Изото́пы ура́на — разновидности атомов (и ядер) химического элемента урана, имеющие разное содержание нейтронов в ядре. На данный момент известны 26 изотопов урана и еще 6 возбуждённых изомерных состояний некоторых его нуклидов. В природе встречаются три изотопа урана: 234U (изотопная распространенность 0,0054 %), 235U (0,7204 %), 238U (99,2742 %).

Описание

Наиболее долгоживущие из изотопов урана 238U (период полураспада 4,47 млрд лет), 235U (период полураспада 704 млн лет), 236U (период полураспада 23,4 млн лет), 234U (период полураспада 245 тыс. лет) и 233U (период полураспада 159 тыс. лет). Прочие изотопы имеют период полураспада менее 70 лет.

Нуклиды 235U и 238U являются родоначальниками радиоактивных рядов — ряда актиния и ряда радия соответственно. Нуклид 235U используется как топливо в ядерных реакторах, а также в ядерном оружии (благодаря тому, что в нём возможна самоподдерживающаяся цепная ядерная реакция). Нуклид 238U используется для производства плутония-239, который также имеет чрезвычайно большое значение как в качестве топлива для ядерных реакторов, так и в производстве ядерного оружия.

Таблица изотопов урана Символ нуклидаИсторическое название Z(p) N(n) Масса изотопаДанные приведены по (а. е. м.) Период полураспада(T1/2)Канал распадаПродукт распада Спин и чётность ядра Распространённость изотопа в природе Диапазон измененияизотопной распространённости Энергия возбуждения 215U 92 123 215,026760(90) 1,4(0,9) мс α 211Th 5/2−# 216U 92 124 216,024760(30) 6,9(2,9) мс α 212Th 0+ 216mU 1,4(0,9) мс 8+ 217U 92 125 217,02437(9) 0,85(0,71) мс α 213Th 1/2−# 218U 92 126 218,02354(3) 0,35(0,09) мс α 214Th 0+ 219U 92 127 219,02492(6) 60(7) мкс α 215Th 9/2+#220U 92 128220,02472(22)#60# нс α 216Th0+ β+ (редко) 220Pa 221U 92 129 221,02640(11)# 0,66(14) мкс α 217Th (9/2+)222U 92 130222,02609(11)#4,7(0,7) мкс α 218Th0+ β+ (10−6%) 222Pa 223U 92 131 223,02774(8) 65(12) мкс α 219Th 7/2+# 224U 92 132 224,027605(27) 396(17) мкс α 220Th 0+ 225U 92 133 225,02939# 62(4) мс α 221Th (5/2+)# 226U 92 134 226,029339(14) 269(6) мс α 222Th 0+227U 92 135227,031156(18)1,1(0,1) мин α 223Th(3/2+) β+ (0,001 %) 227Pa228U 92 136228,031374(16)9,1(0,2) мин α (95 %) 224Th0+ ЭЗ (5 %) 228Pa229U 92 137229,033506(6)57,8(0,5) мин β+ (80 %) 229Pa(3/2+) α (20 %) 225Th230U 92 138230,033940(5)20,23(0,02) сут α 226Th0+ СД (1,4⋅10−10%) (разные) β+β+ (редко) 230Th231U 92 139231,036294(3)4,2(0,1) сут ЭЗ 231Pa(5/2)(+#) α (0,004 %) 227Th232U 92 140232,0371562(24)68,9(0,4) года α 228Th0+ КР (8,9⋅10−10%) 208Pb24Ne КР (5⋅10−12%) 204Hg28Mg СД (10−12%) (разные)233U 92 141233,0396352(29)1,592(2)⋅105 лет α 229Th5/2+ СД (6⋅10−9%) (разные) КР (7,2⋅10−11%) 209Pb24Ne КР (1,3⋅10−13%) 205Hg28Mg234UУран II 92 142234,0409521(20)2,455(6)⋅105 лет α 230Th0+0,000054(5)0,000050-0,000059 СД (1,73⋅10−9%) (разные) КР (1,4⋅10−11%) 206Hg28Mg КР (9⋅10−12%) 184Hf26Ne24Ne 234mU 1421,32(10) кэВ 33,5(2,0) мс 6−235UАктин уранАктино-уран 92 143235,0439299(20)7,038(1)⋅108 лет α 231Th7/2−0,007204(6)0,007198-0,007207 СД (7⋅10−9%) (разные) КР (8⋅10−10%) 186Hf25Ne24Ne 235mU 0,0765(4) кэВ ~26 мин ИП 235U 1/2+236U 92 144236,0455682,342(3)⋅107 лет α 232Th0+ СД (9,6⋅10−8%) (разные) 236m1U 1052,89(19) кэВ 100(4) нс (4)− 236m2U 2750(10) кэВ 120(2) нс (0+) 237U 92 145 237,0487302(20) 6,752(0,002) сут β− 237Np 1/2+238UУран I 92 146238,0507882(20)4,468(3)⋅109 лет α 234Th0+0,992742(10)0,992739-0,992752 СД (5,45⋅10−5%) (разные) β−β− (2,19⋅10−10%) 238Pu 238mU 2557,9(5) кэВ 280(6) нс 0+ 239U 92 147 239,0542933(21) 23,45(0,02) мин β− 239Np 5/2+ 239m1U 20(20)# кэВ >250 нс (5/2+) 239m2U 133,7990(10) кэВ 780(40) нс 1/2+240U 92 148240,056592(6)14,1(0,1) ч β− 240Np0+ α (10−10%) 236Th 241UИзотоп был открыт косвенными методами (по наблюдению продуктов его бета-распада — 241Am и 241Pu) в 1960 при изучении радиоактивных осадков после испытания термоядерного взрывного устройства Ivy Mike (1952); 241U образовывался при термоядерном взрыве в условиях высокого нейтронного потока в результате трёх последовательных захватов нейтронов ядрами 238U, см. 92 149 241,06031(5) ~40 мин β− 241Np 7/2+# 242U 92 150 242,06293(22)# 16,8(0,5) мин β− 242Np 0+ ← Изотопы протактиния | Изотопы нептуния →

Пояснения к таблице Распространённость изотопов приведена для большинства природных образцов. Для других источников значения могут сильно отличаться. Индексами 'm', 'n', 'p' (рядом с символом) обозначены возбужденные изомерные состояния нуклида. Символами, выделенными жирным шрифтом, обозначены стабильные продукты распада. Символами, выделенными жирным курсивом, обозначены радиоактивные продукты распада, имеющие периоды полураспада, сравнимые с возрастом Земли или превосходящие его и вследствие этого присутствующие в природной смеси. Значения, помеченные решёткой (#), получены не из одних лишь экспериментальных данных, а (хотя бы частично) оценены из систематических трендов у соседних нуклидов (с такими же соотношениями и ). Неуверенно определённые значения спина и/или чётности заключены в скобки. Погрешность приводится в виде числа в скобках, выраженного в единицах последней значащей цифры, означает одно стандартное отклонение (за исключением распространённости и стандартной атомной массы изотопа по данным ИЮПАК, для которых используется более сложное определение погрешности). Примеры: 29770,6(5) означает 29770,6 ± 0,5; 21,48(15) означает 21,48 ± 0,15; −2200,2(18) означает −2200,2 ± 1,8.

Примечания

Ссылки