sup>Th]] (вероятность почти 100 %<ref name="Nubase2003"/>, энергия распада 5 413,63(9) кэВ<ref name="AME2003"/>, энергия испускаемых α-частиц 5263,36 [[электронвольт|кэВ]] (в 31,55 % случаев) и 5320,12 [[электронвольт|кэВ]] (в 68,15 % случаев)<ref>[http://www-nds.iaea.org/relnsd/tablenucsENSDF.jsp?query=3447 Свойства <sup>232</sup>U на сайте IAEA (International Atomic Energy Agency)]{{Недоступная ссылка|date=Июнь 2019 |bot=InternetArchiveBot }}</ref>):
: <math>\mathrm{^{232}_{92}U} \rightarrow \mathrm{^{228}_{90}Th} + \mathrm{^{4}_{2}He};</math>

* [[Кластерный распад]] с образованием нуклида [[Неон-24|<sup>24</sup>Ne]] (вероятность распада 8,9(7){{e|−10}} %)<ref name="Nubase2003"/>:
: <math>\mathrm{^{232}_{92}U} \rightarrow \mathrm{^{208}_{82}Pb} + \mathrm{^{24}_{10}Ne}.</math>

Предсказаны, однако в эксперименте достоверно не наблюдались следующие моды распадов:
* [[Спонтанное деление]] (вероятность менее 1{{e|−12}} %)<ref name="Nubase2003"/>;
* [[Кластерный распад]] с образованием нуклида [[Магний-28|<sup>28</sup>Mg]] (вероятность распада менее 5{{e|−12}} %)<ref name="Nubase2003"/>:
: <math>\mathrm{^{232}_{92}U} \rightarrow \mathrm{^{204}_{80}Hg} + \mathrm{^{28}_{12}Mg}.</math>

== Получение ==
Уран-232 образуется в качестве побочного продукта при наработке [[Уран-233|урана-233]] путём бомбардировки нейтронами [[Торий-232|тория-232]]. Наряду с реакцией образования урана-233, в облучаемом ториевом топливе происходят следующие побочные реакции:
: <math>\mathrm{^{232}_{90}Th} (n,\gamma) \rightarrow \mathrm{^{233}_{90}Th} \xrightarrow[22,3\ \text{мин}]{\beta^-\ 1,243\ \text{МэВ}} \mathrm{^{233}_{91}Pa} \xrightarrow[26,967\ \text{сут}]{\beta^-\ 0,5701\ \text{МэВ}} \mathrm{^{233}_{92}U}(n, 2n) \rightarrow \mathrm{^{232}_{92}U};</math>
: <math>\mathrm{^{232}_{90}Th} (n,\gamma) \rightarrow \mathrm{^{233}_{90}Th} \xrightarrow[22,3\ \text{мин}]{\beta^-\ 1,243\ \text{МэВ}} \mathrm{^{233}_{91}Pa} (n, 2n) \rightarrow \mathrm{^{232}_{91}Pa} \xrightarrow[1,31\ \text{сут}]{\beta^-\ 1,337\ \text{МэВ}} \mathrm{^{232}_{92}U};</math>
: <math>\mathrm{^{232}_{90}Th} (n,2n) \rightarrow \mathrm{^{231}_{90}Th} \xrightarrow[25,52\ \text{ч}]{\beta^-\ 0,3916\ \text{МэВ}} \mathrm{^{231}_{91}Pa} (n, \gamma) \rightarrow \mathrm{^{232}_{91}Pa} \xrightarrow[1,31\ \text{сут}]{\beta^-\ 1,337\ \text{МэВ}} \mathrm{^{232}_{92}U}.</math>

Ввиду того, что эффективное сечение реакций (n, 2n) для тепловых нейтронов мало, выход урана-232 зависит от наличия значительного количества быстрых нейтронов (с энергией не менее 6 МэВ).

Если в ториевом топливе присутствует в значительных количествах нуклид [[торий-230]], то образование урана-232 дополняется следующей реакцией, идущей с тепловыми нейтронами:

: <math>\mathrm{^{230}_{90}Th} + ^{1}_{0}n \rightarrow \mathrm{^{231}_{90}Th} \xrightarrow[25,52\ \text{ч}]{\beta^-\ 0,3916\ \text{МэВ}} \mathrm{^{231}_{91}Pa} (n, \gamma) \rightarrow \mathrm{^{232}_{91}Pa} \xrightarrow[1,31\ \text{сут}]{\beta^-\ 1,337\ \text{МэВ}} \mathrm{^{232}_{92}U}.</math>

Так как наличие урана-232 в облученном топливе затрудняет безопасность работы с ним (см. раздел «Применение»), для снижения образования урана-232 необходимо использовать ториевое топливо с минимальной концентрацией тория-230<ref name="faq">{{cite web|url=http://nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq6.html|title=Nuclear Weapons Frequently Asked Questions|author=Carey Sublette|publisher=nuclearweaponarchive.org|lang=en|accessdate=2010-05-25|archiveurl=https://www.webcitation.org/67DWprlhx|archivedate=2012-04-26}}</ref>.

== Применение ==
Уран-232 является родоначальником длинной цепочки распада, в которую входят нуклиды-излучатели жёстких гамма-квантов<ref>{{Cite web |url=http://www-nds.iaea.org/relnsd/vchart/index.html |title=Таблица нуклидов на сайте МАГАТЭ |accessdate=2010-05-25 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20100610060955/http://www-nds.iaea.org/relnsd/vchart/index.html |archivedate=2010-06-10 |deadlink=yes }}</ref>:
: <sup>232</sup>U (α; 68,9 года)
: [[Торий-228|<sup>228</sup>Th]] (α; 1,9 года)
: [[Радий-224|<sup>224</sup>Ra]] (α; 3,6 суток; испускает γ-квант 0,24 МэВ в 4,10 % случаев распада)
: [[Радон-220|<sup>220</sup>Rn]] (α; 56 с; γ 0,55 МэВ, 0,114 %)
: [[Полоний-216|<sup>216</sup>Po]] (α; 0,15 с)
: [[Свинец-212|<sup>212</sup>Pb]] (β−; 10,64 часа)
: [[Висмут-212|<sup>212</sup>Bi]] (α; 61 мин; γ 0,73 МэВ, 6,67 %; γ 1,62 МэВ, 1,47 %)
: [[Таллий-208|<sup>208</sup>Tl]] (β−; 3 мин; γ 2,6 МэВ, 99,16 %; γ 0,58 МэВ, 84,5 %)
: [[Свинец-208|<sup>208</sup>Pb]] (стабильный)

Быстрая последовательность распадов, начинающихся с радия-224, сопровождается значительным количеством гамма-излучения, при этом около 85 % всей энергии гамма-излучения образуется при распаде таллия-208, излучающего преимущественно гамма-кванты с энергией 2,6 МэВ<ref name="faq" />. Данная особенность приводит к тому, что наличие урана-232 в качестве примеси к урану-233 является крайне нежелательным, повышая опасность работы с ним.

С другой стороны, высокое удельное энерговыделение делает этот нуклид чрезвычайно перспективным для использования в [[Радиоизотопные источники энергии|радиоизотопных источниках энергии]].

== См. также ==
* [[Изотопы урана]]
* [[Ториевая ядерная программа]]

== Примечания ==
{{примечания}}

{{Последовательность изотопов|lighter=[[уран-231]]|heavier=[[уран-233]]|element1=Уран (элемент)|element2=урана}}

{{перевести|en|Uranium-232}}

[[Категория:Изотопы урана]]