Urán 233

Urán 233 A kép leírása, az alábbiakban is kommentálva Cső, amely 233 U FLiBe / tetrafluorid keverék megszilárdult darabjait tartalmazza

asztal

Tábornok
Vezetéknév Urán 233
Szimbólum 233
92U
Semlegesek 141
Protonok 92
Fizikai adatok
Fél élet 159 200 a
Kulcsadatok
Szülő izotóp Szétesés
237Pu α
233 Np β +
233 Pa β -
Kulcsadatok
Szétesés Termék Energia ( MeV )
α 229 Th

Az urán 233 ( 233 U) az urán izotópja , amelynek magja 92 protonból és 141 neutronból áll . Ez egy felezési ideje a 159.200 év.

Ez egy hasadó izotóp, amely a tórium-ciklus révén a 232-es tóriumból származik . Az urán-233-at katonai és polgári használatra vizsgálták , de soha nem használták egyik vagy másik tesztelésére, még akkor sem, ha kísérleti atomreaktorokban sikeresen alkalmazták.

Termelés

A 233-as uránt a 232-es tórium neutron- besugárzása hozza létre  ; amikor a 232 tórium abszorbeál egy neutronot, akkor 233 tóriummá változik , amelynek felezési ideje 22 perc. A tórium-233, majd bomlik protaktínium 233 által β - bomlás . Ez utóbbi felezési ideje 27 nap, és β sugárzással - urán-233 - viszont lebomlik .

Egyesek olvadt só-atomreaktorok modelljeit javasolták a protactinium fizikai izolálására annak érdekében, hogy megakadályozzák a parazita neutronok befogását a β bomlás előtt.

Tulajdonságok

233 U rendszerint neutronbefogással hasad , de előfordul, hogy néha megtartja ezt a neutronot, és 234-es uránná alakul . A befogási / hasadási arány ennélfogva kisebb, mint a két másik fő hasadó izotóp, az urán 235 és a plutónium 239  ; alacsonyabb, mint a plutónium 241 , rövid élettartamú izotópé, de nagyobb, mint a neptúnium 236 , nagyon nehéz előállítani.

Történelmi

A nyilvánosságot először 1946-ban tájékoztatták arról, hogy a tóriumból előállított 233 U "a nukleáris energia és az atombomba harmadik rendelkezésre álló forrása" ( 235 U és 239 Pu), majd az ENSZ jelentése Glenn T beszédéből származik . Seaborg .

A hidegháború alatt az Egyesült Államok körülbelül két tonna urán-233-at termelt, változó kémiai és izotópos tisztaságú. A Hanford nukleáris komplexumban és a Savannah-folyó helyszínén , plutónium 239 előállítására tervezett reaktorokban állították elő őket . A plutónium előállítás költségeiből becsült előállítási költségek körülbelül 2–4 millió USD / kg voltak. Jelenleg nagyon kevés olyan reaktor van a világon, amely képes jelentős mértékben urán-233 előállítására.

Használja nukleáris üzemanyagként

Az urán 233-at különböző típusú reaktorokban használták üzemanyagként, és számos új modell (mint a tórium nukleáris üzemanyag-ciklus ) üzemanyagaként javasolják , még mindig tóriumból előállítva. Az urán 233 vagy gyors neutron reaktorokban, vagy termikus neutron reaktorokban állítható elő , ellentétben az urán 238 alapú ciklusokkal, amelyeknél a plutónium előállításához gyors neutron reaktorra van szükség ahhoz, hogy több anyag hasadó legyen, mint amennyit felhasznált anyag.

Az indiai nukleáris program hosszú távú stratégiája , amely jelentős tóriumkészletekkel rendelkezik, áttér egy nukleáris programra, amely a tóriumból előállított urán-233-on alapul.

Felszabadult energia

A hasadási egy 233 U atom termel 197,9  MeV , vagy 3,171 × 10 -11 J , vagy 19,09  TJ / mol = 81,95  TJ / kg .

Forrás Átlagos felszabadított energia
(MeV)
Az energia azonnal felszabadul
A hasadási termékek kinetikus energiája 168.2
Gyors neutron kinetikus energia     4.9
Gyors γ-sugár energia     7.7
A hasadási termékek bomlási energiája
Részecskék energiája β -     5.2
Anti-neutrínók energiája     6.9
A késleltetett γ sugarak energiája     5.0
Összeg, mínusz a megszökött anti-neutrínók 191.0
Energia felszabadul, ha olyan gyors neutronokat ragadnak meg, amelyek nem (újra) hasadnak     9.1
Hővé átalakított energia termikus atomreaktorban 200.1

Megjegyzések és hivatkozások

  1. C. W. Forsburg és LC Lewis: „  Uranium-233 felhasználása: mit kell figyelembe venni a jövőbeni igényeknél?  ", ORNL-6952 , Oak Ridge Nemzeti Laboratórium ,1999. szeptember 24( online olvasás )
  2. UP , „Az  atomenergia„ titka ”, amelyet a nyilvánosság számára érthető nyelvre tesznek  ”, Pittsburgh Press ,1946. szeptember 29( online olvasás , konzultáció 2011. október 18-án )
  3. UP , „  Harmadik nukleáris forrás  ”, The Tuscaloosa News ,1946. október 21( online olvasás , konzultáció 2011. október 18-án )
  4. Orth, DA, „  Savannah River Plant Thorium Processing Experience  ”, ANS éves találkozó, San Diego, Kalifornia, USA, 1978. június 18. , Nuclear Technology, vol.  43,1 st június 1978, P.  63 ( online olvasható )
  5. „  Források  ” , az NPLWebsite webhelyen (hozzáférés : 2020. augusztus 13. ) .

Kapcsolódó cikkek