"우라늄 동위 원소"의 두 판 사이의 차이

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인공적으로 만들어진 우라늄의 동위 원소는 217부터 242까지 존재한다.
 
== [[우라늄]]-232 ==
U-232는 [[토륨]] 핵반응으로 생성된 U-233들 중 200ppm가량이 중성자를[[중성자]]를 흡수함과 동시에 2개 방출하여 생성된다. 붕괴 과정에서 강한 감마선을 내뿜는 동위 원소들이 있어 극히 위험하여 핵폐기물로 분류된다.
 
== 우라늄-233 ==
반감기가 15만 9200년으로 [[토륨]] 핵반응으로 인해 생성된다. 열중성자 핵분열 효율이 92%에 이르고 고속중성자(자원중성자) 핵분열 효율도 84~88%에 이르러 핵연료로 이용할 수 있다. 제 4세대 원전인 토륨 원전의 핵심으로 토륨이 중성자를 한개 흡수하여 생성된다.
[[토륨]]-232가 [[중성자]]를 하나 흡수하여 [[토륨]]-233이 되며, 토륨-233은 붕괴를 하여 [[프로탁티늄]]-233이 된다. 프로탁티늄-233은 26.975일의 긴 반감기를 거쳐 우라늄-233으로 붕괴된다.
 
이러한 성질로 제 4세대 원전들 중 하나인 [[토륨]] 원전은 우라늄-233을 이용할 목표를 삼고 있다.
 
반감기가 15만 9200년이나 되기 때문에 재처리를 하지 않으면 폐기물이 되며 140만년 이상 보관해야 한다.
 
== 우라늄-234 ==
반감기는 24만 5천년이며, 자연계에 미량 존재하며 우라늄-238의 붕괴로 생성된다. 토륨 원전의 핵심이며 Pa-233이 중성자를 하나 먹어 생성된다. Pa-233의 반감기가 26.975일이나 되어 U-233으로 붕괴하기도 전에 중성자를 흡수하여 25~27% 이상의 비율이 U-234로 변환되어 토륨 원전의 중성자가 부족하게 되는 원인이 된다. 또는 U-233가따라서 중성자를 한개추가로 먹어 생성되기도공급해주어야 한다. U-234는 핵분열을 못하므로 추가로 중성자를 흡수하여 U-235가 되고 또 하나의 중성자가 U-235과 충돌해야 핵분열이 될 수 있다.
 
하지만 이는 대형의 [[중성자]] 공급장치를 필요로 한다는 점에서 경제성이 없다.
토륨 원전에서는 이러한 성질 때문에 토륨에 [[플루토늄]]-239, 우라늄-235등을 섞어 사용하는 방법도 있지만 핵분열성 동위원소를 고농축해야 하므로 실효성이 떨어진다.
 
U-234는 원자로에서는 U-233가 중성자를 한개 먹어 생성되기도 한다. U-234는 핵분열을 못하므로 추가로 중성자를 흡수하여 U-235가 되고 또 하나의 중성자가 U-235과 충돌해야 핵분열이 될 수 있다.
 
== 우라늄-235 ==
{{본문|우라늄-235}}
가장 핵심인 우라늄의 동위 원소로 현재 원자로의 주역인 동위체이다. 열중성자 핵분열 효율이 78~82%에 이르고 고속중성자(자원중성자) 핵분열 효율도 66~67%에 이르러 핵연료의 핵심으로 이용하고 있다. 우라늄-235의 반감기는 7억 380만년으로 비교적 짧아 자연계에 아쉽게 0.7%밖에 존재하지 않지만 44억년전 지구 초창기 시절에는 천연 동위체에 20%나 존재했었다.
 
중성자를 먹으면 스스로 핵분열을 하기 때문에 원자로 뿐 아니라 핵무기에도 이용하고 있다.
우라늄-235의 자발핵분열로 인해 튀어나오는 중성자 덕분에 순도 100%의 우라늄-235가 54kg이 모이면 스스로 폭발할 수 있는데 이것을 임계질량이라고 한다. 중성자 반사제를 이용하면 15kg까지 임계질량을 줄일 수 있다.

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