鈾的同位素

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的是一個天然放射性元素,沒有任何穩定的同位素,但是有兩個同位素擁有非常長的半衰期,分別是鈾-235鈾-238,其與衰變產物鈾-234分布在地殼中,其數量也不少。存於自然界的鈾其相對原子質量為238.02891(3)。

鈾-215與鈾-216[编辑]

鈾-215與鈾-216都是鈾放射性同位素,是日本理化學研究所的團隊在2014年嘗試合成重元素鈽的同位素時所發現的新的鈾同位素。

2014年日本理研在應合成鈽-220,然後發現鈾-216是鈽-220的衰變產物,接著理研究開始研究鈾-216,並且嘗試利用氪撞擊鋇靶合成鈾-216,反應方程式如下:

然後又發現了鈾-215。


鈾-215的半衰期約為2.24毫秒、鈾-216的半衰期較長,約為4.3毫秒,兩者都會通過α衰變衰變成釷。

鈾-232[编辑]

鈾的同位素
一般
名稱符號 U-232,232U
中子數量 140
質子數量 92
核素數據
半衰期 68.9 年
母同位素 236Pu (α)
232Np (β+)
232Pa
衰變產物 228Th

鈾-232(232
92
U
140
232
U
、U-232)是鈾的一種同位素,具有68年10個月又24天的半衰期,是釷循環英语Thorium fuel cycle的副產物。由於鈾-232可以製成使用鈾-233裂變核武器,而且鈾-232的衰變產物會放出強烈的γ輻射,也使得鈾-233的污染十分難以處理,因此它已被列為核武器擴散的管制物品。

透過釷-232照射中子而合成的鈾-233必會有少量的鈾232雜質,因為鈾-233與鏷-233本身會有(n,2n)的寄生反應:

232Th (n,γ) 233Th (β−) 233Pa (β−) 233U (n,2n) 232U
232Th (n,γ) 233Th (β−) 233Pa (n,2n) 232Pa (β−) 232U

鈾-232的衰變鏈會迅速產生強烈的伽瑪射線,可以做為伽瑪射線源:

232U (α衰變, 68.9 年)
228Th (α衰變, 1.9 年)
224Ra (α衰變, 3.6 天 , 0.24 MeV) (到了這個同位素後,衰變鏈與232Th相同)
220Rn (α衰變, 55 秒, 0.54 MeV)
216Po (α衰變, 0.15 秒)
212Pb (β衰變, 10.64 小時)
212Bi (α衰變, 61 分鐘, 0.78 MeV)
208Tl (β−衰變, 3 分鐘, 2.6 MeV) (分支比例35.94%)
208Pb (稳定)

因此人工處理時若只用處理鈽用的遮光手套箱的話十分危險

圖表[编辑]

符號 歷史
名稱
Z(p N(n 同位素質量(u 半衰期 衰變
方式
[1]

[n 1]

衰變
產物
[n 2]
原子核
自旋
相對豐度
莫耳分率)
相對豐度
莫耳分率)
激發能量
215
U
[2]
92 123 2.24 毫秒 α 211Th 5/2−#
216
U
[2][3]
92 124 4.3 毫秒 α 212Th 0+
217
U
92 125 217.02437(9) 26(14) 毫秒
[16(+21−6) 毫秒]
α 213Th 1/2−#
218
U
92 126 218.02354(3) 6(5) 毫秒 α 214Th 0+
219
U
92 127 219.02492(6) 55(25) 微秒
[42(+34−13) 微秒]
α 215Th 9/2+#
220
U
92 128 220.02472(22)# 60# 奈秒 α 216Th 0+
β+ (不常見) 220Pa
221
U
92 129 221.02640(11)# 700# 奈秒 α 217Th 9/2+#
β+ (不常見) 221Pa
222
U
92 130 222.02609(11)# 1.4(7) 微秒
[1.0(+10−4) 微秒]
α 218Th 0+
β+ (10−6%) 222Pa
223
U
92 131 223.02774(8) 21(8) 微秒
[18(+10−5) 微秒]
α 219Th 7/2+#
224
U
92 132 224.027605(27) 940(270) 微秒 α 220Th 0+
225
U
92 133 225.02939# 61(4) 毫秒 α 221Th (5/2+)#
226U 92 134 226.029339(14) 269(6) 毫秒 α 222Th 0+
227U 92 135 227.031156(18) 1.1(1) 分鐘 α 223Th (3/2+)
β+ (.001%) 227Pa
228U 92 136 228.031374(16) 9.1(2) 分鐘 α (95%) 224Th 0+
ε (5%) 228Pa
229U 92 137 229.033506(6) 58(3) 分鐘 β+ (80%) 229Pa (3/2+)
α (20%) 225Th
230U 92 138 230.033940(5) 20.8 α 226Th 0+
SF (1.4×10−10%) (不確定)
β+β+ (不常見) 230Th
231U 92 139 231.036294(3) 4.2(1)  ε 231Pa (5/2)(+#)
α (.004%) 227Th
232
U
英语Uranium-232
92 140 232.0371562(24) 68.9(4)  α 228Th 0+
CD英语Cluster decay (8.9×10−10%) 208Pb
24Ne
CD英语Cluster decay (5×10−12%) 204Hg
28Mg
SF (10−12%) (不確定)
233
U
英语Uranium-233
92 141 233.0396352(29) 1.592(2)×105  α 229Th 5/2+
SF (6×10−9%) (不確定)
CD英语Cluster decay (7.2×10−11%) 209Pb
24Ne
CD英语Cluster decay (1.3×10−13%) 205Hg
28Mg
234
U
英语Uranium-234
[n 3][n 4]
Uranium II 92 142 234.0409521(20) 2.455(6)×105  α 230Th 0+ [0.000054(5)][n 5] 0.000050–
0.000059
SF (1.73×10−9%) (不確定)
CD英语Cluster decay (1.4×10−11%) 206Hg
28Mg
CD英语Cluster decay (9×10−12%) 184Hf
26Ne
24Ne
234mU 1421.32(10) keV 33.5(20) 毫秒 6−
235
U
[n 6][n 7][n 8]
Actin Uranium
Actino-Uranium
92 143 235.0439299(20) 7.04(1)×108  α 231Th 7/2− [0.007204(6)] 0.007198–
0.007207
SF (7×10−9%) (不確定)
CD英语Cluster decay (8×10−10%) 186Hf
25Ne
24Ne
235mU 0.0765(4) keV ~26 分鐘 IT 235U 1/2+
236
U
英语Uranium-236
92 144 236.045568(2) 2.342(3)×107  α 232Th 0+
SF (9.6×10−8%) (不確定)
236m1U 1052.89(19) keV 100(4) 奈秒 (4)−
236m2U 2750(10) keV 120(2) 奈秒 (0+)
237U 92 145 237.0487302(20) 6.75(1)  β 237Np 1/2+
238U[n 4][n 6][n 7] Uranium I 92 146 238.0507882(20) 4.468(3)×109  α 234Th 0+ [0.992742(10)] 0.992739–
0.992752
SF (5.45×10−5%) (不確定)
ββ (2.19×10−10%) 238Pu
238mU 2557.9(5) keV 280(6) 奈秒 0+
239U 92 147 239.0542933(21) 23.45(2) 分鐘 β 239Np 5/2+
239m1U 20(20)# keV >250 奈秒 (5/2+)
239m2U 133.7990(10) keV 780(40) 奈秒 1/2+
240U 92 148 240.056592(6) 14.1(1) 小時 β 240Np 0+
α (10−10%) 236Th
241U 92 149 241.06033(32)# 5# 分鐘 β 241Np 7/2+#
242U 92 150 242.06293(22)# 16.8(5) 分鐘 β 242Np 0+

備註:畫上#號的數據代表沒有經過實驗的證明,只是理論推測而已,而用括號括起來的代表數據不確定性。


同位素列表
鏷的同位素 鈾的同位素 錼的同位素

註釋[编辑]

  1. ^ 各縮寫分別代表:
    CD英语Cluster decay: 集团衰变英语Cluster decay
    ε: 電子捕獲
    IT: 核異構轉變
    SF: 自發分裂
  2. ^ 穩定的衰變產物以粗體表示,接近穩定的衰變產物以粗斜體表示。 (通常代表半衰期長於宇宙年齡)
  3. ^ 可用於鈾-釷定年英语uranium-thorium dating
  4. ^ 4.0 4.1 可用於鈾-鈾定年英语uranium-uranium dating
  5. ^ 238U衰變的中等衰變產物
  6. ^ 6.0 6.1 原始英语Primordial nuclide放射性核素
  7. ^ 7.0 7.1 可用於鈾-鉛定年
  8. ^ 在核反應堆中是十分重要的燃料

参考文獻[编辑]

  1. ^ Universal Nuclide Chart. nucleonica. (需要註冊 (說明)). 
  2. ^ 2.0 2.1 "New Isotope Candidates, 215U and 216U" http://www.nishina.riken.jp/researcher/APR/APR047/pdf/xxii.pdf
  3. ^ "Observation of new neutron-deficient isotopes with Z ≥ 92 in multinucleon transfer reactions" http://inspirehep.net/record/1383747/files/scoap3-fulltext.pdf