Перегляд вихідного коду сторінки Уран-235

{{Ізотоп
|background = #FC6
|text_color =
|isotope_name = уран-235
|image = HEUraniumC.jpg
|image_caption = Металічний уран, збагачений ураном-235
|alternate_names = актиноура́н, AcU
|mass_number = 235 
|symbol = U
|num_neutrons = 143 
|num_protons = 92
|mass = 235,0439299(20)<ref name="AME2003"/>
|excess_energy = 40&nbsp;920,5(18)<ref name="AME2003"/> 
|abundance = 0,7200(51)&nbsp;%<ref name="Nubase2003"/> 
|halflife = 7,04(1){{e|8}}<ref name="Nubase2003"/> років
|decay_symbol = Th
|decay_mass = 231
|decay_product = Торій-231
|parent = Протактиній-235
| parent_mass = 235
| parent_symbol = Pa
| parent_decay = 
| parent2 = Нептуній-235
| parent2_mass = 235
| parent2_symbol = Np
| parent2_decay =
| parent3 = Плутоній-239
| parent3_mass = 239
| parent3_symbol = Pu
| parent3_decay = 
|spin = 7/2<sup>−</sup><ref name="Nubase2003"/>
|decay_mode1 = [[Альфа-розпад|α-розпад]]
|decay_energy1 = 4,6783(7)<ref name="AME2003"/>
|decay_mode2 = [[Спонтанний поділ|SF]]
|decay_energy2 =
|decay_mode3 = [[Кластерна радіоактивність|{{Нуклід|Ne|20}}, {{Нуклід|Ne|25}}, {{Нуклід|Mg|28}}]]
|decay_energy3 =
|decay_mode4 = 
|decay_energy4 =
}}
[[File:U-235.png|thumb|Діаграма атома U-235 із 92 протонами, 143 нейтронами та 92 електронами.]]
'''Уран 235''' ({{lang-la|Uranium-235}}, {{Нуклід|U|235}}), історична назва '''актиноура́н''' ({{lang-la|Actin Uranium}}, позначається символом '''AcU''')&nbsp;— [[ізотоп]] [[Уран (хімічний елемент)|урану]] з [[масове число|масовим числом]] 235. [[Ізотопна поширеність]] урану-235 в природі складає 0,7200(51)&nbsp;%<ref name="Nubase2003">{{Довідник:Nubase2003}}</ref>. Є родоначальником [[Радіоактивні ряди#Ряд актинію|радіоактивного сімейства]] 4''n''+3, який називається ''рядом актинію''. Відкритий у [[1935]] році {{нп|Артур Джефрі Демпстер|Артуром Джефрі Демпстером||Arthur Jeffrey Dempster}} ({{lang-en|Arthur Jeffrey Dempster}})<ref>{{книга|автор=Гофман К.|назва=Можно ли сделать золото? |nodot=1|видання=2-е изд. стер|посилання=http://ruslib.com/NTL/CHEMISTRY/gold.txt|місце=Л.|видавництво=Химия|рік=1987|сторінки=130|сторінок=232|тираж=50&nbsp;000}}{{ref-ru}}</ref><ref>[http://www.todayinsci.com/8/8_14.htm Today in science history] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20020613190337/http://www.todayinsci.com/8/8_14.htm |date=13 червня 2002 }}{{ref-en}}</ref>.

На відміну від іншого, найбільш поширеного [[Ізотопи|ізотопу]] урану {{Нуклід|Уран|238}}, в {{Нуклід|U|235}} можлива самопідтримувана [[Ланцюгова ядерна реакція|ланцюгова ядерна реакція]]. Тому цей ізотоп використовується як паливо в [[Ядерний реактор|ядерних реакторах]], а також в [[Ядерна зброя|ядерній зброї]]. Це єдиний розщеплювальний ізотоп, що присутній в [[природа|природі]] у невеликій кількості.

[[Активність радіоактивного джерела|Активність]] одного граму даного нукліду становить приблизно 80 [[Бекерель|кБк]].

== Утворення і розпад ==
Уран-235 утворюється в результаті наступних розпадів:
* [[Бета-розпад|β<sup>−</sup>-розпад]] нукліду {{Нуклід|Протактиній|235}} ([[період напіврозпаду]] складає 24,44(11)<ref name="Nubase2003"/> хв):
: <math>\mathrm{^{235}_{\ 91}Pa} \rightarrow \mathrm{^{235}_{\ 92}U} + e^- + \bar{\nu}_e;</math>
* [[Електронний захват|K-захват]], здійснюваний нуклідом {{Нуклід|Нептуній|235}} (період напіврозпаду складає 396,1(12)<ref name="Nubase2003"/> днів):
: <math>\mathrm{^{235}_{\ 93}Np} + e^- \rightarrow \mathrm{^{235}_{\ 92}U} + \bar{\nu}_e;</math>
* [[Альфа-розпад|α-розпад]] нукліду {{Нуклід|Pu|239|посилання=так}} (період напіврозпаду складає 2,411(3){{e|4}}<ref name="Nubase2003"/> років):
: <math>\mathrm{^{239}_{\ 94}Pu} \rightarrow \mathrm{^{235}_{\ 92}U} + \mathrm{^{4}_{2}He}.</math>
Розпад урану-235 відбувається за наступними напрямками:
* [[Альфа-розпад|α-розпад]] в {{Нуклід|Торій|231}} (ймовірність 100 %<ref name="Nubase2003"/>, енергія розпаду 4&nbsp;678,3(7) кеВ<ref name="AME2003">{{Довідник:AME2003}}</ref>):
: <math>\mathrm{^{235}_{\ 92}U} \rightarrow \mathrm{^{231}_{\ 90}Th} + \mathrm{^{4}_{2}He};</math>
* [[Спонтанний поділ]] (ймовірність 7(2){{e|−9}} %)<ref name="Nubase2003"/>;
* [[Кластерна радіоактивність|Кластерний розпад]] з утворенням нуклідів [[Неон-20|{{Нуклід|Ne|20}}]], [[Неон-25|{{Нуклід|Неон|25}}]] і {{li|Q18844485|{{Нуклід|Магній|28}}|Q18844485}} (ймовірності відповідно складають 8(4){{e|−10}} %, 8{{e|−10}} %, 8{{e|−10}} %)<ref name="Nubase2003"/>:
: <math>\mathrm{^{235}_{\ 92}U} \rightarrow \mathrm{^{215}_{\ 82}Pb} + \mathrm{^{20}_{10}Ne};</math>
: <math>\mathrm{^{235}_{\ 92}U} \rightarrow \mathrm{^{210}_{\ 82}Pb} + \mathrm{^{25}_{10}Ne};</math>
: <math>\mathrm{^{235}_{\ 92}U} \rightarrow \mathrm{^{207}_{\ 80}Hg} + \mathrm{^{28}_{12}Mg}.</math>

== Вимушений поділ ==
{{Main|Поділ ядра}}
[[Файл:Kernspaltung.svg|thumb|left|300px|Один з варіантів вимушеного поділу урану-235 після поглинання нейтрона (схема)]]

На початку 1930-х рр. [[Енріко Фермі]] проводив опромінення урану [[нейтрон]]ами, намагаючись отримати таким способом [[Трансуранові елементи|трансуранові елементи]]. Але в 1939 р. [[Отто Ган|О.&nbsp;Ган]] і [[Фріц Штрассман|Ф.&nbsp;Штрасман]] змогли показати, що при поглинанні нейтрона ядром урану відбувається вимушена реакція поділу. Як правило, ядро ділиться на два уламки, при цьому вивільняється 2-3 нейтрона (див. схему)<ref name="fialkov">{{книга|автор=Фиалков Ю. Я.|частина=|назва=Применение изотопов в химии и химической промышленности|оригінал=|посилання=|
відповідальний=|видання=|місце=Киев|видавництво=Техніка|рік=1975|том=|сторінки=87|сторінок=240|серія=|isbn=|тираж=2&nbsp;000}}{{ref-ru}}</ref>.

В продуктах поділу урану-235 було виявлено близько 300 ізотопів різних [[Хімічний елемент|елементів]]: від [[Зарядове число|Z]]=30 ([[Цинк|цинк]]) до Z=64 ([[Гадоліній|гадоліній]]). Крива залежності відносного виходу ізотопів, що утворюються при опроміненні урану-235 повільними нейтронами, від масового числа&nbsp;— симетрична і за формою нагадує букву «M». Два виражених максимуми цієї кривої відповідають [[Масове число|масовим числам]] 95 і 134, а мінімум припадає на діапазон масових чисел від 110 до 125. Таким чином, поділ урану на осколки рівної маси (з масовими числами 115-119) відбувається з меншою ймовірністю, ніж асиметричний поділ<ref name="fialkov"/>, така тенденція спостерігається у всіх ізотопів, що діляться, і не пов'язана з якими-небудь індивідуальними властивостями ядер або частинок, а властива самому механізму поділу ядра. Однак асиметрія зменшується при збільшенні енергії збудження ядра, яке ділиться, і при енергії нейтрона понад 100 [[Електронвольт|МеВ]] розподіл осколків поділу за масами має один максимум, що відповідає симетричному поділу ядра.

Осколки, що утворюються при поділі ядра урану, в свою чергу є радіоактивними, і зазнають ряду [[Бета-розпад|β<sup>−</sup>-розпадів]], при яких поступово протягом тривалого часу виділяється додаткова енергія. Середня енергія, яка виділяється при розпаді одного ядра урану-235 з врахуванням розпадів осколків, становить приблизно 202,5&nbsp;МеВ&nbsp;= 3,244{{e|−11}}&nbsp;[[Джоуль|Дж]], або 19,54&nbsp;ТДж/[[моль]]&nbsp;= 83,14&nbsp;ТДж/кг<ref>{{cite web|url=http://www.kayelaby.npl.co.uk/atomic_and_nuclear_physics/4_7/4_7_1.html|title=Table of Physical and Chemical Constants, Sec 4.7.1: Nuclear Fission|publisher=Kaye & Laby Online|archiveurl=https://www.webcitation.org/66lv8nQUy?url=http://www.kayelaby.npl.co.uk/atomic_and_nuclear_physics/4_7/4_7_1.html|archivedate=2012-04-08|accessdate=2015-08-04|deadurl=yes}}{{ref-en}}</ref>.

Поділ ядер&nbsp;— лише один з багатьох процесів, можливих при взаємодії нейтронів з ядрами, саме він лежить в основі роботи будь-якого [[Ядерний реактор|ядерного реактора]]<ref name="Б">{{книга
|автор =Бартоломей Г. Г., Байбаков В. Д., Алхутов М. С., Бать Г. А.
|частина =
|назва =Основы теории и методы расчета ядерных энергетических реакторов
|оригінал =
|посилання =
|місце =М.
|видавництво =Энергоатомиздат
|рік =1982
|сторінки =512
|isbn =}}{{ref-ru}}</ref>.

== Ланцюгова ядерна реакція ==
{{Main|Ланцюгова ядерна реакція}}
При розпаді одного ядра {{Нуклід|U|235}} зазвичай випускається від 1 до 8 (в середньому&nbsp;— 2.5) вільних нейтронів. Кожен нейтрон, що утворився при розпаді ядра {{Нуклід|U|235}}, за умови взаємодії з іншим ядром {{Нуклід|U|235}}, може викликати новий акт розпаду, це явище називається ''[[Ланцюгова ядерна реакція|ланцюговою реакцією поділу ядра]]''.

Гіпотетично, кількість нейтронів другого покоління (після другого етапу розпаду ядер) може перевищувати 3² = 9. З кожним наступним етапом реакції поділу кількість утворених нейтронів може наростати лавиноподібно. В реальних умовах вільні нейтрони можуть не породжувати новий акт поділу, покидаючи зразок до захоплення {{Нуклід|U|235}}, або будучи захопленими як самим ізотопом {{Нуклід|U|235}} з перетворенням його в {{Нуклід|U|236|посилання=так}}, так і іншими матеріалами (наприклад, {{Нуклід|U|238|посилання=так}}, або утвореними уламками поділу ядер, такими як {{li|Самарій-149|text=<sup>149</sup>Sm|Q=Q1915454}} або {{li|Ксенон-135|text=<sup>135</sup>Xe|Q=Q6501182}}).

Якщо в середньому кожен акт поділу породжує ще один новий акт поділу, то реакція стає самопідтримуваною; цей стан називається [[Реактивність ядерного реактора|критичним]] (див. також [[Коефіцієнт розмноження нейтронів]]). 

В реальних умовах досягти критичного стану урану не так просто, оскільки на протікання реакції впливає ряд факторів. Наприклад, природний уран лише на 0,72&nbsp;% складається з {{Нуклід|U|235}}, 99,2745&nbsp;% складає {{Нуклід|U|238}}<ref name="Nubase2003"/>, який поглинає нейтрони, що утворюються при поділі ядер {{Нуклід|U|235}}. Це призводить до того, що в природному урані в даний час ланцюгова реакція поділу дуже швидко затухає.
Здійснити незатухаючу ланцюгову реакцію поділу можна декількома основними шляхами<ref name="fialkov"/>:
* Збільшити об'єм зразка (для виділеного з руди урану можливе досягнення [[Критична маса|критичної маси]] за рахунок збільшення об'єму);
* Здійснити [[розділення ізотопів]], підвищуючи концентрацію {{Нуклід|U|235}} у зразку;
* Зменшити втрату вільних нейтронів через поверхню взірця з допомогою застосування різних [[Відбивач нейтронів|відбивачів]];
* Використовувати речовину&nbsp;— [[сповільнювач нейтронів]] для підвищення концентрації [[Теплові нейтрони|теплових нейтронів]].

== Ізомери ==
Відомий єдиний [[Ізомерія атомних ядер|ізомер]] {{Нуклід|U|235}}<sup>m</sup> з наступними характеристиками<ref name="Nubase2003"/>:
* Надлишок маси: 40&nbsp;920,6(1,8) кеВ
* Енергія збудження: 76,5(4) еВ
* Період напіврозпаду: 26 хв
* [[Спін]] і парність ядра: 1/2<sup>+</sup>
Розпад ізомерного стану здійснюється шляхом [[Ізомерний перехід|ізомерного переходу]] в основний стан.

== Застосування ==
* Уран-235 використовується як паливо для [[Ядерний реактор|ядерних реакторів]], в яких здійснюється ''керована'' ланцюгова ядерна реакція поділу;
* Уран з високим ступенем [[Збагачення урану|збагачення]] застосовується для створення [[Ядерна зброя|ядерної зброї]]. В цьому випадку для вивільнення великої кількості енергії (вибуху) використовується ''некерована'' ланцюгова ядерна реакція.

== Див. також ==
* [[Збагачення урану]]
* [[Тепловидільний елемент|ТВЕЛ]]
* [[Поділ ядра]]
* [[Ізотопи урану]]
* [[Розділення ізотопів]]

== Примітки ==
{{примітки}}{{Ізотопи урану}}
[[Категорія:Ізотопи урану]]
[[Категорія:Радіонукліди, що використовуються для датування]]