يورانيوم-236

اليورانيوم-236 هو نظير اليورانيوم ليس من انصهارا بالنيوترونات الحرارية، ولا مادة مخصبة جيدة جدا، ولكنه يعتبر عموما نفايات مشعة مزعجة وطويلة العمر. وهو موجود في الوقود النووي المستهلك وفي اليورانيوم المعاد تصنيعه من الوقود النووي المستهلك.

الأكتينيدات ومنتجات الانشطار بالنسبة لعمر النصف
أكتينيدات[1] بالنسبة لسلسلة اضمحلال				مجال عمر النصف (y)	ناتج إنشطار نووي من إنتاج ²³⁵U[2]
سلسلة اضمحلال	سلسلة اضمحلال	سلسلة اضمحلال	سلسلة اضمحلال		ناتج إنشطار نووي من إنتاج ²³⁵U[2]
سلسلة اضمحلال	سلسلة اضمحلال	سلسلة اضمحلال	سلسلة اضمحلال			4.5–7%	0.04–1.25%	<0.001%
²²⁸Ra^№				4–6	†		¹⁵⁵Eu^þ
²⁴⁴Cm^ƒ	²⁴¹Pu^ƒ	²⁵⁰Cf	²²⁷Ac^№	10–29		⁹⁰Sr	⁸⁵Kr	^113mCd^þ
²³²U^ƒ		²³⁸Pu^ƒ№	²⁴³Cm^ƒ	29–97		¹³⁷Cs	¹⁵¹Sm^þ	^121mSn
²⁴⁸Bk[3]	²⁴⁹Cf^ƒ	^242mAm^ƒ		141–351	لا توجد منتجات الانشطار لها عمر النصف . في المجال 100-210 ألف سنة ...
	²⁴¹Am^ƒ		²⁵¹Cf^ƒ[4]	430–900
		²²⁶Ra^№	²⁴⁷Bk	1.3 k – 1.6 k
²⁴⁰Pu^ƒ№	²²⁹Th^№	²⁴⁶Cm^ƒ	²⁴³Am^ƒ	4.7 k – 7.4 k
	²⁴⁵Cm^ƒ	²⁵⁰Cm		8.3 k – 8.5 k
			²³⁹Pu^ƒ№	24.1 k
		²³⁰Th^№	²³¹Pa^№	32 k – 76 k
²³⁶Np^ƒ	²³³U^ƒ№	²³⁴U^№		150 k – 250 k	‡	⁹⁹Tc^₡	¹²⁶Sn
²⁴⁸Cm		²⁴²Pu^ƒ		327 k – 375 k			⁷⁹Se^₡
				1.53 M		⁹³Zr
	²³⁷Np^ƒ№			2.1 M – 6.5 M		¹³⁵Cs^₡	¹⁰⁷Pd
²³⁶U^№			²⁴⁷Cm^ƒ	15 M – 24 M			¹²⁹I^₡
²⁴⁴Pu^№				80 M	... ولا تتجاوز 15.7 مليون سنة[5]
²³²Th^№		²³⁸U^№	²³⁵U^ƒ№	0.7 G – 14.1 G	... ولا تتجاوز 15.7 مليون سنة[5]
أسطورة للرموز فوق ₡ يحتوي على التقاط نيوترون حراري في نطاق 8–50 الحظائر ƒ مادة انشطارية m مصاوغ نووي № مصدر طبيعي مشع (عادي) þ السم النيوتروني (التقاطع الحراري النيوترون المقطع العرضي أكبر من الحظائر 3K) † نطاق 4–97 سنة: منتج انشطاري متوسط العمر ‡ أكثر من 200,000 سنة: منتج الانشطار طويل العمر

يورانيوم-236 القائمة الكاملة
معلومات عامة
الاسم، الرمز	يورانيوم-236,²³⁶U
النيوترونات	144
البروتونات	92
بيانات النويدة
الوفرة الطبيعية	< 10⁻¹¹
عمر النصف	2.348 x10⁷ سنة
النظائر الرئيسية	²³⁶Pa ²³⁶Np ²⁴⁰Pu
نواتج الاضمحلال	²³²Th
الكتلة الذرية للنظير	236.045568(2) دالتون
الغزل	0+
طاقة الترابط	1790415.042 ± 1.974 keV
نمودج الاضمحلال	طاقة الاضمحلال
Alpha	4.572 إلكترون فولت

الإنشاء والانتاج

تغذّي النظائر الانشطارية من اليورانيوم-235 معظم المفاعلات النووية. يمتص اليورانيوم-235 نيوترون حراري، فتحدث واحدة من هاتين الطريقتين. في حوالي 82٪ من الوقت، سيحدث انشطار نووي. ولكن في حوالي 18٪ من الوقت، فلن يحدث انشطار نووي، بدلا من ذلك يمكن أن تنبعث أشعة غاما، ويبدأ إنتاج U-236. وهكذا، فإن العائد من U-236 هو 100 من U-235 بالإضافة إلى نيوترون. ردود الفعل حوالي 18٪، والغلة من منتجات الانشطار في 100 اضمحلال هي حوالي 82٪. وبالمقارنة، فإن غلة المنتجات الانشطارية الفردية الأكثر وفرة هي Cs-137، وSr-90، وTc-99. وتكون تتراوح بين 6٪ و7٪ لكل 100 انشطار، والحصيلة المجمعة لمتوسط العمر (10 سنوات وما فوق) ومنتجات الانشطار طويلة العمر تبلغ حوالي 32 في المائة، أو أقل بنسبة قليلة في حين يتم تدمير بعضها عن طريق التقاط النيوترونات.

ويمكن أيضا أن يستخدم نظائر الانشطار أو الانشطارية مثل البلوتونيوم-239 الذي يعمل على امتصاص النيوترونات الحرارية. ويشكل البلوتونيوم-240 فينتج نسبة كبيرة من البلوتونيوم الذي يعتبر مفاعلا نوويا (البلوتونيوم المعاد تدويره من الوقود المستنفد الذي كان يصنع أصلا من اليورانيوم الطبيعي المخصب تم استخدامه مرة واحدة في نظام لور). البلوثونيوم-240 الذي له عمر النصف 6561 سنة، يتحلل إلى U-236. في دورة الوقود النووي المغلقة، سيتم انشطار معظم Pu-240 (ربما بعد التقاط أكثر من نيوترون واحد) قبل أن يتحلل، ولكن Pu-240 يعتبر من النفايات النووية لأنه سيتحلل على مدى آلاف السنين.

وفي حين أن الجزء الأكبر من اليورانيوم-236 يتم إنتاجه عن طريق التقاط النيوترونات في مفاعلات الطاقة النووية، فإن الجزء الأكبر منه يخزن في المفاعلات النووية ومستودعات النفايات. وأهم مساهمة في وفرة اليورانيوم - 236 في البيئة هي رد فعل ²³⁸U(n,3n)²³⁶U بواسطة النيوترونات السريعة في الأسلحة النووية الحرارية. وقد أدى اختبار القنبلة الذرية في الأربعينات والخمسينات والستينات إلى زيادة مستويات الوفرة في البيئة بشكل ملحوظ فوق المستويات الطبيعية المتوقعة [6]

التدمير والتحلل

سلسلة تفتتات اليورانيوم-236

يعمل اليورانيوم 236 على امتصاص النيوترون الحراري، الذي لا يخضع للانشطار، ولكن يصبح 237-U، الذي يتلاشى بأشعة بيتا بسرعة يتحول إلى 237NP. ومع ذلك فإن التقاطع النيوترون المقطع العرضي من 236-U منخفضة، وهذه العملية لا تحدث بسرعة في مفاعل حراري. يحتوي الوقود النووي المستهلك عادة على حوالي 0.4٪ من U-236. مع مقطع عرضي أكبر بكثير، 237-NP قد تمتص في نهاية المطاف النيوترون آخر، ليصبح 238-NP، والتي تتحلل بسرعة بأشعة بيتا إلى البلوتونيوم-238، أو الانشطار (237-NP هو الانشطارية) . اليورانيوم-236 ومعظم الأكتينيدات الأخرى قابلة للانشطار بواسطة النيوترونات السريعة في قنبلة نووية أو مفاعل نيوترون سريع. وكان عدد قليل من المفاعلات السريعة في استخدام البحوث لعقود، ولكن الاستخدام الواسع النطاق لإنتاج الطاقة لا يزال في المستقبل. ويتحلل اليورانيوم 236 بأشعة ألفا مع نصف عمر 23.420 مليون سنة لثوريوم -232. وهي أطول من أي أكتينيدات اصطناعية أخرى أو منتجات انشطارية تنتج في دورة الوقود النووي. (البلوتونيوم -244 الذي يبلغ نصف عمره 80 مليون سنة لا ينتج بكميات كبيرة من دورة الوقود النووي، أما الأطول عمرا - 235 - U - 238 - والثوريوم - 232 فهي تحدث في الطبيعة).

صعوبة الفصل

على عكس البلوتونيوم، والأكتينيدات الثانوية، ومنتجات الانشطار، أو منتجات التنشيط، والعمليات الكيميائية فإن اليورانيوم-236 لا يمكن فصله من U-238 وU-235 وU-232 أو نظائر اليورانيوم الأخرى. حتى أنه من الصعب إزالة أو فصل النظائر، حيث أن التخصيب المنخفض سوف يركز ليس فقط على U-235 المرغوب فيه و U-233 بل أيضا على غير المرغوب فيها مثلU-236 وU-234 وU-232. ومن ناحية أخرى، U-236 في البيئة لا يمكن فصله عن U-238 والتركيز أعلى حدة، مما يحد من خطر الإشعاع في أي مكان.

المساهمة في النشاط الإشعاعي لليورانيوم المعاد تصنيعه

يبلغ طول عمر النصف لليورانيوم-238 حوالي 190 مرة مقارنة مع U-236 وبالتالي يجب أن يكون لليورانيوم-236 حوالي 190 ضعفا للنشاط المحدد أو أكثر. أي أنه في اليورانيوم المعاد معالجته يوجد اليورانيوم-236 بنسبة 0.5٪، إن U-236 وU-238 ينتجان عن نفس المستوى من النشاط الإشعاعي. (U-235 يساهم فقط بنسبة مئوية قليلة).

النسبة تبقى أقل من 190 حتى عندما يتم تضمين منتجات الاضمحلال لكل منها. سلسلة اضمحلال U-238 إلى U-234 تؤدي في نهاية المطاف إلى الرصاص-206 الذي ينطوي على انبعاث ثمانية جسيمات من أشعة ألفا في وقت واحد (مئات أو الآلاف من السنين) الذي يعتبر قصيراً مقارنة مع عمر نصف اليورانيوم-238، حيث أن كل عينة من U-238 في توازن مع منتجاتها من الاضمحلال (كما هو الحال في اليورانيوم الخام الطبيعي) ستكون لها ثمانية أضعاف من نشاط ألفا لليورانيوم-238 وحده. حتى تنقية اليورانيوم الطبيعي حيث يتم إزالة منتجات ما بعد اليورانيوم، وسوف يحتوي على كمية التوازن مع U-234 وبالتالي يكون حوالي ضعف نشاط ألفا من U-238 النقي. سيزيد من التخصيب لزيادة محتوى U-235 من U-234 إلى درجة أكبر، وسيبقى نصف U-234 في الوقود المستهلك. من ناحية أخرى، U-236 يتحلل إلى ثوريوم-232 الذي لديه عمر النصف يبلغ إلى 14 مليار سنة، أي ما يعادل معدل اضمحلال فقط 31.4٪ وهي نسبة كبيرة كما هو الحال في U-238.

اليورانيوم المنضب

من المفترض أن يتم تصنيع اليورانيوم المنضب المستخدم في مخترق الطاقة الحركية، وما إلى ذلك من مخلفات تخصيب اليورانيوم التي لم يتم تشعيعها أبدا في المفاعل النووي، وليس اليورانيوم المعاد معالجته. ومع ذلك، كانت هناك ادعاءات بأن بعض من اليورانيوم المنضب يحتوي على كميات صغيرة من اليورانيوم-236.[7]

الإشعاع: اليورانيوم-235	اليورانيوم-236 أحد نظائر اليورانيوم	الأثقل: اليورانيوم-237
ناتج الاضمحلال: بروتكتينيوم-236 نبتينيوم-236 بلوثينيوم-240	سلسلة الاضمحلال لليورانيوم-236	ينحل إلى: ثوريوم-232

انظر أيضا

مراجع

Plus radium (element 88). While actually a sub-actinide, it immediately precedes actinium (89) and follows a three-element gap of instability after بولونيوم (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.
Specifically from حرارة النيوترون fission of U-235, e.g. in a typical مفاعل نووي.
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. Bibcode:1965NucPh..71..299M. doi:10.1016/0029-5582(65)90719-4. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
"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."
This is the heaviest nuclide with a half-life of at least four years before the "جزيرة الثبات".
Excluding those "نويدة ابتدائية" 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.
Winkler, Stephan; Peter Steier; Jessica Carilli (2012). "Bomb fall-out 236U as a global oceanic tracer using an annually resolved coral core". Earth and Planetary Science Letters. 359-360 (1): 124–130. Bibcode:2012E&PSL.359..124W. doi:10.1016/j.epsl.2012.10.004. PMC 3617727. PMID 23564966. مؤرشف من الأصل في 20 يناير 2016. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
"UN ENVIRONMENT PROGRAMME CONFIRMS URANIUM 236 FOUND IN DEPLETED URANIUM PENETRATORS | Meetings Coverage and Press Releases". www.un.org (باللغة الإنجليزية). مؤرشف من الأصل في 22 مايو 2014. اطلع عليه بتاريخ 28 يناير 2018. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)

وصلات خارجية

بوابة العناصر الكيميائية
بوابة طاقة نووية
بوابة الفيزياء
بوابة الكيمياء

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.

[1] Plus radium (element 88). While actually a sub-actinide, it immediately precedes actinium (89) and follows a three-element gap of instability after بولونيوم (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.

[2] Specifically from حرارة النيوترون fission of U-235, e.g. in a typical مفاعل نووي.

[3] 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. Bibcode:1965NucPh..71..299M. doi:10.1016/0029-5582(65)90719-4. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
"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."

[4] This is the heaviest nuclide with a half-life of at least four years before the "جزيرة الثبات".

[5] Excluding those "نويدة ابتدائية" 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.

[6] Winkler, Stephan; Peter Steier; Jessica Carilli (2012). "Bomb fall-out 236U as a global oceanic tracer using an annually resolved coral core". Earth and Planetary Science Letters. 359-360 (1): 124–130. Bibcode:2012E&PSL.359..124W. doi:10.1016/j.epsl.2012.10.004. PMC 3617727. PMID 23564966. مؤرشف من الأصل في 20 يناير 2016. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)

[7] "UN ENVIRONMENT PROGRAMME CONFIRMS URANIUM 236 FOUND IN DEPLETED URANIUM PENETRATORS | Meetings Coverage and Press Releases". www.un.org (باللغة الإنجليزية). مؤرشف من الأصل في 22 مايو 2014. اطلع عليه بتاريخ 28 يناير 2018. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)