Уран-232

Уран-232 (²³²
У
) — изотоп урана . Период его полураспада составляет около 69 лет, и он является побочным продуктом в ториевом цикле . Его называли препятствием для распространения ядерного оружия с использованием ²³³ U в качестве расщепляющегося материала, поскольку интенсивное гамма-излучение, испускаемое ²⁰⁸ Tl (дочерним элементом ²³² U, который образуется относительно быстро), затрудняет обращение с загрязненным им ^{233 U.}

Производство ²³³ U (путем нейтронного облучения ²³² Th) неизменно приводит к образованию небольших количеств ²³² U в качестве примеси из-за паразитных (n,2n) реакций на самом уране-233 , или на протактинии-233 , или на тории-232 :

²³² Th (n,γ) ²³³ Th (β ⁻ ) ²³³ Па (β ⁻ ) ²³³ U (n,2n) ²³² U

²³² Th (n,γ) ²³³ Th (β ⁻ ) ²³³ Па (n,2n) ²³² Па (β ⁻ ) ²³² U

²³² Th (n,2n) ²³¹ Th (β ⁻ ) ²³¹ Па (n,γ) ²³² Па (β ⁻ ) ²³² U

Другой канал включает реакцию захвата нейтронов на небольших количествах тория-230, который представляет собой малую часть природного тория, присутствующего из-за распада урана-238 :

²³⁰ Th (n,γ) ²³¹ Th (β ⁻ ) ²³¹ Па (n,γ) ²³² Па (β ⁻ ) ²³² U

Цепочка распада ²³² U быстро дает сильные источники гамма-излучения: ^[1]

²³² U (α, 68,9 лет)

²²⁸ Th (α, 1,9 года)

²²⁴ Ra (α, 3,6 дня, 0,24 МэВ) (с этого момента цепочка распада идентична цепочке распада ²³² Th ; торий-232, тем не менее, гораздо менее опасен, поскольку его чрезвычайно долгий период полураспада, около 14–15 миллиардов лет, означает, что не так много его опасных дочерних продуктов накапливается)

²²⁰ Rn (α, 55 с, 0,54 МэВ)

²¹⁶ Po (α, 0,15 с)

²¹² Pb (β ⁻ , 10,64 ч)

²¹² Bi (α, 61 мин, 0,78 МэВ)

²⁰⁸ Tl (β ⁻ , 3 мин, 2,6 МэВ) (степень разветвления 35,94%)

²⁰⁸ Pb (стабильный)

Это делает ручную обработку в перчаточном боксе, имеющем только легкую защиту (как это обычно делается с плутонием), слишком опасной (за исключением, возможно, короткого периода времени непосредственно после химического разделения урана от продуктов его распада) и вместо этого требует удаленного манипулирования для изготовления топлива.

Необычно для изотопа с четным массовым числом , ²³² U имеет значительное сечение поглощения нейтронов при делении ( тепловые нейтроны 75 барн (б) , резонансный интеграл 380 б ), а также для захвата нейтронов (тепловой73 б , резонансный интеграл280 б ).

Ссылки

^ Гриффин, ХК Естественные радиоактивные цепи распада , Глава 13 Справочника по ядерной химии , Второе издание, Springer 2011, ISBN 978-1-4419-0719-6