نظائر اليورانيوم
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
اليورانيوم (92U)، هو عنصر مشع موجود في الطبيعة وليس له نظائر مستقرة لكن لديه نظرين بدائيين (يورانيوم 238 ويورانيوم 235) والذي لديه عمر نصف ويوجد بكميات كبيرة في قشرة الأرض، مع ناتج الاضمحلال يورانيوم 234. الوزن الذري القياسي لليورانيوم الطبيعي هو 238.02891(3). النظائر الأخرى مثل يورانيوم 232 يتم إنتاجها في مفاعلات الاستنسال السريع.
يتكون اليورانيوم الموجود في الطبيعة من ثلاث نظائر رئيسية، يورانيوم 238 (99.2739–99.2752% وفرة طبيعية)، يورانيوم 235 (0.7198–0.7202%)، ويورانيوم 234 (0.0050–0.0059%).[3] وجميع هذه النظائر الثلاثة مشعة، تكون نظائر مشعة، أكثرها وفرة واستقراراً هو اليورانيوم 238 والذي يصل عمره النصفي إلى 4.4683×109 (قريب من عمر الأرض).
يتمتع النظير يورانيوم 235 بأهمية لكلاً من المفاعلات النووية والأسلاحة النووية لأنه النظير الوحيد الذي يتواجد في الطبيعة to any appreciable extent that is fissile، مما يعني، أنه يمكن فصله بواسطة النيترونات الحرارية. النظير يورانيوم 238 هام أيضاً بسبب امتصاصه للنيوترونات منتجاً نظير مشع يتحلل لاحقاً إلى النظير پلوتونيوم 239، والذي يعتبر انشطارياً أيضاً.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
الأكتينيدات مقابل منتجات الانشطار
الأكتينيدات ونواتج الانشطار حسب عمر النصف
| ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
الأكتينيدات[4] حسب تسلسل الاضمحلال | مدى (س) عمر النصف |
نواتج انشطار 235U حسب العائد[5] | ||||||
4n | 4n + 1 | 4n + 2 | 4n + 3 | 4.5–7% | 0.04–1.25% | <0.001% | ||
228Ra№ | 4–6 a | 155Euþ | ||||||
244Cmƒ | 241Puƒ | 250Cf | 227Ac№ | 10–29 a | 90Sr | 85Kr | 113mCdþ | |
232Uƒ | 238Puƒ | 243Cmƒ | 29–97 a | 137Cs | 151Smþ | 121mSn | ||
248Bk[6] | 249Cfƒ | 242mAmƒ | 141–351 a |
No fission products have a half-life in the range of 100 a–210 ka ... | ||||
241Amƒ | 251Cfƒ[7] | 430–900 a | ||||||
226Ra№ | 247Bk | 1.3–1.6 ka | ||||||
240Pu | 229Th | 246Cmƒ | 243Amƒ | 4.7–7.4 ka | ||||
245Cmƒ | 250Cm | 8.3–8.5 ka | ||||||
239Puƒ | 24.1 ka | |||||||
230Th№ | 231Pa№ | 32–76 ka | ||||||
236Npƒ | 233Uƒ | 234U№ | 150–250 ka | 99Tc₡ | 126Sn | |||
248Cm | 242Pu | 327–375 ka | 79Se₡ | |||||
1.53 Ma | 93Zr | |||||||
237Npƒ | 2.1–6.5 Ma | 135Cs₡ | 107Pd | |||||
236U | 247Cmƒ | 15–24 Ma | 129I₡ | |||||
244Pu | 80 Ma |
... nor beyond 15.7 Ma[8] | ||||||
232Th№ | 238U№ | 235Uƒ№ | 0.7–14.1 Ga | |||||
|
يورانيوم 232
يورانيوم 233
يورانيوم 234
يورانيوم 235
يورانيوم 236
يورانيوم 237
يورانيوم 238
يورانيوم 239
نظائر اليورانيوم | |
---|---|
عام | |
الاسم والرمز | U-239،239U |
النيوترونات | 147 |
الپروتونات | 92 |
بيانات النيوكليد | |
عمر النصف | 23.45 دقيقة |
نواتج الانحلال | 239Np |
نمط الانحلال | طاقة الانحلال |
Beta decay 20% | 1.28 MeV |
Beta decay 80% | 1.21 MeV |
أخف: يورانيوم 238 |
نظائر اليورانيوم هو نظير لعنصر يورانيوم |
أثقل: يورانيوم 240 |
ناتج انحلال: protactinium-239 (β-) |
سلسلة إنحلال نظائر اليورانيوم |
انحلالات ل: نپتونيوم 239 (β-) |
قائمة النظائر
رمز النيوكليد |
الاسم التاريخ |
Z(پ) | N(ن) | كتلة النظير (u) |
half-life | decay mode(s)[9] |
daughter isotope(s)[n 2] |
nuclear spin |
representative isotopic composition (mole fraction) |
range of natural variation (mole fraction) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
excitation energy | ||||||||||
215U[10] | 92 | 123 | 2.24 ms | α | 211Th | 5/2−# | ||||
216U[10][11] | 92 | 124 | 4.3 ms | α | 212Th | 0+ | ||||
217U | 92 | 125 | 217.02437(9) | 26(14) ms [16(+21−6) ms] |
α | 213Th | 1/2−# | |||
218U | 92 | 126 | 218.02354(3) | 6(5) ms | α | 214Th | 0+ | |||
219U | 92 | 127 | 219.02492(6) | 55(25) µs [42(+34−13) µs] |
α | 215Th | 9/2+# | |||
220U | 92 | 128 | 220.02472(22)# | 60# ns | α | 216Th | 0+ | |||
β+ (rare) | 220Pa | |||||||||
221U | 92 | 129 | 221.02640(11)# | 700# ns | α | 217Th | 9/2+# | |||
β+ (rare) | 221Pa | |||||||||
222U | 92 | 130 | 222.02609(11)# | 1.4(7) µs [1.0(+10−4) µs] |
α | 218Th | 0+ | |||
β+ (10−6%) | 222Pa | |||||||||
223U | 92 | 131 | 223.02774(8) | 21(8) µs [18(+10−5) µs] |
α | 219Th | 7/2+# | |||
224U | 92 | 132 | 224.027605(27) | 940(270) µs | α | 220Th | 0+ | |||
225U | 92 | 133 | 225.02939# | 61(4) ms | α | 221Th | (5/2+)# | |||
226U | 92 | 134 | 226.029339(14) | 269(6) ms | α | 222Th | 0+ | |||
227U | 92 | 135 | 227.031156(18) | 1.1(1) min | α | 223Th | (3/2+) | |||
β+ (.001%) | 227Pa | |||||||||
228U | 92 | 136 | 228.031374(16) | 9.1(2) min | α (95%) | 224Th | 0+ | |||
EC (5%) | 228Pa | |||||||||
229U | 92 | 137 | 229.033506(6) | 58(3) min | β+ (80%) | 229Pa | (3/2+) | |||
α (20%) | 225Th | |||||||||
230U | 92 | 138 | 230.033940(5) | 20.8 d | α | 226Th | 0+ | |||
SF (1.4×10−10%) | (various) | |||||||||
β+β+ (rare) | 230Th | |||||||||
231U | 92 | 139 | 231.036294(3) | 4.2(1) d | EC | 231Pa | (5/2)(+#) | |||
α (.004%) | 227Th | |||||||||
232U | 92 | 140 | 232.0371562(24) | 68.9(4) y | α | 228Th | 0+ | |||
CD (8.9×10−10%) | 208Pb 24Ne | |||||||||
CD (5×10−12%) | 204Hg 28Mg | |||||||||
SF (10−12%) | (various) | |||||||||
233U | 92 | 141 | 233.0396352(29) | 1.592(2)×105 y | α | 229Th | 5/2+ | |||
SF (6×10−9%) | (various) | |||||||||
CD (7.2×10−11%) | 209Pb 24Ne | |||||||||
CD (1.3×10−13%) | 205Hg 28Mg | |||||||||
234U[n 3][n 4] | Uranium II | 92 | 142 | 234.0409521(20) | 2.455(6)×105 y | α | 230Th | 0+ | [0.000054(5)][n 5] | 0.000050– 0.000059 |
SF (1.73×10−9%) | (various) | |||||||||
CD (1.4×10−11%) | 206Hg 28Mg | |||||||||
CD (9×10−12%) | 184Hf 26Ne 24Ne | |||||||||
234mU | 1421.32(10) keV | 33.5(20) ms | 6− | |||||||
235U[n 6][n 7][n 8] | Actin Uranium Actino-Uranium |
92 | 143 | 235.0439299(20) | 7.04(1)×108 y | α | 231Th | 7/2− | [0.007204(6)] | 0.007198– 0.007207 |
SF (7×10−9%) | (various) | |||||||||
CD (8×10−10%) | 186Hf 25Ne 24Ne | |||||||||
235mU | 0.0765(4) keV | ~26 min | IT | 235U | 1/2+ | |||||
236U | Thoruranium[12] | 92 | 144 | 236.045568(2) | 2.342(3)×107 y | α | 232Th | 0+ | ||
SF (9.6×10−8%) | (various) | |||||||||
236m1U | 1052.89(19) keV | 100(4) ns | (4)− | |||||||
236m2U | 2750(10) keV | 120(2) ns | (0+) | |||||||
237U | 92 | 145 | 237.0487302(20) | 6.75(1) d | β− | 237Np | 1/2+ | |||
238U[n 4][n 6][n 7] | Uranium I | 92 | 146 | 238.0507882(20) | 4.468(3)×109 y | α | 234Th | 0+ | [0.992742(10)] | 0.992739– 0.992752 |
SF (5.45×10−5%) | (various) | |||||||||
β−β− (2.19×10−10%) | 238Pu | |||||||||
238mU | 2557.9(5) keV | 280(6) ns | 0+ | |||||||
239U | 92 | 147 | 239.0542933(21) | 23.45(2) min | β− | 239Np | 5/2+ | |||
239m1U | 20(20)# keV | >250 ns | (5/2+) | |||||||
239m2U | 133.7990(10) keV | 780(40) ns | 1/2+ | |||||||
240U | 92 | 148 | 240.056592(6) | 14.1(1) h | β− | 240Np | 0+ | |||
α (10−10%) | 236Th | |||||||||
241U | 92 | 149 | 241.06033(32)# | 5# min | β− | 241Np | 7/2+# | |||
242U | 92 | 150 | 242.06293(22)# | 16.8(5) min | β− | 242Np | 0+ |
- ^ Abbreviations:
CD: Cluster decay
EC: Electron capture
IT: Isomeric transition
SF: Spontaneous fission - ^ Bold for stable isotopes, bold italics for nearly-stable isotopes (half-life longer than the age of the universe)
- ^ Used in uranium-thorium dating
- ^ أ ب Used in uranium-uranium dating
- ^ Intermediate decay product of 238U
- ^ أ ب Primordial radionuclide
- ^ أ ب Used in Uranium-lead dating
- ^ Important in nuclear reactors
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
ملاحظات
المصادر
- ^ Kondev, F. G.; Wang, M.; Huang, W. J.; Naimi, S.; Audi, G. (2021). "The NUBASE2020 evaluation of nuclear properties" (PDF). Chinese Physics C. 45 (3): 030001. doi:10.1088/1674-1137/abddae.
- ^ Magurno, B.A.; Pearlstein, S, eds. (1981). Proceedings of the conference on nuclear data evaluation methods and procedures. BNL-NCS 51363, vol. II (PDF). Upton, NY (USA): Brookhaven National Lab. pp. 835 ff. Retrieved 2014-08-06.
- ^ "Uranium Isotopes". GlobalSecurity.org. Retrieved 14 March 2012.
- ^ Plus radium (element 88). While actually a sub-actinide, it immediately precedes actinium (89) and follows a three-element gap of instability after polonium (84) where no nuclides have half-lives of at least four years (the longest-lived nuclide in the gap is radon-222 with a half life of less than four days). Radium's longest lived isotope, at 1,600 years, thus merits the element's inclusion here.
- ^ Specifically from thermal neutron fission of uranium-235, e.g. in a typical nuclear reactor.
- ^ Milsted, J.; Friedman, A. M.; Stevens, C. M. (1965). "The alpha half-life of berkelium-247; a new long-lived isomer of berkelium-248". Nuclear Physics. 71 (2): 299. Bibcode:1965NucPh..71..299M. doi:10.1016/0029-5582(65)90719-4.
"The isotopic analyses disclosed a species of mass 248 in constant abundance in three samples analysed over a period of about 10 months. This was ascribed to an isomer of Bk248 with a half-life greater than 9 [years]. No growth of Cf248 was detected, and a lower limit for the β− half-life can be set at about 104 [years]. No alpha activity attributable to the new isomer has been detected; the alpha half-life is probably greater than 300 [years]." - ^ This is the heaviest nuclide with a half-life of at least four years before the "sea of instability".
- ^ Excluding those "classically stable" nuclides with half-lives significantly in excess of 232Th; e.g., while 113mCd has a half-life of only fourteen years, that of 113Cd is nearly eight quadrillion years.
- ^ "Universal Nuclide Chart". nucleonica.
{{cite web}}
: Unknown parameter|registration=
ignored (|url-access=
suggested) (help) - ^ أ ب Y. Wakabayashi; K. Morimoto; D. Kaji; H. Haba; M. Takeyama; S. Yamaki; K. Tanaka; K. Nishio; M. Asai; M. Huang,; J. Kanaya; M. Murakami; A. Yoneda; K. Fujita; Y. Narikiyo; T.Tanaka; S.Yamamoto; K. Morita (2014). "New Isotope Candidates, 215U and 216U" (PDF). RIKEN Accel. Prog. Rep. 47: xxii.
{{cite journal}}
: CS1 maint: extra punctuation (link) - ^ H. M. Devaraja; S. Heinz; O. Beliuskina; V. Comas; S. Hofmann; C. Hornung; G. Münzenberg; K. Nishio; D. Ackermann; Y. K. Gambhir; M. Gupta; R. A. Henderson; F. P. Heßberger; J. Khuyagbaatar; B. Kindler; B. Lommel; K. J. Moody; J. Maurer; R. Mann; A. G. Popeko; D. A. Shaughnessy; M. A. Stoyer; A. V. Yeremin (2015). "Observation of new neutron-deficient isotopes with Z ≥ 92 in multinucleon transfer reactions" (PDF). Physics Letters B (748): 199–203.
- ^ Trenn, Thaddeus J. (1978). "Thoruranium (U-236) as the extinct natural parent of thorium: The premature falsification of an essentially correct theory". Annals of Science. 35 (6): 581–97. doi:10.1080/00033797800200441.
- Isotope masses from:
- G. Audi; A. H. Wapstra; C. Thibault; J. Blachot; O. Bersillon (2003). "The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties" (PDF). Nuclear Physics A. 729: 3–128. Bibcode:2003NuPhA.729....3A. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. Archived from the original (PDF) on 2008-09-23.
{{cite journal}}
: Unknown parameter|deadurl=
ignored (|url-status=
suggested) (help)
- G. Audi; A. H. Wapstra; C. Thibault; J. Blachot; O. Bersillon (2003). "The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties" (PDF). Nuclear Physics A. 729: 3–128. Bibcode:2003NuPhA.729....3A. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. Archived from the original (PDF) on 2008-09-23.
- Isotopic compositions and standard atomic masses from:
- J. R. de Laeter; J. K. Böhlke; P. De Bièvre; H. Hidaka; H. S. Peiser; K. J. R. Rosman; P. D. P. Taylor (2003). "Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry. 75 (6): 683–800. doi:10.1351/pac200375060683.
- M. E. Wieser (2006). "Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry. 78 (11): 2051–2066. doi:10.1351/pac200678112051.
{{cite journal}}
: Unknown parameter|laysummary=
ignored (help)
- Half-life, spin, and isomer data selected from the following sources. See editing notes on this article's talk page.
- G. Audi; A. H. Wapstra; C. Thibault; J. Blachot; O. Bersillon (1999). "The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties" (PDF). Nuclear Physics A. 729: 3–128. Bibcode:2003NuPhA.729....3A. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. Archived from the original (PDF) on 2008-09-23.
{{cite journal}}
: Unknown parameter|deadurl=
ignored (|url-status=
suggested) (help) - National Nuclear Data Center. "NuDat 2.1 database". Brookhaven National Laboratory. Retrieved September 2005.
{{cite web}}
: Check date values in:|accessdate=
(help) - N. E. Holden (2004). "Table of the Isotopes". In D. R. Lide (ed.). CRC Handbook of Chemistry and Physics (85th ed.). CRC Press. Section 11. ISBN 978-0-8493-0485-9.
{{cite book}}
: Unknown parameter|nopp=
ignored (|no-pp=
suggested) (help)
- G. Audi; A. H. Wapstra; C. Thibault; J. Blachot; O. Bersillon (1999). "The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties" (PDF). Nuclear Physics A. 729: 3–128. Bibcode:2003NuPhA.729....3A. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. Archived from the original (PDF) on 2008-09-23.
Isotopes of protactinium | نظائر يورانيوم | نظائر النپتونيوم |
مؤشر إلى صفحات النظير · جدول النيوكليدات |