Uranio-235

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August 14, 2022

L'uranio 235 è un isotopo dell'uranio, che rappresenta lo 0,72% dell'uranio naturale, una fonte di materie prime nella produzione di elettricità nucleare mediante fissione nucleare. L'uranio-235 ha un'emivita di 703,8 milioni di anni. Fu scoperto da Arthur Jeffrey Dempster nel 1935. La sua lenta fissione di neutroni è di 584.994 fienili, il neutrone veloce è di circa 1 fienile.

Fissione

10n + 23592U → 14156Ba + 9236Kr + 3 10n I reattori ad acqua pesante e alcuni reattori lenti a base di grafite possono utilizzare uranio naturale, ma i reattori ad acqua leggera devono utilizzare uranio a basso arricchimento perché i neutroni più elevati assorbono acqua leggera. L'arricchimento dell'uranio rimuove un po' di uranio-238 e aumenta la proporzione di uranio-235. L'uranio altamente arricchito (HEU), contenente una percentuale ancora maggiore di uranio-235, viene talvolta utilizzato nei sottomarini nucleari e nelle armi nucleari. Se almeno un neutrone della fissione dell'uranio-235 colpisce un altro nucleo e ne provoca la fissione, la reazione a catena continuerà. Se la reazione sarà autosufficiente, si dice che sia critica e si dice che la massa di U-235 necessaria per creare la condizione critica sia critica. Un'importante reazione a catena può essere ottenuta a basse concentrazioni di U-235 se i neutroni della fissione sono moderati per ridurre la loro velocità, perché la probabilità di fissione con neutroni lenti è maggiore. La reazione a catena di fissione produce scaglie di massa altamente radioattive e ulteriore generazione di energia per decadimento radioattivo. Alcuni di essi producono neutroni, noti come neutroni ritardati, che contribuiscono alla reazione a catena di fissione. La potenza di un reattore nucleare è regolata dalla posizione di un'asta di controllo contenente elementi che assorbono fortemente i neutroni, ad esempio boro, cadmio o afnio, nel nocciolo del reattore. In una bomba nucleare, la reazione non è controllata e viene rilasciata una grande quantità di energia creando un'esplosione nucleare

Armi nucleari

La bomba atomica di tipo Little Boy sganciata su Hiroshima il 6 agosto 1945 era fatta di uranio altamente arricchito con una grande quantità di manomissione. La massa critica sferica nominale per un'arma nucleare da 235 U non guidata è 56 kg (123 lb),[4] una sfera con un diametro di 17,32 cm (6,8") deve essere l'85% o più di 235 U ed essere chiamata uranio -arma di grado, anche se per un grezzo è sufficiente un'arma efficace del 20% (indicata come arma/i utilizzabile). può essere utilizzata, ma è quindi necessaria per aumentare rapidamente la massa critica.Utilizzando un grande tamper, esplosione geometrica , tubi di innesco, attivazione del polonio, potenziamento del trizio e riflessione dei neutroni possono consentire armi più compatte ed economiche utilizzando un quarto o meno della massa critica nominale, sebbene ciò sia possibile solo in un paese con una vasta esperienza nell'ingegneria delle armi nucleari. i progetti di armi utilizzano il plutonio-239 come componente di fissione dello stadio primario,[5][6] tuttavia l'HEU è comunemente usato nello stadio secondario.

Sequenza di decadimento naturale

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