Uranium 235 và Uranium 238
Uranium là một nguyên tố kim loại nặng có nhiều trong lõi trái đất. Phản ứng hạt nhân của nó là lý do chính để làm nóng lõi trái đất và dẫn đến các hiện tượng như trôi dạt lục địa. Trong các ứng dụng hiện nay, Uranium được sử dụng trong các lò phản ứng hạt nhân và vũ khí quân sự. Hai đồng vị phổ biến của Uranium là U-235 và U-238. Các đồng vị này có tính chất hóa học tương tự nhau nhưng khác nhau về tính chất vật lý và khả năng phản ứng hạt nhân.
Uranium-235
Uranium 235 là đồng vị phong phú thứ hai và chiếm gần 0,7% hàm lượng Uranium trên trái đất. Một hạt nhân trong số này chứa 92 proton và 143 neutron: ít hơn 3 neutron so với U-238 nên nó nhẹ hơn một chút. Chu kỳ bán rã của nó (Thời gian tính đến một nửa mẫu ban đầu thông qua phân rã hạt nhân) là gần 704 triệu năm, điều này cho thấy phản ứng hạt nhân thông qua phân rã alpha nhanh hơn so với đồng vị của nó. Uranium 235 dễ dàng trải qua quá trình phân hạch (thu được một neutron và hạt nhân tách thành hai). Điều này mang lại cho nó khả năng bắt đầu chuỗi phản ứng phân hạch hạt nhân.
Uranium-238
Uranium-238 là đồng vị phong phú nhất, chiếm khoảng 99,3% hàm lượng Uranium trên trái đất. “238” chỉ ra rằng hạt nhân chứa 92 proton và 146 neutron chung tạo nên khối lượng 238. Chu kỳ bán rã của nó là khoảng 4,5 tỷ năm, điều này cho thấy hạt nhân hoạt động rất chậm. Phản ứng phân hạch hạt nhân ở U-238 chậm hơn. Tuy nhiên, nó có thể bắt một neutron, thực hiện 2 lần phân rã beta và trở thành Plutonium-239 có thể dễ dàng trải qua quá trình phân hạch.
Sự khác biệt giữa Uranium-235 và Uranium-238 là gì?
• Uranium-235 có 143 neutron và Uranium-238 có 146 neutron.
• Uranium-235 nhẹ hơn một chút so với Uranium-238.
• Uranium-235 kém phong phú hơn khi so với Uranium-238.
• Uranium-235 có chu kỳ bán rã ngắn hơn Uranium-238; do đó, sự phân hạch và phân rã alpha thuận lợi hơn ở Uranium-235, so với Uranium-238.
• Xét khả năng phản ứng hạt nhân của các vật liệu ban đầu, Uranium-235 có phản ứng cao hơn Uranium-238.
• Tùy thuộc vào khả năng phản ứng hạt nhân, Uranium-235 có thể được sử dụng trực tiếp làm nhiên liệu hạt nhân, nhưng Uranium-238 chỉ có thể được sử dụng thông qua chuyển đổi thành Plutonium.
• Uranium-235 được coi là "vô sinh" và Uranium-238 là "màu mỡ" vì nó có thể được chuyển đổi thành Plutonium, một chất phóng xạ khác.
• Uranium-235 có thể bắt đầu phản ứng dây chuyền phân hạch nhưng Uranium-238 thì không.
