Uran-236

Uran-236 (²³⁶U) je izotop uranu s poločasem přeměny přibližně 2,34×10⁷ let. Podléhá téměř výhradně alfa rozpadu na ²³²Th, ovšem může u něj proběhnout také spontánní štěpení (s pravděpodobností 9,4×10⁻⁸ %).

Tvorba a výtěžnost

Štěpitelný ²³⁵U je palivem pro většinu jaderných reaktorů. Absorpce tepelných neutronů tímto izotopem může mít dva různé výsledky: V asi 82 % případů dojde k rozštěpení jádra a v 18 % případů dojde k vyzáření fotonu gama záření a vzniku ²³⁶U. Výtěžnosti nejčastějších jednotlivých produktů štěpení, jako jsou cesium-137, stroncium-90 a technecium-99 jsou od 6 % do 7 % a celková výtěžnost produktů s poločasem přeměny 10 let nebo delším je 32 %; o něco méně jich je zničeno záchytem neutronu.

Druhý nejčastější štěpný materiál, ²³⁹Pu, se při absorpci tepelného neutronu rovněž může i nemusí rozštěpit. Absorpcí vzniklé ²⁴⁰Pu se přeměňuje s poločasem 6561 let na ²³⁶U. V uzavřeném palivovém cyklu se většina ²⁴⁰Pu rozštěpí (někdy dojde k zachycení i více než jednoho neutronu) dříve než dojde k jeho přeměně, ovšem plutonium-240 skladované jako radioaktivní odpad se přemění za tisíce let.

Největší množství uranu-236 se vytváří zachycováním neutronů v jaderných reaktorech, to je ovšem z většiny uschováno uvnitř reaktorů a na úložištích jaderného odpadu. Nejvýznamnějšími zdroji tohoto izotopu v přírodě jsou však reakce ²³⁸U(n,3n)²³⁶U způsobené rychlými neutrony při výbuších termonukleárních zbraní. Testování jaderných bomb ve 40. až 60. letech 20. století způsobilo zvýšení jeho koncentrace v přírodě výrazně nad hodnoty, které se očekávaly v případě, že by vznikal pouze přirozenými procesy.

Reakce

²³⁶U se při zachycení tepelného neutronu nerozštěpí, ale přemění na ²³⁷U, který rychle prochází přeměnou β⁻ na ²³⁷Np. Účinný průřez ²³⁶U pro záchyt tepelných neutronů je však malý, a tento proces tak v reaktoru probíhá jen pomalu. Použité jaderné palivo obvykle obsahuje přibližně 0,4 % uranu-236. Neptunium-237 má mnohem větší účinný průřez a může absorbovat další neutron za vzniku ²³⁸Np, jež se přeměňuje na plutonium-238, nebo podléhá štěpení.

²³⁶U (a většinu dalších izotopů aktinoidů) lze štěpit rychlými neutrony v jaderných zbraních a rychlých reaktorech.

Obtížnost oddělení

Na rozdíl od plutonia, menšinových aktinoidů (aktinoidů mimo uran a plutonium), štěpných produktů a produktů neutronové aktivace, nelze chemickými postupy oddělit ²³⁶U od ²³⁸U, ²³⁵U, ²³²U nebo jiných izotopů uranu; obtížné je i jeho oddělení izotopovou separací. Uran-236 se tak v přírodě nemůže oddělit od ²³⁸U a koncentrovat se odděleně, což snižuje jeho radiační nebezpečnost.

Vliv na radioaktivitu přepracovaného uranu

Uran-238 má asi 190krát delší poločas přeměny než uran-236, který by tak měl mít i přibližně 190krát vyšší měrnou aktivitu. Obsahuje-li tedy přepracovaný uran 0,5 % ²³⁶U, tak budou ²³⁶U a ²³⁸U vytvářet stejné množství radioaktivity. (²³⁵U má pouze několikaprocentní podíl).

Poměr radioaktivity těchto dvou izotopů se snižuje, pokud jsou v přepracovaném palivu obsaženy jejich produkty přeměny. Přeměny produktů rozpadové řady ²³⁸U zahrnuje osm emisí částic alfa v čase krátkém (desítky až stovky let) vzhledem k poločasu přeměny ²³⁸U, takže vzorek tohoto izotopu v rovnováze s produkty jeho rozpadové řady (například v uranových rudách) má osmkrát větší aktivitu než samotný ²³⁸U. I přečištěný přírodní uran, u něhož byly méně stabilní produkty přeměn odstraněny, obsahuje rovnovážné množství ²³⁴U a oproti čistému ²³⁸U má dvojnásobnou aktivitu. Obohacení uranu o ²³⁵U zvýší obsah ²³⁴U na ještě vyšší hodnoty a přibližně polovina původního ²³⁴U zůstane v použitém palivu. Oproti tomu se ²³⁶U přeměňuje na ²³²Th, jež má poločas přeměny 14 miliard let a má tak jen 31,4 % měrné aktivity ²³⁸U.

Obsah v ochuzeném uranu

Ochuzený uran používaný například ve vojenské technice, se vyrábí ze zbytků po obohacování uranu, které nikdy nebyly ozářeny v jaderném reaktoru, nikoliv z přepracovaného uranu. Existují ovšem tvrzení, že některé vzorky ochuzeného uranu obsahovaly malé množství uranu-236.

Odkazy

Související články

• Ochuzený uran
• Přepracované jaderné palivo
• Jaderný palivový cyklus

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Uranium-236 na anglické Wikipedii.

Portály: Chemie | Fyzika