Urani 238
| Urani 238 | |
|---|---|
 mẫu 10 gram | |
| Thông tin chung | |
| Tên, kí hiệu | Urani 238,238U |
| Nơtron | 146 |
| Proton | 92 |
| Dữ liệu hạt nhân | |
| Phân bố tự nhiên | 99.284% |
| Bán rã | 4,468 tỷ năm |
| Đồng vị mẹ | 242Pu (α) 238Pa (β−) |
| Sản phẩm phân rã | 234Th |
| Khối lượng đồng vị | 238.05078826 u |
| Cơ chế phân rã | Năng lượng phân rã |
| phân rã alpha | 4.267 MeV |
Urani 238 (238U hoặc U-238) là đồng vị phổ biến nhất của urani có trong tự nhiên, chiếm khoảng 99,284% khối lượng Urani. Có hai đồng vị mẹ của Urani 238 là 242Pu và 238Pa. Đồng vị mẹ 242Pu khi phân rã α sẽ tạo ra đồng vị con 238U. Còn đồng vị mẹ 238Pa khi phân rã β- cũng tạo ra 238U. Urani 238 có 146 neutron và 92 proton. Khối lượng đồng vị của nó bằng 238.05078826 u.
Không giống như uranium-235, nó không phải là phân hạch, có nghĩa là nó không thể duy trì phản ứng dây chuyền trong lò phản ứng neutron nhiệt. Tuy nhiên, nó có thể phân hạch bởi các neutron nhanh, và có khả năng sinh sản, có nghĩa là nó có thể được chuyển thành plutonium-239 phân hạch.238 U không thể hỗ trợ phản ứng dây chuyền vì tán xạ không đàn hồi làm giảm năng lượng neutrondưới phạm vi mà sự phân hạch nhanh của một hoặc nhiều hạt nhân thế hệ tiếp theo có thể xảy ra. Doppler mở rộng cộng hưởng hấp thụ neutron của U-238, tăng khả năng hấp thụ khi nhiệt độ nhiên liệu tăng, cũng là một cơ chế phản hồi tiêu cực thiết yếu để kiểm soát lò phản ứng.
Khoảng 99.286% khối lượng uranium tự nhiên là uranium-238, có chu kỳ bán rã 1,41 × 10 17 giây (4,468 × 10 9 năm, tương đương 4,468 tỷ năm).[1] Do sự phong phú tự nhiên và thời gian bán hủy so với các nguyên tố phóng xạ khác, 238 U tạo ra ~ 40% nhiệt lượng phóng xạ được tạo ra trong Trái Đất.[2] Phân rã 238U 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.[3] >Sự phân rã của 238Đồng vị từ U đến các đồng vị gần 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 đồng vị 238 U, và thậm chí uranium nghèo (LEU), trong khi có một tỷ lệ cao hơn của urani-235 đồng vị (so với uranium nghèo), vẫn chủ yếu là 238 U. uranium tái chế cũng chủ yếu là 238 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.[4]
Phân hạchSửa đổi
Tuy nặng hơn 235U nhưng chu kỳ bán rã của 238U (4,468 tỉ năm) lớn hơn chu kì bán rã của 235U (760 triệu năm). Khi phân hạch Urani 238 toả ra một năng lượng bằng 4.267 MeV. Nó chỉ có thể phân hạch khi hấp thụ neutron nhanh và phân rã alpha, nhưng nó có thể bắt giữ một neutron chậm và sau 2 phân rã beta nó trở thành 239Pu có khả năng phân hạch. Urani 238 sẽ phân hạch khi hấp thụ các neutron nhanh, nó sẽ phân hạch thành 22ỏa nhưng không thể hỗ trợ cho một dây chuyền phản ứng bởi vì sự tán xạ không đàn hồi làm giảm năng lượng neutron dư dưới mức mà sự phân hạch nhanh xảy ra.
Ứng dụngSửa đổi
Ứng dung chính của 238U dùng để làm nguyên liệu cho việc sản xuất 239Pu và làm nhiên liệu phân hạch. Nó còn dùng để làm bom 3F, làm thủy tinh uran, thuốc nhuộm sắc bóng, v.v...
Xem thêmSửa đổi
Tham khảoSửa đổi
- ^ Mcclain, D. E.; Miller, A. C.; Kalinich, J. F. (ngày 20 tháng 12 năm 2007). “Status of Health Concerns about Military Use of Depleted Uranium and Surrogate Metals in Armor-Penetrating Munitions” (PDF). NATO. Bản gốc (PDF) lưu trữ ngày 19 tháng 4 năm 2011. Truy cập ngày 14 tháng 11 năm 2010.
- ^ Arevalo, Ricardo; McDonough, William F.; Luong, Mario (2009). “The K-U ratio of the silicate Earth: Insights into mantle composition, structure and thermal evolution”. Earth and Planetary Science Letters. 278 (3–4): 361–369. Bibcode:2009E&PSL.278..361A. doi:10.1016/j.epsl.2008.12.023.
- ^ Araki, T.; Enomoto, S.; Furuno, K.; Gando, Y.; Ichimura, K.; Ikeda, H.; Inoue, K.; Kishimoto, Y.; Koga, M. (2005). “Experimental investigation of geologically produced antineutrinos with KamLAND”. Nature. 436 (7050): 499–503. Bibcode:2005Natur.436..499A. doi:10.1038/nature03980. PMID 16049478.
- ^ Nuclear France: Materials and sites. “Uranium from reprocessing”. Bản gốc lưu trữ ngày 19 tháng 10 năm 2007. Truy cập ngày 29 tháng 3 năm 2013.