Ура́н-238 ( англ. uranium-238 ), историческое название ура́н оди́н ( лат. Uranium I , обозначается символом U _I ) — слаборадиоактивный нуклид химического элемента урана с атомным номером 92 и массовым числом 238. Изотопная распространённость урана-238 в природе составляет 99,2745(106) % . Является родоначальником радиоактивного семейства 4n+2, называемого рядом радия .

Активность одного грамма этого нуклида составляет приблизительно 12,5 кБк .

Образование и распад

Уран-238 образуется в результате следующих распадов:

• β ⁻ -распад нуклида (период полураспада составляет 2,27(9) мин):

${\displaystyle \mathrm {^{238}_{91}Pa} \rightarrow \mathrm {^{238}_{92}U} +e^{-}+{\bar {\nu }}_{e};}$

• α-распад нуклида ²⁴² Pu (период полураспада составляет 3,75(2)⋅10 ⁵ лет):

${\displaystyle \mathrm {^{242}_{94}Pu} \rightarrow \mathrm {^{238}_{92}U} +\mathrm {^{4}_{2}He} .}$

Распад урана-238 происходит по следующим направлениям:

• α-распад в ²³⁴ Th (вероятность 100 % , энергия распада 4 269,7(29) кэВ ):

${\displaystyle \mathrm {^{238}_{92}U} \rightarrow \mathrm {^{234}_{90}Th} +\mathrm {^{4}_{2}He} +2\mathrm {^{0}_{0}\gamma } ;}$

энергия испускаемых α-частиц 4 151 кэВ (в 21 % случаев) и 4 198 кэВ (в 79 % случаев) , а энергия одной из гамма частиц 63.3 кэВ, а второй 92.6 кэВ, но эта вторая частица на самом деле дублет энергий 92.4 и 92.8 кэВ .

• Спонтанное деление (вероятность 5,45(7)⋅10 ⁻⁵ %) ;
• Двойной β ⁻ -распад в ²³⁸ Pu (вероятность 2,2(7)⋅10 ⁻¹⁰ % , энергия распада 1 144,2(12) кэВ )

${\displaystyle \mathrm {^{238}_{92}U} \rightarrow \mathrm {^{238}_{94}Pu} +2e^{-}+2{\bar {\nu }}_{e}.}$

Изомеры

Известен единственный изомер ^238m U со следующими характеристиками :

• Избыток массы: 49 866,8(20) кэВ
• Энергия возбуждения: 2 557,9(5) кэВ
• Период полураспада: 280(6) нc
• Спин и чётность ядра: 0 ⁺

Распад изомерного состояния осуществляется путём:

• изомерного перехода в основное состояние;
• спонтанного деления (вероятность 2,6(4) %) ;
• α-распада (вероятность менее 0,5 %) .

Применение

Уран-238 используется в качестве топлива для реакторов-размножителей , например, в реакторе на быстрых нейтронах БН-600 , а также в производстве ядерного оружия . Благодаря высокой плотности и низкой активности распада применяется для защиты от сильного облучения гамма-излучением и от высокоэнергетических нейтронов. Его высокая твёрдость позволяет применять его в бронировании танков, бронежилетов, а также в создании боеприпасов для стрелкового оружия и артиллерии.

См. также

• Изотопы урана
• Обеднённый уран

Примечания

Это заготовка статьи об изотопе химического элемента . Помогите Википедии, дополнив её.