Уран-233

Уран-233 Таблица нуклидов
Общие сведения
Название, символ	Уран-233, 233U
Нейтронов	141
Протонов	92
Свойства нуклида
Атомная масса	233,0396352(29)[1] а. е. м.
Избыток массы	36 920,0(27)[1] кэВ
Удельная энергия связи (на нуклон)	7 603,953(12)[1] кэВ
Период полураспада	1,592(2)·105[2] лет
Продукты распада	229Th
Родительские изотопы	233Pa (β−) α)
Спин и чётность ядра	5/2+[2]
Канал распада	Энергия распада
α-распад	4,9085(12)[1] МэВ
SF
24Ne, 28Mg

Ура́н-233 (англ. uranium-233) — радиоактивный нуклид химического элемента урана с атомным номером 92 и массовым числом 233. Является членом радиоактивного семейства 4n+1, называемого рядом нептуния. Обладает способностью делиться под воздействием нейтронов, благодаря чему используется в качестве ядерного топлива в некоторых типах ядерных реакторов. Был открыт в 1941—1942 гг. Сиборгом, Гофманом (англ.) и Стоутоном (англ. R. W. Stoughton)^[3].

Активность одного грамма этого нуклида составляет приблизительно 356,54 МБк.

Образование и распад

Уран-233 образуется в результате следующих распадов:

• β⁺-распад нуклида [2] мин):

$\mathrm{^{233}_{93}Np}\rightarrow\mathrm{~^{233}_{92}U} + e^+ + {\nu}_e;$

• β⁻-распад нуклида ²³³Pa (период полураспада составляет 26,967(2)^[2] суток):

$\mathrm{^{233}_{91}Pa} \rightarrow \mathrm{^{233}_{92}U} + e^- + \bar{\nu}_e;$

• α-распад нуклида [2] суток):

$\mathrm{^{237}_{94}Pu} \rightarrow \mathrm{^{233}_{92}U} + \mathrm{^{4}_{2}He}.$

Распад урана-233 происходит по следующим направлениям:

• α-распад в ²²⁹Th (вероятность 100 %^[2], энергия распада 4 908,5(12) кэВ^[1]):

$\mathrm{^{233}_{92}U} \rightarrow \mathrm{^{229}_{90}Th} + \mathrm{^{4}_{2}He};$

энергия испускаемых α-частиц 4 729,2 кэВ (в 1,610 % случаев), 4 783,5 кэВ (в 13,20 % случаев) и 4 824,2 кэВ (в 84,4 % случаев)^[4].

• Спонтанное деление (вероятность менее 6·10⁻⁹ %)^[2];
• Кластерный распад с образованием нуклида [2]:

$\mathrm{^{233}_{92}U} \rightarrow \mathrm{^{205}_{80}Hg} + \mathrm{^{28}_{12}Mg};$

• Кластерный распад с образованием нуклида [2]:

$\mathrm{^{233}_{92}U} \rightarrow \mathrm{^{209}_{82}Pb} + \mathrm{^{24}_{10}Ne}.$

Получение

Уран-233 получают путём облучения нейтронами тория-232. Превращение происходит по следующей цепочке:

$\mathrm{^{1}_{0}n} + \mathrm{^{232}_{90}Th} \rightarrow \mathrm{^{233}_{90}Th} \xrightarrow[22,3\ min]{\beta^-\ 1,243\ MeV} \mathrm{^{233}_{91}Pa} \xrightarrow[26,967\ d]{\beta^-\ 0,5701\ MeV} \mathrm{^{233}_{92}U}.$

Применение

200-метровое облако над территорией Frenchman Flat после взрыва Teapot «MET» 15 апреля 1955 года, 22 кт. Этот снаряд имел сердцевину из урана-233

• Благодаря своей способности делиться под воздействием нейтронов, уран-233 используется в качестве ядерного топлива в некоторых типах ядерных реакторов (является основой уран-ториевого топливного цикла). Средняя энергия, выделяющаяся при делении одного ядра урана-233 с учётом распада осколков, составляет приблизительно 197,9 МэВ = 3,171·10⁻¹¹ Дж, или 19,09 ТДж/моль = 81,95 ТДж/кг^[5].
• Возможно применение урана-233 в качестве делящегося компонента ядерного оружия. Во время операции Teapot была взорвана бомба с сердечником, содержащим уран-233.

См. также

• Изотопы урана

Примечания

1. ↑ ^{1 2 3 4 5} G. Audi, A.H. Wapstra, and C. Thibault (2003). «The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references.». Nuclear Physics A 729: 337—676. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003.
2. ↑ ^{1 2 3 4 5 6 7 8 9} G. Audi, O. Bersillon, J. Blachot and A. H. Wapstra (2003). «The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties». Nuclear Physics A 729: 3–128. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.
3. ↑ Новый изотоп урана // УФН. — 1947. — № 9. — С. 139.
4. ↑ Свойства ²³³U на сайте IAEA (International Atomic Energy Agency)
5. ↑ Table of Physical and Chemical Constants, Sec 4.7.1: Nuclear Fission. Kaye & Laby Online. Архивировано из первоисточника 8 апреля 2012.

Легче: уран-232	Уран-233 является изотопом урана	Тяжелее: уран-234
Изотопы элементов · Таблица нуклидов