Urani-238

Archiu:Uranium238.jpg

Urani-238

El urani-238 (²³⁸O o U-238) és l'isòtop d'urani més abundant en la naturalea, en una abundància relativa del 99.2745%. A diferència del urani-235, este isòtop no és fisible, per lo que no pot sostindre una reacció en cadena en un reactor de neutrons tèrmics. No obstant, és fisionable per neutrons ràpits i és fèrtil, lo que significa que pot transmutarse en plutoni-239 fisible. L'urani 238 no pot soportar una reacció en cadena perque la dispersió inelástica de neutrons reduïx l'energia dels neutrons per baix del ranc a on és provable la fissió ràpida d'un o més núcleus de pròxima generació. l'eixamplada Doppler de les resonàncias d'absorció de neutrons de l'urani 238, que aumenta l'absorció a mida que aumenta la temperatura del combustible, també és un mecanisme de realimentació negativa essencial per al control del reactor.

Al voltant del 99.2745% del urani natural és urani-238, el qual té una vida mija d'1.41Plantilla:I segons (4.468Plantilla:I anys, o 4.468 mils de millons d'anys). Per la seua abundància natural i vida mija en comparació a uns atres radioisòtops, l'urani-238 produïx aproximadament el 40% de la calor radiactiva produïda dins de la Terra. La cadena de desintegració de l'urani-238 aporta sis antineutrinos electrònics per núcleu d'este isòtop (un per desintegració beta), lo que dona com resultat una gran senyal de geoneutrinos detectable quan es produïxen desintegracions dins de la Terra. La desintegració de l'urani-238 en isòtops fills s'utilisa àmpliament en la datació radiométrica, en particular per a materials en una antiguetat superior a aproximadament un milló d'anys.

l'urani empobrit té una concentració encara major d'este isòtop, i inclús urani poc enriquit, encara que té una major proporció d'urani-235, en comparació a l'urani empobrit, seguix sent principalment urani-238. l'urani reprocesado també conté principalment este isòtop, en aproximadament tant urani-235 com a urani natural, una proporció comparable d'urani-236, i cantitats molt més chicotetes d'atres isòtops d'urani com l'urani-234, l'urani-233 i l'urani-232.

Aplicacions en l'energia nuclear

En un reactor nuclear de fissió, l'urani-238 es pot utilisar per a generar plutoni-239, que a la seua volta pot utilisar-se com un arma nuclear o com un suministrament de combustible per a un reactor nuclear. Típicament en un reactor nuclear, fins a un terç de l'energia generada prové de la fissió de plutoni-239, que per lo general no se suministra directament com a combustible al reactor, sino que es produïx a partir d'urani-238. Una certa cantitat de plutoni-239 produït a partir d'urani-238 és inevitable onsevullga que estiga expost a la radiació per neutrons. Depenent del grau de combustió nuclear i la temperatura neutrónica, diferents percentages de plutoni-239 es convertixen en plutoni-240, que determina el "grau" del plutoni produït, que va des del grau d'armes, passant pel grau de reactor, fins al plutoni en un alt contingut de 240 Pu que no pot ser utilisat en els reactors actuals que operen en un espectre de neutrons tèrmics. Este últim generalment involucra combustible MOX "reciclat" usat que va ingressar al reactor que conté cantitats significatives de plutoni.^{cita requerida}