Tres isótopos naturales, tres producidos en reactores

El uranio natural está constituido principalmente por uranio – 238 con un 0,7% de uranio-235 y una pequeña cantidad de isótopo 234. Los reactores también producen tres isótopos, uranio 236, 233 y 232, a partir de uranio 235 y torio. Estos tres isótopos naturales y estos tres isótopos artificiales son alfa emisores

Comparación de las propiedades radiactivas de los isótopos de uranio
Los principales isótopos de uranio contenidos en esta tabla tienen una vida útil extremadamente larga con la excepción del uranio 232. Todos son emisores alfa de 4 a 5 MeV de energía. Las columnas de la izquierda de la tabla muestran, sin embargo, la presencia de una radiación gamma de baja energía y decaimientos beta raros. Las actividades específicas (actividades reducidas a 1 gramo) son inversamente proporcionales a las semividas.
ANL/Hoja informativa de uranio

Tres isótopos naturales

El uranio 238, que por sí solo constituye el 99,3% del uranio natural, tiene la vida útil más larga: su período es de 4,5 mil millones de años, aproximadamente la edad de la Tierra. No es muy radiactivo. Su período muy largo dice que todavía está presente en la corteza terrestre. La captura de neutrones por este núcleo conduce a la formación de plutonio-239 fisible en un reactor. Apenas fisible, el U-238 contribuye al funcionamiento de los reactores y a la producción de electricidad a través de este plutonio. Este impresionante potencial de energía de fisión sigue sin explotarse en gran medida. El propósito de los reactores reproductores de cuarta generación es recuperar este fantástico potencial.El uranio 235, el único núcleo fisible existente que se encuentra en el uranio natural, se utiliza como combustible nuclear en reactores y como explosivo para armas nucleares. Este isótopo muy raro, presente en una concentración de 0,7% en uranio natural, es, por lo tanto, un material altamente estratégico y codiciado. Su período muy largo, 700 millones de años, es, sin embargo, 6,5 veces más corto que el isótopo 238. En el momento de la formación de la Tierra, el U-235 era 85 veces más abundante. El 0,7% observado hoy en día es un residuo pálido de esta abundancia pasada. Si los humanos hubieran estado presentes al principio de la Tierra, ¡no habrían necesitado enriquecer uranio para fabricar bombas atómicas u operar sus reactores!El uranio 234 es el primer descendiente de larga vida del uranio-238. En una muestra natural de uranio, estos núcleos están presentes en las proporciones inalterables del equilibrio radiactivo de la filiación de uranio-238 en una proporción de un átomo de uranio-234 por 18 800 átomos de uranio – 238, de modo que los dos isótopos contribuyen por igual a las radiaciones emitidas por el uranio.

Formación de isótopos 236, 233 y 232
Los isótopos 236, 233 y 232 de uranio se forman en reactores a partir de capturas de neutrones no seguidas de fisión. El uranio – 236 está formado por una captura radiativa simple por un núcleo de uranio-235 en contraste con las capturas que causan la fisión. El uranio-233 está formado por una captura similar por un núcleo de torio natural, seguido de dos transformaciones radiactivas. El uranio 233 es fisible en sí mismo. Sometido al flujo de neutrones de un reactor, sufre fisión, pero más raramente se convierte en uranio 232 por una reacción de captura específica (n, 2n) que desencadena la expulsión de dos neutrones.
IN2P3

Tres isótopos artificiales

El uranio 236 se forma en el combustible nuclear a partir del uranio 235, después de capturas de neutrones que no causaron la fisión. La presencia de este isótopo en una muestra de uranio significa que la muestra ha estado en un reactor.
El uranio 233 es un núcleo fisible que no existe de forma natural, como el plutonio 239, del que es cercano por su modo de producción. Se produce por captura de neutrones en reactores que contienen torio. Fisionable por neutrones rápidos y neutrones lentos, este núcleo tiene algunas características interesantes para la producción de energía. Los reactores que utilizan torio y uranio-233 son una de las opciones consideradas para los futuros reactores de cuarta generación.El uranio 232 es un subproducto de los reactores que funcionan con foels de torio y uranio 233. La formación de este isótopo resultados específicos de captura de neutrones por el uranio 233 que causa la expulsión de dos neutrones. El uranio 232 tiene un período relativamente corto de 68.9 años, pero especialmente su filiación radiactiva genera un descendiente, el talio 208, que emite rayos gamma de 2,6 MeV que son muy energéticos y altamente penetrantes. Estas radiaciones intensas hacen que el manejo de uranio 233 fisible contaminado con uranio 232 sea mucho más peligroso que los combustibles convencionales de uranio 235 o plutonio 239. Constituyen un obstáculo para la proliferación de bombas hechas de este uranio fisible.
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