Khác biệt giữa bản sửa đổi của “Urani-238”
Nội dung được xóa Nội dung được thêm vào
Không có tóm lược sửa đổi |
Không có tóm lược sửa đổi |
||
Dòng 3:
Khoảng 99.286% khối lượng uranium tự nhiên là uranium-238, có chu kỳ bán rã 1,41 × 10 <sup>17</sup> giây (4,468 × 10 <sup>9</sup> năm, tương đương 4,468 tỷ năm). <sup>[1]</sup> Do sự phong phú tự nhiên và thời gian bán hủy so với các nguyên tố phóng xạ khác, <sup>238</sup> U tạo ra ~ 40% nhiệt lượng phóng xạ được tạo ra trong Trái đất. <sup>[2]</sup> Phân rã <sup>238</sup>U đóng góp 6 electron chống neutrino mỗi phân rã (1 phân rã beta ), dẫn đến tín hiệu geoneutrino lớn có thể phát hiện được khi phân rã xảy ra trong Trái đất. <sup>[3]</sup>Sự phân rã của <sup>238</sup>Đồng vị từ U đến con gái được sử dụng rộng rãi trong việc xác định niên đại bằng phương pháp đo phóng xạ , đặc biệt đối với vật liệu cũ hơn ~ 1 triệu năm.
Urani nghèo có một nồng độ cao hơn của <sup>238</sup> U đồng vị, và thậm chí thấp làm giàu uranium (LEU), trong khi có một tỷ lệ cao hơn của urani-235 đồng vị (so với uranium nghèo), vẫn chủ yếu là <sup>238</sup> U. uranium tái chế cũng chủ yếu là <sup>238</sup> U, với lượng uranium-235 tương đương với uranium tự nhiên, tỷ lệ tương đương với uranium-236 và một lượng nhỏ các đồng vị khác của uranium như uranium-234 , uranium-233 và uranium-232 . <sup>[4]</sup>
== Ứng dụng năng lượng hạt nhân [ sửa ] ==
Trong lò phản ứng hạt nhân phân hạch , uranium-238 có thể được sử dụng để tạo ra <sup>239</sup> Pu, bản thân nó có thể được sử dụng trong vũ khí hạt nhân hoặc làm nguồn cung cấp nhiên liệu cho lò phản ứng hạt nhân. Trong một lò phản ứng hạt nhân điển hình, có tới một phần ba năng lượng được tạo ra đến từ sự phân hạch của <sup>239</sup> Pu, không được cung cấp làm nhiên liệu cho lò phản ứng, mà là, được sản xuất từ <sup>238</sup> U.
=== Lò phản ứng của nhà tạo giống [ sửa ] ===
<sup>238</sup> U không thể sử dụng trực tiếp làm nhiên liệu hạt nhân , mặc dù nó có thể tạo ra năng lượng thông qua quá trình phân hạch "nhanh". Trong quá trình này, một neutron có động năng vượt quá 1 MeV có thể khiến hạt nhân <sup>238</sup> U bị tách làm hai. Tùy thuộc vào thiết kế, quá trình này có thể đóng góp khoảng một đến mười phần trăm của tất cả các phản ứng phân hạch trong lò phản ứng, nhưng quá ít 2,5 neutron trung bình <sup>[5]</sup> được tạo ra trong mỗi phân hạch có đủ tốc độ để tiếp tục phản ứng dây chuyền.
<sup>238</sup> U có thể được sử dụng làm nguyên liệu gốc để tạo ra plutonium-239, lần lượt có thể được sử dụng làm nhiên liệu hạt nhân. Các lò phản ứng của nhà tạo giống thực hiện quá trình biến đổi như vậy để chuyển đổi đồng vị màu mỡ <sup>238</sup> U thành Pu-239 phân hạch. Người ta ước tính rằng có khoảng từ 10.000 đến năm tỷ năm trị giá <sup>238</sup> U để sử dụng trong các nhà máy điện này . <sup>[6]</sup> Công nghệ tạo giống đã được sử dụng trong một số lò phản ứng hạt nhân thử nghiệm. <sup>[7]</sup>
Đến tháng 12 năm 2005, lò phản ứng tạo giống duy nhất sản xuất điện là lò phản ứng BN-600 600 megawatt tại Nhà máy điện hạt nhân Beloyarsk ở Nga. Nga đã lên kế hoạch xây dựng một đơn vị khác, BN-800, tại nhà máy điện hạt nhân Beloyarsk. Ngoài ra, lò phản ứng của nhà tạo giống Monju của Nhật Bản dự kiến sẽ được bắt đầu, đã ngừng hoạt động từ năm 1995, và cả Trung Quốc và Ấn Độ đã công bố kế hoạch xây dựng lò phản ứng của nhà tạo giống hạt nhân. Tuy nhiên, sau khi các mối nguy về an toàn và thiết kế được phát hiện, năm 2016, chính phủ Nhật Bản đã ra lệnh ngừng hoạt động lò phản ứng Monju có thể hoàn thành vào năm 2047.
Lò phản ứng của nhà tạo giống như tên gọi của nó tạo ra số lượng lớn hơn Pu-239 so với lò phản ứng hạt nhân phân hạch.
Các sạch và an toàn với môi trường Reactor nâng cao (CAESAR), một khái niệm lò phản ứng hạt nhân mà sẽ sử dụng hơi nước như một người điều hành để kiểm soát neutron chậm , có khả năng sẽ có thể sử dụng <sup>238</sup> U làm nhiên liệu một lần lò phản ứng được bắt đầu với LEU nhiên liệu . Thiết kế này vẫn đang trong giai đoạn đầu phát triển.
=== Che chắn bức xạ [ sửa ] ===
<sup>238</sup> U cũng được sử dụng như một lá chắn bức xạ - nó bức xạ alpha có thể dễ dàng chặn lại bởi các phi phóng xạ vỏ của che chắn và cao của uranium trọng lượng nguyên tử và số lượng lớn các electron có hiệu quả cao trong việc hấp thụ tia gamma và tia X . Nó không hiệu quả như nước thông thường để ngăn chặn neutron nhanh . Cả uranium đã cạn kiệt kim loại và uranium dioxide đã cạn kiệt đều được sử dụng để che chắn bức xạ. Uranium tốt hơn khoảng năm lần so với lá chắn tia gamma so với chì , do đó, một lá chắn có cùng hiệu quả có thể được đóng gói thành một lớp mỏng hơn.
DUCRLEX , một loại bê tông được làm bằng cốt liệu uranium dioxide thay vì sỏi, đang được nghiên cứu làm vật liệu cho các hệ thống lưu trữ thùng khô để lưu trữ chất thải phóng xạ .
=== Xuống dốc [ sửa ] ===
Sự đối lập của làm giàu là đi xuống . Thặng dư uranium làm giàu cao có thể được hạ xuống bằng uranium cạn kiệt hoặc uranium tự nhiên để biến nó thành uranium làm giàu thấp phù hợp để sử dụng trong nhiên liệu hạt nhân thương mại .
<sup>238</sup> U từ uranium cạn kiệt và uranium tự nhiên cũng được sử dụng với Pu-239 tái chế từ kho dự trữ vũ khí hạt nhân để sản xuất nhiên liệu oxit hỗn hợp (MOX), hiện đang được chuyển hướng để làm nhiên liệu cho các lò phản ứng hạt nhân. Sự pha loãng này, còn được gọi là giảm xuống, có nghĩa là bất kỳ quốc gia hoặc nhóm nào thu được nhiên liệu thành phẩm sẽ phải lặp lại quá trình phân tách hóa học rất phức tạp và phức tạp của quá trình uranium và plutonium trước khi lắp ráp vũ khí.{{Thông tin đồng vị|
| background =#fc6
| text_color =
| |||