Uranium 234

Modèle:Infobox Isotope L’uranium 234, noté Modèle:ExpU, est l'isotope de l'uranium dont le nombre de masse est égal à 234 : son noyau atomique compte Modèle:Unité et Modèle:Unité avec un spin 0+ pour une masse atomique de Modèle:Unité. Il est caractérisé par un excès de masse de Modèle:Unité, et une énergie de liaison nucléaire par nucléon de Modèle:Unité. Son abondance naturelle est de Modèle:Unité (0,0054 %), l'uranium naturel étant constitué à 99,2742 % d'Modèle:Nobr avec lequel il est en équilibre séculaireModèle:Note. Un gramme d'Modèle:Nobr présente une radioactivité de Modèle:Unité. C'est l'isotope de loin le plus radioactif dans l'uranium naturel.

Il est formé par décroissance α de l'Modèle:Nobr (période de Modèle:Unité d'années). Modèle:Nucléide est le troisième nucléide dans la chaîne de désintégration Modèle:Nobr de Modèle:Nucléide, après Modèle:Nucléide et Modèle:Nucléide.

Sa faible teneur dans l'uranium naturel (0,0055 %) correspond à la teneur d'équilibre où son activité α est égale à celle de l'uranium 238 (nombre d'atomes de Modèle:ExpU produits par désintégration de Modèle:ExpU par unité de temps égal au nombre d'atomes de Modèle:ExpU désintégrés en Modèle:ExpTh par la même unité de temps).

L’uranium 234 donne par décroissance α le thorium 230 avec une énergie de désintégration de Modèle:Unité, en outre un petit pourcentage de fissions spontanées se produisent dont la contribution à l'échauffement est négligeable.

Formation par désintégration de l'uranium 238

Le détail de la formation de Modèle:ExpU par décroissance de Modèle:ExpU est le suivant : Les noyaux de Modèle:ExpU émettent une particule alpha et se transforment en thorium 234 (Modèle:ExpTh). Ensuite, avec une demi-vie courte, les noyaux de Modèle:ExpTh émettent un électron (particule bêta) pour devenir le protactinium 234m (Modèle:ExpPa). Pour finir, les noyaux de Modèle:ExpPa émettent une autre particule bêta de forte énergie pour devenir les noyaux de Modèle:ExpU.

${}^2{}_{92}^{38}\text{U}\underset{4,4688Ga}{\overset{\alpha 4,856MeV}{\to }}{}^2{}_{90}^{34}\text{Th}+{}_2^4\text{He}$

${}^2{}_{90}^{34}\text{Th}\underset{24,1j}{\overset{\beta 0,199MeV}{\to }}{}^2{}_{91}^{34m}\text{Pa}𝗈𝗎𝖾𝗇𝖿𝖺𝗂𝖻𝗅𝖾𝗉𝗋𝗈𝗉𝗈𝗋𝗍𝗂𝗈𝗇{}^2{}_{91}^{34}\text{Pa}+{\beta }^{-}$

principalement:${}^2{}_{91}^{34m}\text{Pa}\underset{1,17min}{\overset{\beta 2,29MeV}{\to }}{}^2{}_{92}^{34}\text{U}+{\beta }^{-}$

en faible proportion:${}^2{}_{91}^{34}\text{Pa}\underset{6,75h}{\overset{\beta 2,195MeV}{\to }}{}^2{}_{92}^{34}\text{U}+{\beta }^{-}$

Note : le thorium 234, formé par émission de la particule α qui a emporté deux protons du noyau de l'uranium 238, se trouve en excès de neutrons par rapport à l'isotope principal du thorium, le thorium 232.

Uranium 234 et cycle du combustible

L'uranium enrichi contient une proportion plus grande d'Modèle:Nobr que l'uranium naturel car le procédé d'enrichissement augmente la teneur des isotopes de faible masse. Dans l'uranium enrichi environ à 4 % utilisé dans les réacteurs à eau légère, la teneur en Modèle:ExpU augmente de 0,72 % à 4 %, soit un facteur de l'ordre de 5,5. On peut estimer grossièrement à 10Modèle:Note le facteur d'augmentation de la teneur en Modèle:ExpU, soit une augmentation de 0,0055 % à environ 0,06 %. L'uranium appauvri ne contient qu'une proportion très faible d'Modèle:ExpU (autour de 0,001 %) ce qui fait que la radioactivité de l'uranium appauvri est environ la moitié de celle l'uranium naturel.

En réacteur, Modèle:ExpU n'est pas fissile (en neutrons thermiques) et capture les neutrons pour devenir l'Modèle:ExpU. La section efficace de capture est d’environ Modèle:Unité en neutrons thermiques, valeur très supérieure aux Modèle:Unité dans le cas de l’Modèle:Nobr donc une quantité relativement plus importante d’Modèle:Nobr est convertie en Modèle:Nobr en comparaison de la conversion d’Modèle:Nobr en Modèle:Nobr. L'Modèle:Nobr représente donc un matériau fertile dont la très faible teneur n'est pas gênante pour le procédé. En outre, une faible part de l’Modèle:Nobr est convertie en Modèle:Nobr par réaction (n, 2n)Modèle:Note avec les neutrons rapides, de sorte que le combustible nucléaire usé peut contenir environ 0,010 % d'Modèle:Nobr, valeur supérieure à la teneur naturelle.

L'uranium 234 se retrouve dans l'uranium de retraitement en quantité non négligeable par comparaison avec l'uranium 235.

Voir aussi

Articles connexes

• Uranium
• Isotopes de l'uranium
• Datation par l'uranium-thorium

Liens externes

• Modèle:Lien web, sur le site periodictable.com