Uran-238

Uran-238
Uran-238
Symbol		238U
Forekomst		99,2745 %
Kjernedata
Atommasse		238,050788247 u
Protoner		92
Nøytroner		146
Spinn		0 (boson)
Bindingsenergi		7,57012 MeV
Radioaktivitet
Halveringstid		4,471 × 109 år
Radioaktiv serie		4n+2 (uran-serien)
Henfall		α ⇒ 234Th, 2β– ⇒ 234Pu
Sluttprodukt		206Pb

Uran-238 (²³⁸U) er den mest vanlige av de naturlig forekommende uranisotoper. Omkring 99,284% av all naturlig forekommende uran er ²³⁸U. Med en halveringstid på 4,46 × 10⁹ år (1,41 × 10¹⁷ sekunder), er ²³⁸U ikke så radioaktivt som f.eks. ²³⁵U og ²³³U. ²³⁸U henfaller ikke ved spontan fisjon, og kan dermed ikke brukes som selvstendig reaktorbrennstoff og som fissilt materiale til kjernevåpen. Til gjengjeld gjør ²³⁸Us forholdsvis lave radioaktivitet, og samtidig høy tetthet, at stoffet er velegnet som skjold mot radioaktiv stråling og som panserbrytende ammunisjon.

Til tross for ²³⁸Us lave radioaktivitet, danner isotopen allikevel basis for de fleste moderne kjernevåpen, ettersom det kan omdannes til plutonium-239 (²³⁹Pu) i en kjernereaktor. Nettopp ²³⁹Pu brukes som fissilt materiale i nær sagt alle moderne kjernevåpen. Når ²³⁸U-kjernen opptar et nøytron, omdannes det til ²³⁹U, som er så ustabilt, at det henfaller til neptunium-239 (²³⁹Np), som i sin tur henfaller til ²³⁹Pu.

Som brennstoff til kjernereaktorer anvendes anriket uran. Anriket uran er uran, hvor andelen av ²³⁵U-isotopen har blitt kunstig økt. Utarmet uran er restproduktet av anrikingsprosessen. Utarmet uran består således hovedsakelig av ²³⁸U-isotopen.

Kjernekraft

²³⁸U kan ikke benyttes direkte som reaktorbrennstoff. Det anvendes riktignok i formeringsreaktorer til produksjon av ²³⁹Pu, som kan benyttes til produksjon av kjernevåpen eller som reaktorbrennstoff. De fleste formeringsreaktorene produserer ikke energi. Deres formål er utelukkende produksjon av plutonium. Per 2005 var det eneste energiproduserende formeringsreaktoren den russiske BN-600-reaktoren på Belojarsk kjernekraftverk, som produserer omkring 600 megawatt.

Annen bruk

Uran-238 benyttes som skjold mot mer radioaktive isotoper. Takket være ²³⁸Us høye atomvekt og høye antall av nøytroner, stopper isotopen både alfastråling, røntgenstråling og gammastråling. Faktisk er ²³⁸U omkring fem ganger bedre til å stoppe gammastråling enn bly. Både metallisk utarmet uran og uranoksid benyttes som skjold. På grunn av urans hardhet og høye tetthet (høy egenvekt), blir utarmet uran også benyttet i panserbrytende ammunisjon.