الأكتينيدات الثانوية

📅 آخر تحديث: ٢ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة
تدفق التحول النووي بين البلوتونيوم -238 والكوريوم -244 في مفاعلات الماء الخفيف. [ 1 ] نسبة الانشطار هي 100 ناقص النسب الموضحة. يختلف معدل التحول النووي الكلي اختلافًا كبيرًا باختلاف النظير. يتميز الكوريوم -245 إلى الكوريوم -248 بعمر طويل مع اضمحلال ضئيل.

الأكتينيدات الثانوية هي عناصر من الأكتينيدات ، بخلاف اليورانيوم والبلوتونيوم ، توجد في الوقود النووي المستهلك . تشمل الأكتينيدات الثانوية النبتونيوم (العنصر 93)، والأمريكيوم (العنصر 95)، والكوريوم (العنصر 96)، والبركليوم (العنصر 97)، والكاليفورنيوم (العنصر 98)، والإينشتاينيوم (العنصر 99)، والفيرميوم (العنصر 100). [ 2 ] أهم نظائر هذه العناصر في الوقود النووي المستهلك هي النبتونيوم-237 ، والأمريكيوم-241 ، والأمريكيوم-243 ، والكوريوم -242 إلى -248، والكاليفورنيوم -249 إلى -252.

سيكون البلوتونيوم والأكتينيدات الثانوية مسؤولين عن الجزء الأكبر من السمية الإشعاعية وتوليد الحرارة للوقود النووي المستهلك على المدى الطويل (من 300 إلى 20000 سنة في المستقبل ). [ 3 ]

يحتوي البلوتونيوم الناتج عن مفاعل الطاقة عادةً على كمية أكبر من البلوتونيوم-241 مقارنةً بالبلوتونيوم الناتج عن عمليات الاحتراق المنخفض المصممة لإنتاج بلوتونيوم صالح للاستخدام في الأسلحة . ولأن بلوتونيوم المفاعل يحتوي على كمية كبيرة من البلوتونيوم-241 ، فإن وجود الأمريسيوم -241 يجعله أقل ملاءمةً لصنع سلاح نووي . ويُعدّ نمو الأمريسيوم داخل البلوتونيوم إحدى طرق تحديد مصدر عينة مجهولة من البلوتونيوم والوقت المنقضي منذ آخر فصل كيميائي لها عن الأمريسيوم.

يُستخدم الأمريسيوم على نطاق واسع في الصناعة كمصدر لجسيمات ألفا ومصدر لأشعة غاما منخفضة الطاقة . على سبيل المثال، يُستخدم بكثرة في أجهزة كشف الدخان . يمكن تكوين الأمريسيوم عن طريق امتصاص النيوترونات من البلوتونيوم -239 والبلوتونيوم -240 ، مُكَوِّنًا البلوتونيوم -241 الذي يتحلل بدوره تحللاً بيتا إلى الأمريسيوم -241 . [ 4 ] بشكل عام، مع ازدياد طاقة النيوترونات، تتغير نسبة مقطع الانشطار إلى مقطع امتصاص النيوترونات لصالح الانشطار . لذا، إذا استُخدم وقود أكسيد مختلط (MOX) في مفاعل حراري مثل مفاعل الماء المغلي (BWR) أو مفاعل الماء المضغوط (PWR)، فمن المتوقع وجود كمية أكبر من الأمريسيوم في الوقود المستهلك مقارنةً بالوقود الناتج عن مفاعل النيوترونات السريعة . [ 5 ]

عُثر على بعض الأكتينيدات الثانوية في التساقط الإشعاعي الناتج عن التجارب النووية. انظر قسم الأكتينيدات في البيئة لمزيد من التفاصيل.

العناصر العابرة لليورانيوم في الوقود المستهلك لمفاعلات الماء الخفيف ( الاحتراق 55 جيجاواط يوم th /T) ومتوسط ​​استهلاك النيوترونات عن طريق الانشطار [ 6 ].
النظيرجزءD LWRدي فاستدي فائق الحرارة
237Np0.05391.12-0.59-0.46
238بو0.03640.17-1.36-0.13
239بو0.451-0.67-1.46-1.07
240بو0.2060.44-0.960.14
241بو0.121-0.56-1.24-0.86
242بو0.08131.76-0.441.12
241أكون0.02421.12-0.62-0.54
242 مترأكون0.0000880.15-1.36-1.53
243أكون0.01790.82-0.600.21
243سم0.00011-1.90-2.13-1.63
244سم0.00765-0.15-1.39-0.48
245سم0.000638-1.48-2.51-1.37
المجموع المرجح-0.03-1.16-0.51
الأرقام السالبة تعني صافي منتج النيوترونات

مراجع

  1. ↑ ساساهارا، أكيهيرو؛ ماتسومورا، تيتسو؛ نيكولاو، جيورجوس؛ بابايوانو، ديمتري (أبريل 2004). "تقييم مصادر النيوترونات وأشعة جاما للوقود المستهلك عالي الاحتراق من أكسيد اليورانيوم (UO2) والوقود المختلط المؤكسد (MOX) في مفاعلات الماء الخفيف" . مجلة العلوم والتكنولوجيا النووية . 41 (4): 448-456 . doi : 10.3327/jnst.41.448 .
  2. ↑ موير، بروس أ. (2009). التبادل الأيوني واستخلاص المذيبات: سلسلة من التطورات، المجلد 19. مطبعة سي آر سي. ص 120. ISBN  9781420059700.
  3. ↑ ستايسي، ويستون م. (2007). فيزياء المفاعلات النووية . جون وايلي وأولاده. ص 240. ISBN  9783527406791.
  4. ^ راج ، جورديب (2008). الكيمياء غير العضوية المتقدمة المجلد 1، الطبعة الحادية والثلاثون . كريشنا براكاشان ميديا. ص. 356. ردمك  9788187224037.
  5. ↑ بيرثو، ف.؛ وآخرون (2003). "خصائص التحول في أطياف النيوترونات الحرارية والسريعة: تطبيق على الأمريسيوم" (ملف PDF) . مجلة المواد النووية . 320 ( 1-2 ): 156-162 . Bibcode : 2003JNuM..320..156B . doi : 10.1016/S0022-3115(03)00183-1 . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 26 يناير 2016. تم الاطلاع عليه بتاريخ 31 مارس 2013 . 
  6. ↑ إتيان بارنت (2003). "دورات الوقود النووي للنشر في منتصف القرن" (ملف PDF) . معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ص 104. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 25-02-2009.