基本介紹
- 中文名：錒鈾系
- 外文名：actinium-uranittm series
- 核子數：4n+3
- 代表核素：235-U，231-Th
- 作用：235-U可作為核燃料
- 學科：核物理
介紹,核素,錒鈾,
介紹
錒鈾系也稱錒系（區別於始於238U的鈾鐳放射系）。錒鈾系由235U開始，經過11次連續衰變，到達穩定核素207Pb。由於235U的質量數A=235=4×58+3，是4的整數倍加3，該系其他核素質量數均為4的整數倍加3，故稱4n+3系。母體235U的半衰期為7.038×108a，子體半衰期最長的是231Pa，為3.28×104a，所以，錒系建立起長期平衡，需要十萬年的時間。
錒鈾系元素重要的單質和化合物為鈾、釷及其化合物。 鈾是一種銀灰色活潑金屬，在空氣中易被氧化而變黑，其密度很大，與金相似，有能溶於酸，並能與許多非金屬單質直接化合。鈾在空氣中微微受熱即能燃燒，粉末狀的鈾在空氣中甚至能自燃。鈾主要以氧化物U3O8的形式存在於瀝青鈾礦中，其它主要氧化物鈾棕色的UO2和橙色的UO3，鈾最穩定的價態是+6，由於正電荷高，在溶液中U（VI）經常以鈾醯離子形式存在。
鈾的鹵化物一般都有顏色，如UBr3為紅色，UF4、UCl3、UCl4、UCl6等均為綠色，UF5為淡藍色，UF6為白色，UCl5、UBr，UBr5為在棕色，UF3、UI3為棕色等。 釷是銀白色活潑金屬，在濃硫酸中會鈍化。釷最穩定的氧化態為+4價，Th4+即能存在於固體中，又能存在於溶液中。二氧化釷為最常見的釷的氧化物，其為白色粉末，熔點3390度，是熔點最高的氧化物，只能溶解於硝酸和氫氟酸組成的混合酸中。硝酸釷是最重要的釷鹽，易溶於水、醇、酮和酯中，常用於製取釷。 鈾和釷最重要的意義均在於原子能的開發，因為天然豐度為100%的232Th受中子照射後轉化成233Th，後者經兩次β衰變可得到重要的和裂變材料233U。
核素
錒鈾系包括下列核素：
235U，231Th，231Pa，227Th，223Fr，223Ra，219Rn，215Po，211Pb，215At，211Bi，211Po，207Tl，及穩定核素207Pb。
錒鈾
235U是主要的核燃料之一，為易變核燃料核素。但豐度太低，為了獲實用的核燃料必須進行235U的富集。含235U90%以上的高濃鈾主要用作核武器裝料；含235U90%以下的各種濃縮鈾及天然鈾可用作各類反應堆燃料；含235U0.2%～0.3%的貧化鈾可以用作核武器的反射層材料、鈾合金元素及γ射線的防護層等等。它吸收慢中子後即發生裂變，裂變截面為582.2b，並伴隨大量的能量放出。
完全裂變的“熱能當量”約2.202×107KW·h/Kg235U。235U也能為快中子所裂變，但裂變截面遠小於慢中子裂變的數值。
鈾-235是核子彈的主要裝藥。要獲得高加濃度的鈾-235並不是一件輕而易舉的事，這是因為，天然鈾-235的含量很小，大約140個鈾原子中只含有1個鈾-235原子，而其餘139個都是鈾-238原子；尤其是鈾-235和鈾-238是同一種元素的同位素，它們的化學性質幾乎沒有差別，而且它們之間的相對質量差也很小。因此，用普通的化學方法無法將它們分離；採用分離氫元素同位素的方法也無濟於事。
