Уран-234

Уран-234 Таблица нуклидов
Общие сведения
Название, символ	Уран-234, 234U
Альтернативные названия	ура́н два, UII
Нейтронов	142
Протонов	92
Свойства нуклида
Атомная масса	234,0409521(20)[1] а. е. м.
Избыток массы	38 146,6(18)[1] кэВ
Удельная энергия связи (на нуклон)	7 600,708(8)[1] кэВ
Изотопная распространённость	0,0055(2) %[2]
Период полураспада	2,455(6)·105[2] лет
Продукты распада	230Th
Родительские изотопы	234Pa (β−) α)
Спин и чётность ядра	0+[2]
Канал распада	Энергия распада
α-распад	4,8577(7)[1] МэВ
SF
24Ne, 26Ne, 28Mg

Ура́н-234 (англ. uranium-234), историческое название ура́н два (лат. Uranium II, обозначается символом U_II) — радиоактивный нуклид химического элемента урана с атомным номером 92 и массовым числом 234. Изотопная распространённость урана-234 в природе составляет 0,0055(2) %^[2]. Является членом радиоактивного семейства 4n+2, называемого рядом урана-радия. Был открыт в 1939 году Альфредом Ниром (англ.)^[3].

Активность одного грамма этого нуклида составляет приблизительно 230,22 МБк.

Образование и распад

Уран-234 образуется в результате следующих распадов:

• β⁺-распад нуклида [2] суток):

$\mathrm{^{234}_{93}Np}\rightarrow\mathrm{~^{234}_{92}U} + e^+ + {\nu}_e;$

• β⁻-распад нуклида ²³⁴Pa (период полураспада составляет 6,70(5)^[2] ч):

$\mathrm{^{234}_{91}Pa} \rightarrow \mathrm{^{234}_{92}U} + e^- + \bar{\nu}_e;$

• α-распад нуклида ²³⁸Pu (период полураспада составляет 87,7(1)^[2] года):

$\mathrm{^{238}_{94}Pu} \rightarrow \mathrm{^{234}_{92}U} + \mathrm{^{4}_{2}He}.$

Распад урана-234 происходит по следующим направлениям:

• α-распад в ²³⁰Th (вероятность 100 %^[2], энергия распада 4 857,7(7) кэВ^[1]):

$\mathrm{^{234}_{92}U} \rightarrow \mathrm{^{230}_{90}Th} + \mathrm{^{4}_{2}He};$

энергия испускаемых α-частиц 4 722,4 кэВ (в 28,42 % случаев) и 4 774,6 кэВ (в 71,38 % случаев)^[4].

• Спонтанное деление (вероятность 1,73(10)·10⁻⁹ %)^[2].
• Кластерный распад с образованием нуклида [2], по другим данным 3,9(10)·10⁻¹¹ %^[5]):

$\mathrm{^{234}_{92}U} \rightarrow \mathrm{^{206}_{80}Hg} + \mathrm{^{28}_{12}Mg}.$

• Кластерный распад с образованием нуклидов [2], по другим данным 2,3(7)·10⁻¹¹ %^[5]):

$\mathrm{^{234}_{92}U} \rightarrow \mathrm{^{210}_{82}Pb} + \mathrm{^{24}_{10}Ne};$

$\mathrm{^{234}_{92}U} \rightarrow \mathrm{^{208}_{82}Pb} + \mathrm{^{26}_{10}Ne}.$

Изомеры

Известен единственный изомер ²³⁴U^m со следующими характеристиками^[2]:

• Избыток массы: 39 567,9(18) кэВ
• Энергия возбуждения: 1 421,32(10) кэВ
• Период полураспада: 33,5(20) мкc
• Спин и чётность ядра: 6⁻

Применение

В этом разделе не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники. Эта отметка установлена 12 мая 2011.

Несмотря на крайне низкое массовое содержание, активность урана-234 в природном уране практически равна активности его долгоживущего предшественника по цепочке распада, урана-238, составляющего более 99% массы природного урана, поскольку уран-234 и уран-238 находятся в равновесии. Соответственно уран-234 и уран-238 вносят каждый более 49% в общую активность урана природного происхождения. При изготовлении топлива для ядерных установок (АЭС и т.п.) природный уран претерпевает процесс обогащения с целью повысить содержание урана-235. При этом относительное содержание урана-234, как ещё более лёгкого изотопа, повышается в ещё большей степени. Хотя массовое содержание урана-234 остаётся на уровне сотых долей процента, его активность становится преобладающей. Именно поэтому обогащённый уран с санитарно-гигиенической точки зрения рассматривается как уран-234.

Самостоятельное применение урана-234 весьма ограничено и связано в основном с его отмеченной выше особенностью. Главным образом он используется в контрольных радиоактивных источниках для калибровки радиометров, применяемых при радиационном мониторинге обогащённого урана.

В 1953 году В.В.Чердынцев и П.И.Чалов обнаружили увеличения отношения активностей изотопов ²³⁴U к ²³⁸U при переходе из твердой фазы в жидкую. Это открытие зарегистрировано в Государственном реестре открытий как эффект Чердынцева-Чалова ^[6]. Неравновесность отношений четных изотопов урана широко используется в гидрогеологии ^[7][8].

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 10 11 12} 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. ↑ Волков В. А., Вонский Е. В., Кузнецова Г. И. Выдающиеся химики мира. — М.: Высшая Школа, 1991. — С. 601. — 656 с.
4. ↑ Свойства ²³⁴U на сайте IAEA (International Atomic Energy Agency)
5. ↑ ^{1 2} S. P. Tretyakova, Yu. S. Zamyatnin, V. N. Kovantsev, Yu. S. Korotkin, V. L. Mikheev and G. A. Timofeev (1987). «Observation of nucleon clusters in the spontaneous decay of ²³⁴U». Zeitschrift für Physik A Atomic Nuclei 333 (4): 349–353. DOI:10.1007/BF01299687.
6. ↑ Чердынцев В.В., Чалов П.И. Естественное разделение 234U и 238U // Открытия в СССР (сборник кратких описаний открытий, внесенных в Государственный реестр СССР). М.: ЦНИИПИ. 1977.
7. ↑ Osmond J.K., Gowart J.B. The theory and uses natural uranium isotopic Variations in hydrology // Atomic Energy Review, 1976. V. 144. P. 621-679.
8. ↑ Чалов П.И., Тузова Т.В., Тихонов А.И. и др. Неравновесный уран как индикатор при изучении процессов формирования и циркуляции подземных вод. // Геохимия. 1979. № 10. С.1499-1507.

Литература

• Чердынцев В.В Уран-234.. — М.: Атомиздат, 1969. — 307 с.

Легче: уран-233	Уран-234 является изотопом урана	Тяжелее: уран-235
Изотопы элементов · Таблица нуклидов