Ура́н-232 () — радиоактивный нуклид химического элемента урана с атомным номером 92 и массовым числом 232. Благодаря длинной цепи распада и большему, чем у большинства других изотопов, удельному энерговыделению, уран-232 является перспективным нуклидом для применения в радиоизотопных источниках энергии.
Активность одного грамма этого нуклида составляет приблизительно 827 ГБк, или 22,4 кюри.
Образование и распад Уран-232 образуется в результате следующих распадов: β+-распад нуклида 232Np (период полураспада составляет 14,7(3) мин):
β−-распад нуклида 232Pa (период полураспада составляет 1,31(2) суток):
α-распад нуклида 236Pu (период полураспада составляет 2,858(8) года):
Распад урана-232 происходит по следующим направлениям: α-распад в 228Th (вероятность почти 100 %, энергия распада 5 413,63(9) кэВ, энергия испускаемых α-частиц 5263,36 кэВ (в 31,55 % случаев) и 5320,12 кэВ (в 68,15 % случаев)Свойства 232U на сайте IAEA (International Atomic Energy Agency)):
Кластерный распад с образованием нуклида 24Ne (вероятность распада 8,9(7) %):
Предсказаны, однако в эксперименте достоверно не наблюдались следующие моды распадов: Спонтанное деление (вероятность менее 1 %); Кластерный распад с образованием нуклида 28Mg (вероятность распада менее 5 %):
Получение Уран-232 образуется в качестве побочного продукта при наработке урана-233 путём бомбардировки нейтронами тория-232. Наряду с реакцией образования урана-233, в облучаемом ториевом топливе происходят следующие побочные реакции:
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:
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.
Применение Уран-232 является родоначальником длинной цепочки распада, в которую входят нуклиды-излучатели жёстких гамма-квантов: 232U (α; 68,9 года) 228Th (α; 1,9 года) 224Ra (α; 3,6 суток; испускает γ-квант 0,24 МэВ в 4,10 % случаев распада) 220Rn (α; 56 с; γ 0,55 МэВ, 0,114 %) 216Po (α; 0,15 с) 212Pb (β−; 10,64 часа) 212Bi (α; 61 мин; γ 0,73 МэВ, 6,67 %; γ 1,62 МэВ, 1,47 %) 208Tl (β−; 3 мин; γ 2,6 МэВ, 99,16 %; γ 0,58 МэВ, 84,5 %) 208Pb (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. 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 радиоизотопных источниках энергии.
См. также Изотопы урана Ториевая ядерная программа
Примечания
Ссылки
Категория:Изотопы урана