Уран-235

Уран 235 является изотопом урана, составляющего приблизительно 0.72 % естественного урана. В отличие от преобладающего урана изотопа 238 это является расщепляющимся, то есть это может выдержать цепную реакцию расщепления. Это - единственный расщепляющийся изотоп, который является исконным нуклидом или найденный в существенном количестве в природе.

Уран 235 имеет полужизнь 700 миллионов лет и был обнаружен в 1935 Артуром Джеффри. Для быстрых нейтронов это находится на заказе 1 сарая. Больше всего, но не все нейтронные поглощения приводят к расщеплению; результат меньшинства в нейтронном уране формирования захвата 236. Расщепление одного атома U-235 производит 202.5 MeV = 3.244 × 10&# 8722; 11 J, то есть 19.54 TJ/mol = 83.14 TJ/kg. Тяжелые водные реакторы, и некоторый графит уменьшились, реакторы могут использовать необогащенный уран, но осветить водные реакторы, должен использовать низко обогащенный уран из-за нейтронного поглощения легкой воды. Обогащение урана удаляет часть урана 238 и увеличивает пропорцию урана 235. В проекте ядерного оружия, чрезвычайно обогащенный уран, содержащий 40 % или больший U-235, иногда используется на вторичной стадии вместо естественного или обеднённого урана. Первичные стадии сегодня обычно используют плутоний, но когда уран используется, это еще более чрезвычайно обогащено в U-235.

Если по крайней мере один нейтрон от расщепления U-235 ударит другое ядро и заставит это расщеплять, то цепная реакция продолжится. Если реакция выдержит себя, она, как говорят, важна, и месса U-235, требуемого произвести критическое состояние, служится, чтобы быть критической массой. Критическая цепная реакция может быть достигнута при низких концентрациях U-235, если нейтроны от расщепления смягчены, чтобы понизить их скорость, так как вероятность для расщепления с медленными нейтронами больше. Цепная реакция расщепления производит промежуточные массовые фрагменты, которые очень радиоактивны и производят дальнейшую энергию их радиоактивным распадом. Некоторые из них производят нейтроны, названные отсроченными нейтронами, которые способствуют цепной реакции расщепления. В ядерных реакторах реакция замедлена дополнением прутов контроля, которые сделаны ofelements, таким как бор, кадмий, и гафний, который может поглотить большое количество нейтронов. В ядерных бомбах реакция является безудержной, и большое количество выпущенной энергии создает ядерный взрыв.

Расщепляющийся уран в ядерном оружии, содержа 85 % или большем количестве 235U известен как сорт оружия, хотя для сырого, неэффективного оружия 20 % достаточны (названный оружием (ем) - годный к употреблению); даже меньше достаточно, но тогда критическая масса, требуемая быстро, увеличивается. Однако, использование имплозии и нейтронных отражателей может позволить постройку оружия от количества урана ниже обычной критической массы для ее уровня обогащения, хотя это вероятно только было бы возможно в стране, у которой уже был обширный опыт в развитии ядерного оружия. Небольшая атомная бомба Мальчика питалась чрезвычайно обогащенным ураном. Самый современный плутоний использования проектов ядерного оружия как расщепляющийся компонент первичной стадии однако HEU часто используется на вторичной стадии.

См. также

Изотопы урана