Уран-238

Природный уран – уран (который может быть химически выделен),

содержащий природную смесь изотопов урана (приблизительно 99,28%

урана-238 и 0,72% урана-235 по массе). Обедненный уран - уран, содержащий

меньшее в процентном выражении количество урана-235 по массе по

сравнению с природным ураном. Обогащенный уран - уран, содержащий

количество урана-235 в процентном выражении по массе больше 0,72%. Во

всех случаях присутствует очень небольшое в процентном выражении по массе количество урана-234.

(ПБПРМ-2006)

Уран-238 Таблица нуклидов
Общие сведения
Название, символ	Уран-238, 238U
Альтернативные названия	ура́н оди́н, UI
Нейтронов	146
Протонов	92
Свойства нуклида
Атомная масса	238,0507882(20)[1] а. е. м.
Избыток массы	47 308,9(19)[1] кэВ
Удельная энергия связи (на нуклон)	7 570,120(8)[1] кэВ
Изотопная распространённость	99,2745(106) %[2]
Период полураспада	4,468(3)·109[2] лет
Продукты распада	234Th, 238Pu
Родительские изотопы	238Pa (β−) 242Pu (α)
Спин и чётность ядра	0+[2]
Канал распада	Энергия распада
α-распад	4,2697(29)[1] МэВ
SF
ββ	1,1442(12)[1] МэВ

Ура́н-238 (англ. uranium-238), историческое название ура́н оди́н (лат. Uranium I, обозначается символом U_I) — радиоактивный нуклид химического элемента урана с атомным номером 92 и массовым числом 238. Изотопная распространённость урана-238 в природе составляет 99,2745(106) %^[2]. Является родоначальником радиоактивного семейства 4n+2, называемого рядом радия.

Активность одного грамма этого нуклида составляет приблизительно 12,5 кБк.

Содержание

 [убрать] 

• 1 Образование и распад

• 2 Изомеры

• 3 Применение

• 4 См. также

• 5 Примечания

Образование и распад

Образец урана-238

Уран-238 образуется в результате следующих распадов:

• β⁻-распад нуклида ²³⁸Pa (период полураспада составляет 2,27(9)^[2] мин):

• α-распад нуклида ²⁴²Pu (период полураспада составляет 3,75(2)·10^5[2] лет):

Распад урана-238 происходит по следующим направлениям:

• α-распад в ²³⁴Th (вероятность 100 %^[2], энергия распада 4 269,7(29) кэВ^[1]):

энергия испускаемых α-частиц 4 151 кэВ (в 21 % случаев) и 4 198 кэВ (в 79 % случаев)^[3].

• Спонтанное деление (вероятность 5,45(7)·10⁻⁵ %)^[2];

• Двойной β⁻-распад в ²³⁸Pu (вероятность 2,2(7)·10⁻¹⁰ %^[2], энергия распада 1 144,2(12) кэВ^[1])

Радиоактивный распад урана-238

Вид излучения Нуклид Период полураспада

Уран-23 4,47 млрд лет

↓

торий-234 24,1 суток

↓

протоактиний-234 1,17 минут

↓

уран-234 245 000 лет

↓

торий-230 8000 лет

↓

радий-226 1600 лет

↓

радон-222 3,823 суток

↓

полоний-218 3,05 минут

↓

свинец-214 26,8 минут

↓

висмут-214 19,7 минуты

↓

полоний-214 0,000164 секунды

↓

свинец-210 22,3 лет

↓

висмут-210 5,01 суток

↓

полоний-210 138,4 суток

↓

свинец-206 стабильный

Обычно природный уран наблюдается в мелкодисперсном состоянии

в микроколичествах в горных породах и почвах, а также во всех водных

источниках. Однако встречаются и обширные (на многие сотни и тысячи

квадратных километров) районы с повышенным содержанием урана во

всех компонентах био- и геоценозов. Подобные урановые провинции име-

ются в США (плато Колорадо, урановые месторождения в штатах Вайо-

минг, Дакота, Невада, Вашингтон), на западе Аргентины, вдоль Бразиль-

16

ского горного щита и на юге Африки, а также во Франции, в Чехии и Сло-

вакии. По данным на 1990 год на территории бывшего СССР было сосре-

доточено 45 % мировых запасов урана [4].

Таблица 6

Страны, обладающие запасами природного урана

Страна	Эксплуатируемые запасы, тыс. т	Страна	Эксплуатируемые запасы, тыс. т
США	530 (180)*	Алжир	15
Австралия	290 (10) *	Испания	10
ЮАР	250 (140) *	Япония	10
Канада	220 (20) *	Португалия	10
Нигер	160	Пакистан	10
Намибия	120	Мексика	10
Бразилия	75	Сомали	10 (10) *
Франция	40	Австрия	2
Габон	40	Турция	2
Индия	30	Заир	1
Аргентина	25	Швеция	1 (300) *
Центрально- Африканская Рес- публика	20

* Потенциально рентабельные запасы в тыс. т.

Лучшими аккумуляторами урана среди растений являются мхи

(3 ·10-3 г/кг золы). В организме млекопитающих уран накапливается, в ос-

новном, в костной ткани, причем более интенсивно идет процесс накопле-

ния в молодых организмах. Население Западной Австралии, проживающее

в районах с повышенной концентрацией урана и питающееся мясом овец и

кенгуру, получает дозы, в 75 раз превосходящие средний уровень [4, 17].

Из продуктов распада урана-238 вклад в формирование естественного

радиоактивного фона вносят полоний-210, радий-226, радон-222 и свинец-210.

Лучшими аккумуляторами урана среди растений являются мхи

(3 ·10-3 г/кг золы). В организме млекопитающих уран накапливается, в ос-

новном, в костной ткани, причем более интенсивно идет процесс накопле-

ния в молодых организмах. Население Западной Австралии, проживающее

в районах с повышенной концентрацией урана и питающееся мясом овец и

кенгуру, получает дозы, в 75 раз превосходящие средний уровень [4, 17].

Из продуктов распада урана-238 вклад в формирование естественного радиоактивного фона вносят полоний-210, радий-226, радон-222 и свинец-210.

Природными радиоактивными семействами являются семейства урана-радия, тория и актиния. Их существование в природе обусловлено тем, что периоды полураспада материнских изотопов этих семейств соизмеримы с возрастом Земли.

Родоначальником семейства урана-радия является U-238 с Т_1/2 4,47∙10⁹ лет. В состав семейства входит 17 изотопов. В процессе радиоактивного распада образуется один газообразный радионуклид Rn-222. Массовые числа всех членов этого семейства можно представить в виде соотношения 4n+2 (где n – целое число).Распад семейства заканчивается стабильным химическим элементом Pb-206 Схема распада этого семейства показана на рис.1.1.

Рис.1.1– Схема распада ряда урана–радия

Материнским радионуклидом семейства тория является Th-232 с Т_1/2 1,4∙10¹⁰ лет. В состав семейства входит 12 изотопов. В процессе радиоактивного распада образуется один газообразный радионуклид Rn-220, который обычно называют тороном (по названию исходного материнского радионуклида). Массовые числа всех членов этого семейства можно представить в виде соотношения 4n (где n – целое число).Распад семейства заканчивается стабильным химическим элементом Pb-208.

Материнским радионуклидом семейства актиния (актиноурана) является U-235 с Т_1/2 6,85∙10⁸ лет. В состав семейства входит 10 изотопов. В процессе радиоактивного распада образуется один газообразный радионуклид Rn-218, который обычно называют актиноном. Массовые числа всех членов этого семейства можно представить в виде соотношения 4n+3 (где n – целое число).Распад семейства заканчивается стабильным химическим элементом Pb-207.