Uran (92U) má 28 známých radioaktivních izotopů, s nukleonovými čísly 216 až 243, a několik jaderných izomerů. Přírodní uran se skládá ze dvou prvotních izotopů s dlouhými poločasy přeměny, 238U a 235U, a z 234U, který je meziproduktem rozpadové řady 238U. Nejstabilnější izotopy jsou 238U (poločas přeměny 4,468×109 let, přirozený výskyt 99,274 %), 235U (7,04×108 let, 0,720 %), 236U (2,342×107 let), 234U (2,455×105 let, 0,005 %) a 233U (1,592×105 let). Všechny ostatní mají poločasy kratší než 70 let, většina pod 1 hodinu.[1]
Uran-238 je alfa zářič, který se uran-radiovou rozpadovou řadou postupně přeměňuje až na 206Pb. Rozpadová řada uranu-235 (aktiniová řada) končí nuklidem 207Pb. Stálý poměr rychlosti přeměn v těchto řadách se dá využít k radioaktivnímu datování. Uran-233 se vyrábí ostřelováním thoria-232 neutrony.
Uran-233 je štěpitelný izotop uranu, který se získává z thoria-232. Byl zkoumán pro možné využití v jaderných zbraních a reaktorech, ovšem nikdy nebyl takto použit.[2]
Uran-233 se po absorpci neutronu obvykle štěpí, ale někdy v něm neutron zůstane a utvoří uran-234.
Uran-234 je izotop uranu, který v přírodě vzniká jako nepřímý produkt přeměny uranu-238, ale tvoří jen asi 0,005 4 % přírodního uranu, protože má poločas přeměny jen 245 500 let. Obohacený uran má větší obsah tohoto izotopu než přírodní, jelikož v něm 234U vzniká jako vedlejší produkt při obohacování, protože je lehčí než 235U, koncentruje se o něco rychleji. Jeho zvýšené množství je v jaderných reaktorech přípustné, ovšem přepracovaný uran by měl ještě větší obsah 234U, což by nebylo vhodné, jelikož 234U není štěpitelný a absorbuje pomalé neutrony za vzniku 235U.
235U představuje 0,72 % přírodního uranu. Je důležitý pro jaderné elektrárny i jaderné zbraně, neboť jde o jediný dobře štěpitelný přírodní nuklid, jeho jádro tak lze snadno rozbít tepelnými neutrony.
238U je nejběžnější izotop uranu, je také štěpitelný, ovšem má mnohem menší účinný průřez, štěpení je tak mnohem obtížnější a méně účinné; lze z něj však ostřelováním rychlými neutrony získat 239U, který se přeměňuje β− přeměnou na 239Np a to na dobře štěpitelné 239Pu.
symbol nuklidu |
Z(p) | N(n) | hmotnost izotopu (u) |
poločas přeměny[1] | způsob(y) přeměny[1] |
produkt(y) přeměny[3] |
jaderný spin[1] |
reprezentativní izotopové složení (molární zlomek)[1] |
rozmezí přirozeného výskytu (molární zlomek) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
excitační energie | |||||||||
215U[4] | 92 | 123 | 2,24 ms | α | 211Th | -5/2[4] | |||
216U | 92 | 124 | 6,1(32) ms | α | 212Th | 0 | |||
216mU | 2 240 keV[1] | 1,25(85) ms | α | 212Th | +8 | ||||
IC | 216U | ||||||||
217U | 92 | 125 | 217,024 37(9) | 23,5(135) ms | α | 213Th | |||
218U | 92 | 126 | 218,023 54(3) | 590(90) μs | α | 214Th | 0 | ||
218mU | 2 105 keV[1] | 685(135) μs | α | 214Th | +8 | ||||
219U | 92 | 127 | 219,024 92(6) | 52,5(235) µs | α | 215Th | |||
220U | 92 | 128 | 220,024 72(22) | α | 216Th | 0 | |||
β+ | 220Pa | ||||||||
221U | 92 | 129 | 221,026 40(11) | 660(140) ns | α | 217Th | +9/2 | ||
222U | 92 | 130 | 222,026 09(11) | 4,7(2) µs | α | 218Th | 0 | ||
223U | 92 | 131 | 223,027 74(8) | 20,5(75) µs | α (99,8 %) | 205Fr | |||
β+ (0,2 %) | 209Ra | ||||||||
224U | 92 | 132 | 224,027 605(27) | 0,93(31) ms | α | 220Th | 0 | ||
225U | 92 | 133 | 225,029 39 | 95(15) ms | α | 221Th | |||
226U | 92 | 134 | 226,029 339(14) | 268(9) ms | α | 222Th | 0 | ||
227U | 92 | 135 | 227,031 156(18) | 1,1(1) min | α | 223Th | +3/2 | ||
228U | 92 | 136 | 228,031 374(16) | 9,1(2) min | α (>95 %) | 224Th | 0 | ||
EC (<5 %) | 228Pa | ||||||||
229U | 92 | 137 | 229,033 506(6) | 58(3) min | β+ (≈80 %) | 229Pa | +3/2 | ||
α (≈20 %) | 225Th | ||||||||
230U | 92 | 138 | 230,033 940(5) | 20,8 d | α (>99,999 %) | 226Th | 0 | ||
SF (<10−10 %) | různé | ||||||||
24Ne (5×10−12 %) | 206Pb | ||||||||
231U | 92 | 139 | 231,036 294(3) | 4,2(1) d | EC (≈99,996 %) | 231Pa | -5/2 | ||
α (≈0,004 %) | 227Th | ||||||||
232U | 92 | 140 | 232,037 156 2(24) | 68,9(4) r | α (>99,999 %) | 228Th | 0 | ||
24Ne (9×10−10 %) | 208Pb | ||||||||
SF (3×10−12 %) | různé | ||||||||
233U | 92 | 141 | 233,039 635 2(29) | 1,592(2)×105 r | α (>99,999 %) | 229Th | +5/2 | ||
24Ne (9×10−10 %) | 209Pb | ||||||||
SF (<6×10−11 %) | 209Pb | ||||||||
28Mg (<10−13 %) | 205Hg | ||||||||
234U[5] | 92 | 142 | 234,040 952 1(20) | 2,455(6)×105 r | α | 230Th | 0 | 5,4(5)×10−5[6] | 5,0–5,9×10−5 |
SF (1,6×10−9 %) | různé | ||||||||
28Mg (10−11 %) | 206Hg | ||||||||
26Ne, 24Ne (9×10−12 %) |
184Hf | ||||||||
234mU | 1 421,32(10) keV | 33,5(20) ms | -6 | ||||||
235U[7][8] | 92 | 143 | 235,043 929 9(20) | 7,04(1)×108 r | α | 231Th | -7/2 | 0,007 204(6) | 0,007 198– 0,007 207 |
SF (7×10−9 %) | různé | ||||||||
20Ne (8×10−10 %) | 215Pb | ||||||||
25Ne (8×10−10 %) | 210Pb | ||||||||
28Mg (8×10−10 %) | 207Hg | ||||||||
235m1U | 76 eV | ≈26 min | IC | 235U | +1/2 | ||||
235m2U | 2,5 MeV | 3,6(18) ms | |||||||
236U | 92 | 144 | 236,045 568(2) | 2,342(4)×107 r | α (>99,999 %) | 232Th | 0 | ||
SF (9,4×10−8 %) | různé | ||||||||
236m1U | 1 052,89(19) keV | 100(4) ns | -4 | ||||||
236m2U | 2 750(10) keV | 120(2) ns | 0 | ||||||
237U | 92 | 145 | 237,048 730 2(20) | 6,75(1) d | β− | 237Np | +1/2 | ||
238U[9] | 92 | 146 | 238,050 788 2(20) | 4,468(6)×109 r | α | 234Th | 0 | 0,992 742(10) | 0,992 739– 0,992 752 |
SF (5,4×10−5 %) | různé | ||||||||
238mU | 2 557,9 keV[1] | 280(6) ns | 0 | ||||||
238mU | 2 557,9 keV[1] | 280(6) ns | IC (97,4 %) | 238U | 0 | ||||
SF (2,6 %) | různé | ||||||||
239U | 92 | 147 | 239,054 293 3(21) | 23,45(2) min | β− | 239Np | +5/2 | ||
239m1U | 20(20) keV | >250 ns | +5/2 | ||||||
239m2U | 133,799(1) keV | 780(40) ns | +1/2 | ||||||
240U | 92 | 148 | 240,056 592(6) | 14,1(1) h | β− | 240Np | 0 | ||
241U | 92 | 149 | 241,060 33(32) | ~40 min[10][11][12] | β− | 241Np | |||
242U | 92 | 150 | 242,062 93(22) | 16,8(5) min | β− | 242Np | 0 | ||
243U | 92 | 151 |
V tomto článku byl použit překlad textu z článku Isotopes of uranium na anglické Wikipedii.