Об обедненном уране.

[pn64]

Для "специалистов" -  от лопатникова до vif-а.

Специальное UPD для гуманитариев (ребята, становитесь умнее, вот вам для начального образования):
"Несмотря на крайне низкое массовое содержание, активность урана-234 в природном уране практически равна активности его долгоживущего предшественника по цепочке распада,  урана-238, составляющего более 99

Comments

[pn64]

> Обращаюсь. Можно как то поподробнее расписать при чем тут уран-234? Ну ок - он активнее, но у него какое-то особенное излучение, отличное от 238-го? Он более опасен, ядовит или что?
Ну то есть - что нам дает факт наличия 234-го в составе для понимания уровня опасности?

Если коротко - он крайне активен, его радиоактивность нельзя не учитывать в процессе обогащения урана.

Давайте я своими словами.
И для начала просто напомню:

Природный уран это смесь трех изотопов:
1) U-238 (в природном уране его ~ 99,3 %, период полураспада (обозначим T) 4,5*10^9 лет)
2) U-235 (~ 0,72 %, период полураспада 7*10^8 лет)
3) U-234 (~ 0,0055 %, период полураспада 2,5*10^5 лет)

Основной канал распада всех этих изотопов - альфа-распад. Причем, энергия альфа-частиц при распаде для всех трех изотопов близка.

Количество распадающихся ядер в единицу времени dN/dt (и, следовательно, вклад в активность) ~ N(t)/T

Посмотрим, как это будет выглядеть для изотопов урана (в относительных единицах):

U-238: 99,3/4,5*10^9 ~ 2,2*10^(-8)
U-235: 0,72/7*10^8 ~ 10^(-9)
U-234: 0,0055/2,5*10^5 ~ 2,2*10^(-8)

Или, переходя к вкладу каждого изотопа в радиоактивность природного урана:

Доля U-238: 2,2*10^(-8) / (2,2*10^(-8) + 10^(-9) + 2,2*10^(-8)) ~ 49 %
Доля U-235: 10^(-9) / (2,2*10^(-8) + 10^(-9) + 2,2*10^(-8)) ~ 2 %
Доля U-234: 2,2*10^(-8) / (2,2*10^(-8) + 10^(-9) + 2,2*10^(-8)) ~ 49 % (абсолютно такая же, как и у U-238 - как и должно быть)

Таким образом, вклад "оружейного" изотопа (U-235) в радиоактивность природного урана, вопреки утверждениям некоторых Экспертов, незначительна (около 2 %). И вообще может не учитываться.

А основная активность природного урана обусловлена альфа-распадом изотопов U-238 и U-234 (вклад ~ по 50 %).
Почему так? И ведь U-234 должен давно распасться (при периоде полураспада 250 тыс.лет). Дело в том, что U-234 - продукт распада U-238, он постоянно образуется в природном уране. А его концентрация квазипостоянна
(т.е, почти не меняется со временем, т.к. сколько распадается за некоторое время ядер U-238, столько же и распадается образующегося при этом U-234). Именно поэтому вклады в активность U-238 и U-234 равны.

Это о природном уране. Но ведь нам нужен обедненный уран.
Обедненный уран - это отвалы ("хвосты") процесса обогащения урана. Отвалы американского диффузионного производства в основном содержали ~ 0,3 % U-235.
Но важно, что концентрация U-234 практически следует за концентрацией U-235 (например, при концентрации U-235 в отвале, равной 0,3 %, концентрация U-234 будет составлять примерно 0,0055*0,3/0,72 = 0,0023 %).

Короче, если даже удалить весь U-235 (и, соответственно, U-234) из природного урана, его остаточная активность будет составлять не менее 50 % от активности природного урана.

[communism_ghost]

Это все понятно - вопрос в другом.

Ну вот есть у нас некий обеднённый уран, который состоит из смеси изотопов с некоторой суммарной активностью. Что нам дает информация о вкладе каждого изотопа (и в частности 234-го)? Какой бы ни была смесь - альфа излучение же остается альфа излучением. Суммарная то активность та-же самая.

Или вы имеете в виду, что кто-то может вдохнуть именно избирательно 234 изотоп и таким образом получить сверхдозу?

[pn64]

> Это все понятно - вопрос в другом. <...>

Как вы могли заметить, я говорил об Экспертах, многие из которых утверждают, что обедненный уран не представляет никакой опасности, поскольку из него удален "страшный" оружейный изотоп U-235.
И радиоактивность, значит, у обедненного урана никакая.

На самом деле обедненный уран будет всегда обладать активностью не менее 50 % природного. Не учитывать ее нельзя.