Uranium-238

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Uranium-238
28 gram uranium-238, bewaard in olie
28 gram uranium-238, bewaard in olie
Algemeen
Element uranium (U)
Nuclide 238U
Aantal protonen 92
Aantal neutronen 146
Nuclidische gegevens
Nuclidenmassa 238,050788247 u
Spin 0+
Bindingsenergie 7,57012 MeV
Massa-overschot 47,308948 MeV
Vervalgegevens
Type verval alfaverval
Halveringstijd 4,468 × 109 jaar
Vervalenergie 4,26975 MeV
Vervalproduct thorium-234
Isotopen van uranium
Portaal  Portaalicoon   Scheikunde
Natuurkunde

Uranium-238 of 238U is een radioactieve isotoop van uranium, een actinide. Met een abundantie op Aarde van 99,2745% bestaat nagenoeg alle natuurlijk voorkomend uranium uit deze isotoop. Daarnaast komt ook uranium-235 voor en worden er sporen aangetroffen van uranium-234.

Splijtbaarheid[bewerken]

Uranium-238 is in principe wel splijtbaar, maar - in tegenstelling tot uranium-235 - niet in staat een kettingreactie van kernsplijtingen in gang te houden. Het is echter in staat om een traag neutron in te vangen. Na het tweemaal ondergaan van bètaverval ontstaat plutonium-239, dat wel een kettingreactie in stand kan houden. In een kweekreactor wordt van dit proces gebruikgemaakt om plutonium-239 als kernbrandstof aan te maken. Daarmee wordt de winbare energie uit een gegeven hoeveelheid uranium vergroot, omdat het grootste gedeelte ervan bestaat uit uranium-238.

In het geval dat uranium-238 wordt beschoten met snelle neutronen treedt wel kernsplijting op, maar er wordt geen kettingreactie op gang gebracht, vanwege het feit dat inelastische verstrooiing de energie (en dus de snelheid) van de vrijgekomen neutronen sterk vermindert. Daardoor hebben de neutronen die bij splijting van uranium-238 vrijkomen te weinig energie om nieuwe uraniumkernen te splijten.

Vorming[bewerken]

Uranium-238 kan ontstaan door radioactief verval van de instabiele isotopen protactinium-238 en plutonium-242, die echter niet in de natuur voorkomen. Het uranium-238 dat op Aarde voorkomt is gevormd door nucleosynthese in supernova's.

Radioactief verval[bewerken]

Uranium-238 bezit een halveringstijd van 4,47 miljard jaar. Het vervalt vrijwel geheel naar het radio-isotoop thorium-234, onder uitzending van alfastraling:

De vervalenergie hiervan bedraagt 4,27 MeV. Daarnaast kan uranium-238 ook nog spontane splijting en dubbel bètaverval ondergaan, maar de waarschijnlijkheden van deze vervaltypes zijn zeer laag.

Vervalreeks[bewerken]

Vervalreeks van uranium-238
Iso Halveringstijd VV VE (MeV) VP
238U 4,468 × 109 j α 4,26975 234Th
234Th 21,83 min β- 0,273 234Pa
234Pa 1,17 min β- 2,23 234U
234U 2,4566 × 105 j α 4,85773 230Th
230Th 75.438 j α 4,767 226Ra
226Ra 1600 j α 4,781 222Rn
222Rn 3,825 d α 5,590 218Po
218Po 3,10 min α 6,111 214Pb
214Pb 26,8 min β- 1,04 214Bi
214Bi 7,6 min β- 3,28 214Po
214Po 164,3 µs α 7,835 210Pb
210Pb 22,20 j β- 0,061 210Bi
210Bi 5,012 d β- 1,16 210Po
210Po 138,376 d α 5,408 206Pb
206Pb stabiel

Toepassing als dateringsmethode[bewerken]

De isotoop wordt gebruikt bij de uranium-thoriumdatering, een radiometrische dateringsmethode die toegepast wordt in de geochronologie om de ouderdom van gesteenten of sedimenten te bepalen.