Uranio-233

El uranio-233 ( ing. uranio-233 ) es un nucleido radiactivo del elemento químico uranio con número atómico 92 y número másico 233. Es miembro de la familia radiactiva 4n+1 , denominada serie neptunio . Tiene la capacidad de fisionarse bajo la influencia de neutrones, por lo que se utiliza como combustible nuclear en algunos tipos de reactores nucleares . Fue inaugurado en 1941-1942. Seaborg , Hoffmann y Stoughton ( ing. RW Stoughton ) [3] .

La actividad de un gramo de este nucleido es de aproximadamente 356,54 MBq .

Formación y decadencia

El uranio-233 se forma como resultado de las siguientes desintegraciones:

β + -desintegración del nucleido 233 Np (la vida media es 36.2(1) [2] min):

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

β − -desintegración del nucleido 233 Pa (la vida media es 26,967(2) [2] días):

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

Desintegración α del nucleido 237 Pu (la vida media es de 45,2 (1) [2] días):

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

La desintegración del uranio-233 se produce de las siguientes formas:

Desintegración α en 229 Th (probabilidad 100 % [2] , energía de desintegración 4 908,5 (12) keV [1] ):

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

la energía de las partículas α emitidas es de 4729,2 keV (en el 1,610 % de los casos), 4783,5 keV (en el 13,20 % de los casos) y 4824,2 keV (en el 84,4 % de los casos) [4] .

Fisión espontánea (probabilidad inferior a 6⋅10 −9 %) [2] ;
Decaimiento del racimo con la formación del nucleido 28 Mg (la probabilidad de decaimiento es menor que 1.3⋅10 −13 %) [2] :

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

Decaimiento del cúmulo con la formación del nucleido 24 Ne (probabilidad de decaimiento 7.2(9)⋅10 −11 %) [2] :

{\mathrm {^{{233}}_{{92}}U}}\rightarrow {\mathrm {^{{209}}_{{82}}Pb}}+{\mathrm {^{{24} }_{{10}}No}}.

Conseguir

El uranio-233 se obtiene irradiando torio-232 con neutrones . La transformación ocurre en la siguiente cadena:

{\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}}.

Aplicación

Debido a su capacidad de fisionarse bajo la influencia de los neutrones, el uranio-233 se utiliza como combustible nuclear en algunos tipos de reactores nucleares (es la base del ciclo de combustible del uranio-torio ). La energía promedio liberada durante la fisión de un núcleo de uranio-233, teniendo en cuenta la descomposición de los fragmentos, es de aproximadamente 197,9 MeV = 3,171⋅10 −11 J , o 19,09 TJ/ mol = 81,95 TJ/kg [5] .
Es posible utilizar el uranio-233 como componente fisionable de las armas nucleares . Durante la Operación Tetera , se detonó una bomba que contenía uranio-233. La mezcla de uranio-232 en uranio-233 crea una radiación de penetración dura, por lo tanto, a pesar de la menor masa crítica del uranio-233 en comparación con el uranio-235, es este último el que se utiliza en la fabricación de cargas nucleares debido a la radiactividad relativamente débil. .

Véase también

Notas

↑ 1 2 3 4 5 Audi G. , Wapstra AH , Thibault C. La evaluación de la masa atómica AME2003 (II). Tablas, gráficos y referencias (inglés) // Física nuclear A . - 2003. - vol. 729 . - Pág. 337-676 . -doi : 10.1016/ j.nuclphysa.2003.11.003 . - .
↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Audi G. , Bersillon O. , Blachot J. , Wapstra AH La evaluación NUBASE de las propiedades nucleares y de descomposición // Física nuclear A . - 2003. - T. 729 . - S. 3-128 . -doi : 10.1016/ j.nuclphysa.2003.11.001 . - .
↑ Nuevo isótopo de uranio // UFN . — 1947 . - N º 9 . - art. 139 . Archivado desde el original el 15 de octubre de 2008.
↑ Propiedades del 233 U en el sitio web del OIEA (Agencia Internacional de Energía Atómica) (enlace inaccesible)
↑ Tabla de constantes físicas y químicas, Sec 4.7.1: Fisión nuclear (enlace no disponible) . Kaye y Laby en línea. Consultado el 16 de mayo de 2010. Archivado desde el original el 5 de marzo de 2010. (indefinido)