Все атомы урана имеют 92 протона, но различаются нейтронами. В природном уране примерно 99,27 процента U-238, около 0,72 процента U-235 и следы U-234. Химически они почти одинаковы, ядерные свойства различаются.
U-235 легко делится после захвата медленного нейтрона, выделяя энергию и новые нейтроны. Для реакторного топлива его долю обычно повышают. Цепная реакция управляется геометрией, замедлителем и поглотителями.
Две долгие цепочки
Период полураспада U-238 около 4,47 миллиарда лет, U-235 — около 704 миллионов. Их цепочки через множество радиоактивных дочерних ядер заканчиваются стабильными Pb-206 и Pb-207.
Минерал циркон принимает уран при кристаллизации, но почти не принимает начальный свинец. Сравнение обеих систем и потерь даёт точные даты древних пород. U-234 поддерживается как промежуточный продукт цепи U-238.
Разные изотопы отвечают на разные задачи
Уран-238 и уран-235 имеют одинаковую химию, но разные вероятности захвата нейтрона и распада. Их соотношение меняется со временем и в технологических процессах. Уран-234 присутствует как часть цепочки распада и помогает отслеживать нарушения равновесия в природных водах и минералах. Возраст получают не простым измерением оставшегося урана, а сопоставлением родительских и дочерних изотопов с моделью закрытой системы. Потеря свинца или более поздний нагрев способны сместить отдельные часы. Согласование нескольких участков минерала и независимых систем позволяет распознать такую историю.
U-238 and U-235 decay chains end in lead isotopes and enable geochronology. Природный уран состоит главным образом из U-238 с около 0,72% U-235.
Обеднённый уран содержит меньше U-235, но остаётся радиоактивным и химически токсичным тяжёлым металлом. Риск зависит от пути воздействия; различие «природный, обогащённый, обеднённый» описывает изотопный состав, а не наличие радиоактивности.
