Uran-234

Uran-234 (²³⁴U nebo U-234) je jedním z izotopů uranu, vznikající jako produkt rozpadu ²³⁸, který tvoří 0,005 5 % přírodního uranu; jeho poločas přeměny činí 245 500  roků a je tak přibližně 18 000 kratší než u ²³⁸U; poměr zastoupení ²³⁴U a ²³⁸U v přírodních vzorcích tak odpovídá jejich poločasům. ²³⁴U se tvoří tak, že nejprve ²³⁸U vyzáří částici alfa za vzniku ²³⁴Th. ²³⁴Th poté projde přeměnou beta minus za vzniku ²³⁴Pa nebo, s větší pravděpodobností, jeho jaderného izomeru ^234mPa. Nakonec ²³⁴Pa nebo ^234mPa projde další přeměnou beta minus za vzniku ²³⁴U.

Uran-234 se přeměňuje alfa rozpadem na thorium-230, pouze malá část (přibližně 2×10⁻⁹ %^[1]) projde spontánním štěpením.

Malá množství ²³⁴U lze z přírodního uranu získat postupem podobajícím se obohacování uranu; toto oddělování však obvykle nemá žádný chemický ani fyzikální význam. Čisté vzorky ²³⁴U lze získat pomocí chemických iontoměničů z plutonia-238, které alfa rozpadem vytváří uran-234.

Obohacený uran má větší zastoupení ²³⁴U než přírodní uran, protože je lehčí než uran-235 a koncentruje se tak ještě výrazněji. Obsah ²³⁴U v obohaceném palivu je přímo úměrný zvýšení obsahu ²³⁵, kdy 2 % ²³⁵U vedou k 150 g ²³⁴U na tunu materiálu a nejběžnější obohacování na 4,5 % ²³⁵U vede k obsahu ²³⁴U okolo 400 g na tunu.^[3] Zvýšený podíl ²³⁴U v obohaceném uranu je u dnešních jaderných reaktorů přijatelný. Přepracovaný uran má zastoupení ²³⁴U ještě vyšší, což představuje výhodu; jelikož ²³⁴U není štěpitelný, tak pohlcuje pomalé neutrony a vytváří tak ²³⁵U. Tento postup je mnohem účinnější než posloupnost reakcí ²³⁸U + n → ²³⁹Np → ²³⁹Pu.

Uran-234 má účinný průřez pro záchyt tepelných neutronů přibližně 100 barnů. Neštěpitelné izotopy ²³⁴U a ²³⁸U zachytávají v reaktorech neutrony a tvoří ²³⁵U a ²³⁹Pu. ²³⁴U se mění na ²³⁵U snadněji, a tak i rychleji, než ²³⁸U na ²³⁹Pu (přes neptunium-239), protože ²³⁸U má mnohem menší účinný průřez pro záchyt neutronů, kolem 2,7 barnů. Při reakci ²³⁴U + n → ²³⁵U se obsah ²³⁴U v palivu obohaceném na 4,5 % snižuje z 450 na 205 g/tunu, pokud je ozařováno 60GWd/tunu.^[4]

I reakce typu (n, 2n) využívající rychlé neutrony mohou přeměnit malá množství ²³⁴U na ²³⁵U., přeměna probíhá pomalu na rozdíl od rychlé reakce ²³⁴U s tepelnými neutrony. Vyhořelé jaderné palivo může obsahovat až 0,010 % ²³⁴U, téměř dvakrát více, než je jeho obsah v přírodním uranu. V ochuzeném uranu je podíl ²³⁴U mnohem menší, kolem 0,001 %,^[5] radioaktivita ochuzeného uranu je tak zhruba poloviční ve srovnání s přírodním. Přírodní uran má rovnovážný stav, kdy jsou koncentrace koncentrace ²³⁴U a ²³⁸U v takovém poměru, že oba izotopy mají stejnou aktivitu a rychlost tvorby ²³⁴U se tak rovná rychlosti jeho další přeměny.

Odkazy

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Uranium-234 na anglické Wikipedii.

Související články

• Uran–uranové datování