यूरेनियम-235

यूरेनियम-235, ²³⁵U
	Uranium metal highly enriched in uranium-235
General
Symbol	235U
Names	यूरेनियम-235, 235U, U-235
Protons (Z)	92
Neutrons (N)	143
Nuclide data
Natural abundance	0.72%
Half-life (t1/2)	703800000 years
Isotope mass	235.0439299 Da
Spin	7/2−
Excess energy	40914.062±1.970 keV
Binding energy	1783870.285±1.996 keV
Parent isotopes	235Pa; 235Np; 239Pu
Decay products	231Th
Decay modes
Decay mode	Decay energy (MeV)
Alpha	4.679
	Isotopes of uranium ; Complete table of nuclides

U-235 परमाणु का आरेख, जिसमें 92 प्रोटॉन, 143 न्यूट्रॉन और 92 इलेक्ट्रॉन हैं।

यूरेनियम-235 (²³⁵U या U-235) यूरेनियम यूरेनियम का एक समस्थानिक है जो प्राकृतिक यूरेनियम का लगभग 0.72% बनाता है। प्रमुख समस्थानिक यूरेनियम-238 के विपरीत, यह विखंडनीय है, अर्थात, यह एक परमाणु श्रृंखला प्रतिक्रिया को बनाए रख सकता है। यह एकमात्र विखंडनीय समस्थानिक है जो प्रकृति में प्राथमिक न्यूक्लाइड के रूप में मौजूद है।

यूरेनियम -235 का आधा जीवन 703.8 मिलियन वर्ष है। इसकी खोज 1935 में आर्थर जेफरी डेम्पस्टर ने की थी। धीमे थर्मल न्यूट्रॉन के लिए इसका विखंडन क्रॉस सेक्शन लगभग 584.3±1 बार्न (यूनिट) है।^[1] तेज़ न्यूट्रॉन के लिए यह 1 खलिहान के क्रम में है।^[2] अधिकांश लेकिन सभी न्यूट्रॉन अवशोषण का परिणाम विखंडन नहीं होता है; यूरेनियम -236 बनाने वाले न्यूट्रॉन कैप्चर में अल्पसंख्यक परिणाम।^{[citation needed]}

प्राकृतिक क्षय श्रृंखला

{\begin{array}{r}{\ce {^{235}_{92}U->[\alpha ][7.038\times 10^{8}\ {\ce {y}}]{^{231}_{90}Th}->[\beta ^{-}][25.52\ {\ce {h}}]{^{231}_{91}Pa}->[\alpha ][3.276\times 10^{4}\ {\ce {y}}]{^{227}_{89}Ac}}}{\begin{Bmatrix}{\ce {->[98.62\%\beta ^{-}][21.773\ {\ce {y}}]{^{227}_{90}Th}->[\alpha ][18.718\ {\ce {d}}]}}\\{\ce {->[1.38\%\alpha ][21.773\ {\ce {y}}]{^{223}_{87}Fr}->[\beta ^{-}][21.8\ {\ce {min}}]}}\end{Bmatrix}}{\ce {^{223}_{88}Ra->[\alpha ][11.434\ {\ce {d}}]{^{219}_{86}Rn}}}\\{\ce {^{219}_{86}Rn->[\alpha ][3.96\ {\ce {s}}]{^{215}_{84}Po}->[\alpha ][1.778\ {\ce {ms}}]{^{211}_{82}Pb}->[\beta ^{-}][36.1\ {\ce {min}}]{^{211}_{83}Bi}}}{\begin{Bmatrix}{\ce {->[99.73\%\alpha ][2.13\ {\ce {min}}]{^{207}_{81}Tl}->[\beta ^{-}][4.77\ {\ce {min}}]}}\\{\ce {->[0.27\%\beta ^{-}][2.13\ {\ce {min}}]{^{211}_{84}Po}->[\alpha ][0.516\ {\ce {s}}]}}\end{Bmatrix}}{\ce {^{207}_{82}Pb_{(stable)}}}\end{array}}

विखंडन गुण

यूरेनियम-235 नाभिक के साथ देखा गया परमाणु विखंडन

यूरेनियम-235 के एक परमाणु के विखंडन से विमोचन होता है 202.5 MeV (3.24×10⁻¹¹ J) रिएक्टर के अंदर। यह 19.54 टीजे/मोल (यूनिट), या 83.14 टीजे/किग्रा के अनुरूप है।^[3] अन्य 8.8 MeV रिएक्टर से एंटी-न्यूट्रिनो के रूप में निकल जाता है। कब ²³⁵
₉₂U न्यूक्लाइड्स पर न्यूट्रॉनों की बमबारी की जाती है, कई विखंडन प्रतिक्रियाओं में से एक जिससे यह गुजर सकता है वह निम्नलिखित है (आसन्न छवि में दिखाया गया है):

¹
₀n + ²³⁵
₉₂U → ¹⁴¹
₅₆Ba + ⁹²
₃₆Kr + 3 ¹
₀n

भारी पानी रिएक्टर और कुछ ग्रेफाइट मॉडरेट रिएक्टर प्राकृतिक यूरेनियम का उपयोग कर सकते हैं, लेकिन हल्के पानी के रिएक्टरों को हल्के पानी के उच्च न्यूट्रॉन अवशोषण के कारण कम समृद्ध यूरेनियम का उपयोग करना चाहिए। यूरेनियम संवर्धन कुछ यूरेनियम-238 को हटा देता है और यूरेनियम-235 के अनुपात को बढ़ा देता है। अत्यधिक समृद्ध यूरेनियम (HEU), जिसमें यूरेनियम -235 का एक बड़ा अनुपात होता है, का उपयोग कभी-कभी परमाणु समुद्री प्रणोदन, अनुसंधान रिएक्टरों और परमाणु हथियार डिजाइन के रिएक्टरों में किया जाता है।

यदि यूरेनियम-235 विखंडन से कम से कम एक न्यूट्रॉन किसी अन्य नाभिक से टकराता है और उसके विखंडन का कारण बनता है, तो श्रृंखला अभिक्रिया जारी रहेगी। यदि प्रतिक्रिया स्वयं को बनाए रखना जारी रखती है, तो इसे महत्वपूर्ण द्रव्यमान और द्रव्यमान कहा जाता है ²³⁵गंभीर स्थिति उत्पन्न करने के लिए आवश्यक यू को एक महत्वपूर्ण द्रव्यमान कहा जाता है। की कम सांद्रता पर एक महत्वपूर्ण श्रृंखला प्रतिक्रिया प्राप्त की जा सकती है ²³⁵यू अगर विखंडन से न्यूट्रॉन न्यूट्रॉन मॉडरेटर हैं तो उनकी गति कम करने के लिए, चूंकि थर्मल न्यूट्रॉन के साथ विखंडन की संभावना अधिक होती है। एक विखंडन श्रृंखला प्रतिक्रिया मध्यवर्ती विखंडन उत्पाद उत्पन्न करती है जो अत्यधिक रेडियोधर्मी होते हैं और उनके रेडियोधर्मी क्षय द्वारा और ऊर्जा उत्पन्न करते हैं। उनमें से कुछ न्यूट्रॉन उत्पन्न करते हैं, जिन्हें विलंबित न्यूट्रॉन कहा जाता है, जो विखंडन श्रृंखला प्रतिक्रिया में योगदान करते हैं। परमाणु रिएक्टरों के बिजली उत्पादन को नियंत्रण छड़ों के स्थान से समायोजित किया जाता है जिसमें रिएक्टर कोर में न्यूट्रॉन, जैसे, बोरॉन, कैडमियम या हेफ़नियम को दृढ़ता से अवशोषित करने वाले तत्व होते हैं। परमाणु बमों में, प्रतिक्रिया अनियंत्रित होती है और बड़ी मात्रा में जारी ऊर्जा परमाणु विस्फोट का कारण बनती है।

परमाणु हथियार

लिटिल बॉय गन-टाइप विखंडन हथियार|गन-टाइप परमाणु बम 6 अगस्त, 1945 को हिरोशिमा पर गिराया गया था, जो एक बड़े परमाणु हथियार डिजाइन # शुद्ध विखंडन हथियारों के साथ अत्यधिक समृद्ध यूरेनियम से बना था। एक अपरिवर्तित के लिए नाममात्र गोलाकार महत्वपूर्ण द्रव्यमान ²³⁵यू परमाणु हथियार है 56 kilograms (123 lb),^[4] जो एक गोले का निर्माण करेगा 17.32 centimetres (6.82 in) दायरे में। सामग्री 85% या अधिक होनी चाहिए ²³⁵यू और हथियार ग्रेड यूरेनियम के रूप में जाना जाता है, हालांकि कच्चे और अक्षम हथियार के लिए 20% संवर्धन पर्याप्त है (हथियार कहा जाता है - प्रयोग करने योग्य)। कम संवर्द्धन का भी उपयोग किया जा सकता है, लेकिन इसके परिणामस्वरूप आवश्यक क्रिटिकल मास (परमाणु) तेजी से बढ़ रहा है। एक बड़े छेड़छाड़, विस्फोट-प्रकार के परमाणु हथियार ज्यामिति, ट्रिगर ट्यूब, पोलोनियम ट्रिगर्स, ट्रिटियम एन्हांसमेंट और न्यूट्रॉन रिफ्लेक्टर का उपयोग नाममात्र महत्वपूर्ण द्रव्यमान के एक-चौथाई या उससे कम का उपयोग करके अधिक कॉम्पैक्ट, किफायती हथियार को सक्षम कर सकता है, हालांकि यह केवल संभावना होगी ऐसे देश में संभव हो सकता है जिसके पास पहले से ही परमाणु हथियारों की इंजीनियरिंग में व्यापक अनुभव हो। अधिकांश आधुनिक परमाणु हथियार डिजाइन प्राथमिक चरण के विखंडनीय घटक के रूप में प्लूटोनियम -239 का उपयोग करते हैं;^[5]^[6] हालाँकि, HEU (अत्यधिक समृद्ध यूरेनियम, इस मामले में यूरेनियम जो 20% या अधिक है ²³⁵यू) का उपयोग अक्सर माध्यमिक चरण में संलयन ईंधन के लिए प्रज्वलक के रूप में किया जाता है।

Source	Average energy released [MeV]^[3]
Instantaneously released energy
Kinetic energy of fission fragments	169.1
Kinetic energy of prompt neutrons	4.8
Energy carried by prompt γ-rays	7.0
Energy from decaying fission products
Energy of β− particles	6.5
Energy of delayed γ-rays	6.3
Energy released when those prompt neutrons which don't (re)produce fission are captured	8.8
Total energy converted into heat in an operating thermal nuclear reactor	202.5
Energy of anti-neutrinos	8.8
Sum	211.3

उपयोग

यूरेनियम-235 के कई उपयोग हैं जैसे परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के लिए ईंधन और परमाणु बम जैसे परमाणु हथियारों में। कुछ उपग्रह, जैसे SNAP-10A और RORSAT, यूरेनियम-235 से चलने वाले परमाणु रिएक्टरों द्वारा संचालित थे।^[7]^[8]

संदर्भ

↑ "#मानक प्रतिक्रिया: 235U(n,f)". www-nds.iaea.org. IAEA. Retrieved 4 May 2020.
↑ ""यूरेनियम के कुछ भौतिकी", UIC.com.au". Archived from the original on July 17, 2007. Retrieved 2009-01-18.{{cite web}}: CS1 maint: bot: original URL status unknown (link)
↑ ^3.0 ^3.1 Nuclear fission and fusion, and neutron interactions, National Physical Laboratory Archive.
↑ "एफएएस परमाणु हथियार डिजाइन अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न". Archived from the original on 1999-05-07. Retrieved 2010-09-02.
↑ FAS contributors (ed.). परमाणु हथियार डिजाइन. Federation of American Scientists. Archived from the original on 2008-12-26. Retrieved 2016-06-04. {{cite book}}: |editor= has generic name (help)
↑ Miner, William N.; Schonfeld, Fred W. (1968). "Plutonium". In Clifford A. Hampel (ed.). रासायनिक तत्वों का विश्वकोश. New York (NY): Reinhold Book Corporation. p. 541. LCCN 68029938.
↑ Schmidt, Glen (February 2011). "SNAP सिंहावलोकन - रेडियम-219 - सामान्य पृष्ठभूमि" (PDF). American Nuclear Society. Retrieved 27 August 2012.
↑ "RORSAT (रडार महासागर टोही उपग्रह)". daviddarling.info.

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बाहरी कड़ियाँ

Table of Nuclides.
DOE Fundamentals handbook: Nuclear Physics and Reactor theory Vol. 1, Vol. 2.
Uranium | Radiation Protection Program | US EPA
NLM Hazardous Substances Databank – Uranium, Radioactive
"The Miracle of U-235", Popular Mechanics, January 1941—one of the earliest articles on U-235 for the general public

Lighter: uranium-234	यूरेनियम-235 is an isotope of uranium	Heavier: uranium-236
Decay product of: protactinium-235 neptunium-235 plutonium-239	Decay chain of यूरेनियम-235	Decays to: thorium-231

श्रेणी: एक्टिनाइड्स श्रेणी: विखंडनीय सामग्री श्रेणी:यूरेनियम के समस्थानिक श्रेणी:विशेष परमाणु सामग्री श्रेणी: रेडियोमीट्रिक डेटिंग में प्रयुक्त रेडियोन्यूक्लाइड्स

[StandardReactionIAEA-1] "#मानक प्रतिक्रिया: 235U(n,f)". www-nds.iaea.org. IAEA. Retrieved 4 May 2020.

[2] ""यूरेनियम के कुछ भौतिकी", UIC.com.au". Archived from the original on July 17, 2007. Retrieved 2009-01-18.{{cite web}}: CS1 maint: bot: original URL status unknown (link)

[kayelaby-3] 3.0 ^3.1 Nuclear fission and fusion, and neutron interactions, National Physical Laboratory Archive.

[4] "एफएएस परमाणु हथियार डिजाइन अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न". Archived from the original on 1999-05-07. Retrieved 2010-09-02.

[FASdesign-5] FAS contributors (ed.). परमाणु हथियार डिजाइन. Federation of American Scientists. Archived from the original on 2008-12-26. Retrieved 2016-06-04. {{cite book}}: |editor= has generic name (help)

[6] Miner, William N.; Schonfeld, Fred W. (1968). "Plutonium". In Clifford A. Hampel (ed.). रासायनिक तत्वों का विश्वकोश. New York (NY): Reinhold Book Corporation. p. 541. LCCN 68029938.

[ans-7] Schmidt, Glen (February 2011). "SNAP सिंहावलोकन - रेडियम-219 - सामान्य पृष्ठभूमि" (PDF). American Nuclear Society. Retrieved 27 August 2012.

[8] "RORSAT (रडार महासागर टोही उपग्रह)". daviddarling.info.

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