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.

Main isotopes of يورانيوم
Iso­tope Decay
abun­dance half-life (t1/2) mode pro­duct
232U syn 68.9 y SF
α 228Th
233U trace 1.592×105 y SF
α 229Th
234U 0.005% 2.455×105 y SF
α 230Th
235U 0.720% 7.04×108 y SF
α 231Th
236U trace 2.342×107 y SF
α 232Th
238U 99.274% 4.468×109 y α 234Th
SF
ββ 238Pu
الوزن الذري القياسي (Ar)
  • 238.02891(3)[1]


يتكون اليورانيوم الموجود في الطبيعة من ثلاث نظائر رئيسية، يورانيوم 238 (99.2739–99.2752% وفرة طبيعيةيورانيوم 235 (0.7198–0.7202%)، ويورانيوم 234 (0.0050–0.0059%).[2] 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

Actinides and fission products by half-life
Actinides[3] by decay chain Half-life
range (y)
Fission products of 235U by yield[4]
4n 4n+1 4n+2 4n+3
4.5–7% 0.04–1.25% <0.001%
228Ra 4–6 155Euþ
244Cmƒ 241Puƒ 250Cf 227Ac 10–29 90Sr 85Kr 113mCdþ
232Uƒ 238Puƒ№ 243Cmƒ 29–97 137Cs 151Smþ 121mSn
248Bk[5] 249Cfƒ 242mAmƒ 141–351

No fission products
have a half-life
in the range of
100–210 k years ...

241Amƒ 251Cfƒ[6] 430–900
226Ra 247Bk 1.3 k – 1.6 k
240Puƒ№ 229Th 246Cmƒ 243Amƒ 4.7 k – 7.4 k
245Cmƒ 250Cm 8.3 k – 8.5 k
239Puƒ№ 24.1 k
230Th 231Pa 32 k – 76 k
236Npƒ 233Uƒ№ 234U 150 k – 250 k 99Tc 126Sn
248Cm 242Puƒ 327 k – 375 k 79Se
1.53 M 93Zr
237Npƒ№ 2.1 M – 6.5 M 135Cs 107Pd
236U 247Cmƒ 15 M – 24 M 129I
244Pu 80 M

... nor beyond 15.7 M years[7]

232Th 238U 235Uƒ№ 0.7 G – 14.1 G

Legend for superscript symbols
₡  has thermal neutron capture cross section in the range of 8–50 barns
ƒ  fissile
metastable isomer
№  naturally occurring radioactive material (NORM)
þ  neutron poison (thermal neutron capture cross section greater than 3k barns)
†  range 4–97 y: Medium-lived fission product
‡  over 200,000 y: Long-lived fission product


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)[8]

[n 1]

daughter
isotope(s)[n 2]
nuclear
spin
representative
isotopic
composition
(mole fraction)
range of natural
variation
(mole fraction)
excitation energy
215U[9] 92 123 2.24 ms α 211Th 5/2−#
216U[9][10] 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[11] 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)
ββ (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+
  1. ^ Abbreviations:
    CD: Cluster decay
    EC: Electron capture
    IT: Isomeric transition
    SF: Spontaneous fission
  2. ^ Bold for stable isotopes, bold italics for nearly-stable isotopes (half-life longer than the age of the universe)
  3. ^ Used in uranium-thorium dating
  4. ^ أ ب Used in uranium-uranium dating
  5. ^ Intermediate decay product of 238U
  6. ^ أ ب Primordial radionuclide
  7. ^ أ ب Used in Uranium-lead dating
  8. ^ Important in nuclear reactors


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

ملاحظات

المصادر

  1. ^ Meija, J.; et al. (2016). "Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry. 88 (3): 265–91. doi:10.1515/pac-2015-0305. Cite uses deprecated parameter |displayauthors= (help)
  2. ^ "Uranium Isotopes". GlobalSecurity.org. Retrieved 14 March 2012.
  3. ^ 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.
  4. ^ Specifically from thermal neutron fission of U-235, e.g. in a typical nuclear reactor.
  5. ^ 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. 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 y. No growth of Cf248 was detected, and a lower limit for the β half-life can be set at about 104 y. No alpha activity attributable to the new isomer has been detected; the alpha half-life is probably greater than 300 y."
  6. ^ This is the heaviest nuclide with a half-life of at least four years before the "Sea of Instability".
  7. ^ 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.
  8. ^ "Universal Nuclide Chart". nucleonica. Unknown parameter |registration= ignored (help)
  9. ^ 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.CS1 maint: extra punctuation (link)
  10. ^ 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.
  11. ^ 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.
Isotopes of protactinium نظائر يورانيوم نظائر النپتونيوم
مؤشر إلى صفحات النظير · جدول النيوكليدات