ยูเรเนียม 238 คือครึ่งชีวิตของฟิชชันที่เกิดขึ้นเอง ดาวยูเรนัส: ข้อเท็จจริงและข้อเท็จจริง การใช้ยูเรเนียมในปัจจุบัน

เนื้อหาของบทความ

ดาวยูเรนัส U (ยูเรเนียม) องค์ประกอบทางเคมีของโลหะในตระกูลแอกทิไนด์ ซึ่งรวมถึงองค์ประกอบ Ac, Th, Pa, U และทรานยูเรเนียม (Np, Pu, Am, Cm, Bk, Cf, Es, Fm, Md, No, Lr) ยูเรเนียมมีความโดดเด่นเนื่องจากใช้ในอาวุธนิวเคลียร์และพลังงานนิวเคลียร์ ยูเรเนียมออกไซด์ยังใช้ในการทำสีแก้วและเซรามิกอีกด้วย

อยู่ในธรรมชาติ

ปริมาณยูเรเนียมในเปลือกโลกอยู่ที่ 0.003% และพบได้ในชั้นผิวโลกในรูปของตะกอนสี่ประเภท ประการแรก สิ่งเหล่านี้คือเส้นเลือดของยูเรเนียม หรือยูเรเนียมพิทช์ (ยูเรเนียมไดออกไซด์ UO 2) ซึ่งมียูเรเนียมอยู่มาก แต่หายาก พวกมันจะมาพร้อมกับการสะสมของเรเดียม เนื่องจากเรเดียมเป็นผลโดยตรงจากการสลายตัวของไอโซโทปของยูเรเนียม หลอดเลือดดำดังกล่าวพบได้ในซาอีร์ แคนาดา (ทะเลสาบเกรทแบร์) สาธารณรัฐเช็ก และฝรั่งเศส แหล่งที่สองของยูเรเนียมคือกลุ่มแร่ทอเรียมและยูเรเนียมร่วมกับแร่แร่ธาตุสำคัญอื่นๆ กลุ่มบริษัทมักจะมีทองคำและเงินเพียงพอสำหรับการกู้คืน โดยมียูเรเนียมและทอเรียมเป็นองค์ประกอบที่เกี่ยวข้อง แหล่งแร่เหล่านี้จำนวนมากตั้งอยู่ในแคนาดา แอฟริกาใต้ รัสเซีย และออสเตรเลีย แหล่งที่สามของยูเรเนียมคือหินตะกอนและหินทรายที่อุดมไปด้วยแร่คาร์โนไทต์ (โพแทสเซียม uranyl vanadate) ซึ่งประกอบด้วยวานาเดียมและองค์ประกอบอื่น ๆ จำนวนมากนอกเหนือจากยูเรเนียม แร่ดังกล่าวพบได้ในรัฐทางตะวันตกของสหรัฐอเมริกา หินเหล็ก-ยูเรเนียมและแร่ฟอสเฟตเป็นแหล่งตะกอนอันดับที่สี่ แหล่งสะสมมากมายพบได้ในหินดินดานของสวีเดน แร่ฟอสเฟตบางชนิดในโมร็อกโกและสหรัฐอเมริกามียูเรเนียมในปริมาณมาก และฟอสเฟตที่สะสมในแองโกลาและสาธารณรัฐอัฟริกากลางก็มียูเรเนียมในปริมาณมากด้วยซ้ำ ลิกไนต์ส่วนใหญ่และถ่านหินบางชนิดมักจะมียูเรเนียมเจือปน พบแหล่งลิกไนต์ที่อุดมด้วยยูเรเนียมในนอร์ทดาโกตาและเซาท์ดาโกตา (สหรัฐอเมริกา) และถ่านหินบิทูมินัสในสเปนและสาธารณรัฐเช็ก

กำลังเปิด

ดาวยูเรนัสถูกค้นพบในปี พ.ศ. 2332 โดยนักเคมีชาวเยอรมัน M. Klaproth ซึ่งตั้งชื่อองค์ประกอบนี้เพื่อเป็นเกียรติแก่การค้นพบดาวเคราะห์ยูเรนัสเมื่อ 8 ปีก่อน (คลาพรอธเป็นนักเคมีชั้นนำในสมัยของเขา นอกจากนี้ เขายังค้นพบธาตุอื่นๆ รวมถึง Ce, Ti และ Zr) อันที่จริง สารคลาพรอธที่ได้รับไม่ใช่ธาตุยูเรเนียม แต่เป็นรูปแบบออกซิไดซ์ของมัน และธาตุยูเรเนียมได้มาจากครั้งแรกโดย นักเคมีชาวฝรั่งเศส E. .Peligo ในปี 1841 ตั้งแต่วินาทีแห่งการค้นพบจนถึงศตวรรษที่ 20 ยูเรเนียมไม่ได้มีความสำคัญอย่างที่เป็นอยู่ทุกวันนี้ แม้ว่าจะมีการพิจารณาคุณสมบัติทางกายภาพหลายประการ ตลอดจนมวลอะตอมและความหนาแน่นของมันก็ตาม ในปี พ.ศ. 2439 A. Becquerel พบว่าเกลือยูเรเนียมมีรังสีที่ส่องแผ่นถ่ายภาพในที่มืด การค้นพบนี้กระตุ้นให้นักเคมีทำการวิจัยในสาขากัมมันตภาพรังสี และในปี พ.ศ. 2441 นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศสแต่งงานกับ P. Curie และ M. Sklodowska-Curie แยกเกลือของธาตุกัมมันตภาพรังสีพอโลเนียมและเรเดียม และ E. Rutherford, F. Soddy, K. Fayans และนักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ ได้พัฒนาทฤษฎีการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสี ซึ่งวางรากฐานของเคมีนิวเคลียร์และพลังงานนิวเคลียร์สมัยใหม่

การใช้ยูเรเนียมครั้งแรก

แม้ว่าจะทราบถึงกัมมันตภาพรังสีของเกลือยูเรเนียม แต่แร่ของมันในช่วงสามแรกของศตวรรษนี้ถูกนำมาใช้เพื่อให้ได้เรเดียมมาด้วยเท่านั้น และยูเรเนียมถือเป็นผลพลอยได้ที่ไม่พึงประสงค์ การใช้งานเน้นไปที่เทคโนโลยีเซรามิกและโลหะวิทยาเป็นหลัก ยูเรเนียมออกไซด์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการทำกระจกสีตั้งแต่สีเหลืองอ่อนไปจนถึงสีเขียวเข้ม ซึ่งมีส่วนช่วยในการพัฒนาการผลิตแก้วที่มีราคาไม่แพง ปัจจุบัน ผลิตภัณฑ์จากอุตสาหกรรมเหล่านี้ถูกระบุว่าเป็นสารเรืองแสงภายใต้รังสีอัลตราไวโอเลต ในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 1 และหลังจากนั้นไม่นาน ยูเรเนียมในรูปของคาร์ไบด์ถูกนำมาใช้ในการผลิตเหล็กกล้าเครื่องมือ คล้ายกับ Mo และ W; ยูเรเนียม 4–8% เข้ามาแทนที่ทังสเตน ซึ่งการผลิตมีจำกัดในขณะนั้น เพื่อให้ได้เหล็กกล้าเครื่องมือในปี พ.ศ. 2457-2469 จึงมีการผลิตเฟอร์โรเรเนียมหลายตันที่มี U มากถึง 30% (มวล) ต่อปี อย่างไรก็ตาม การใช้ยูเรเนียมนี้ทำได้ไม่นาน

การใช้ยูเรเนียมในปัจจุบัน

อุตสาหกรรมยูเรเนียมเริ่มเป็นรูปเป็นร่างในปี พ.ศ. 2482 เมื่อมีการฟิชชันของไอโซโทปยูเรเนียม 235 U ซึ่งนำไปสู่การดำเนินการทางเทคนิคของปฏิกิริยาลูกโซ่ควบคุมของฟิชชันยูเรเนียมในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2485 นี่คือการกำเนิดของอายุของอะตอม เมื่อยูเรเนียมเติบโตจากองค์ประกอบที่ไม่มีนัยสำคัญไปสู่องค์ประกอบที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งในสังคมชีวิต ความสำคัญทางการทหารของยูเรเนียมสำหรับการผลิตระเบิดปรมาณูและการใช้เป็นเชื้อเพลิงในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ส่งผลให้ความต้องการยูเรเนียมเพิ่มขึ้นอย่างมากในเชิงดาราศาสตร์ ลำดับเหตุการณ์ของการเติบโตของความต้องการยูเรเนียมโดยพิจารณาจากประวัติของตะกอนใน Great Bear Lake (แคนาดา) เป็นเรื่องที่น่าสนใจ ในปี 1930 มีการค้นพบน้ำมันดินผสมซึ่งเป็นส่วนผสมของยูเรเนียมออกไซด์ในทะเลสาบแห่งนี้ และในปี 1932 ได้มีการก่อตั้งเทคโนโลยีการทำให้บริสุทธิ์ด้วยเรเดียมในบริเวณนี้ จากแร่แต่ละตัน (เรซินผสม) ได้รับเรเดียม 1 กรัมและผลพลอยได้ยูเรเนียมเข้มข้นประมาณครึ่งตัน อย่างไรก็ตาม มีเรเดียมเพียงเล็กน้อยและการขุดก็หยุดลง ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2483 ถึง พ.ศ. 2485 การพัฒนาก็กลับมาดำเนินต่อไป และเริ่มส่งแร่ยูเรเนียมไปยังสหรัฐอเมริกา ในปี พ.ศ. 2492 มีการใช้การทำให้ยูเรเนียมบริสุทธิ์ในลักษณะเดียวกัน โดยมีการปรับปรุงบางอย่างเพื่อผลิต UO 2 บริสุทธิ์ การผลิตนี้ได้เติบโตขึ้นและปัจจุบันเป็นหนึ่งในโรงงานผลิตยูเรเนียมที่ใหญ่ที่สุด

คุณสมบัติ.

ยูเรเนียมเป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่หนักที่สุดที่พบในธรรมชาติ โลหะบริสุทธิ์มีความหนาแน่นสูง เหนียว มีประจุบวกทางไฟฟ้า โดยมีค่าการนำไฟฟ้าต่ำ และมีปฏิกิริยาสูง

ยูเรเนียมมีการดัดแปลงแบบ allotropic สามแบบ: ก-ยูเรเนียม (ผลึกออร์โธฮอมบิก) อยู่ในช่วงตั้งแต่อุณหภูมิห้องถึง 668 ° C; ข- ยูเรเนียม (โครงผลึกเชิงซ้อนชนิดเตตราโกนัล) มีความเสถียรในช่วง 668–774° C; ก-ยูเรเนียม (โครงตาข่ายลูกบาศก์คริสตัลที่มีศูนย์กลางตัวถัง) มีความเสถียรตั้งแต่ 774°C จนถึงจุดหลอมเหลว (1132°C) เนื่องจากไอโซโทปของยูเรเนียมทั้งหมดไม่เสถียร สารประกอบทั้งหมดจึงแสดงกัมมันตภาพรังสี

ไอโซโทปของยูเรเนียม

238 U, 235 U, 234 U เกิดขึ้นในธรรมชาติในอัตราส่วน 99.3:0.7:0.0058 และ 236 U เกิดขึ้นในปริมาณเล็กน้อย ไอโซโทปอื่น ๆ ของยูเรเนียมตั้งแต่ 226 U ถึง 242 U นั้นได้มาจากการประดิษฐ์ ไอโซโทป 235 U มีความสำคัญอย่างยิ่ง ภายใต้อิทธิพลของนิวตรอนที่ช้า (ความร้อน) มันจะแบ่งตัวและปล่อยพลังงานจำนวนมหาศาลออกมา การแบ่งเซลล์ที่สมบูรณ์ของ 235 U ส่งผลให้มีการปล่อย “พลังงานความร้อนเทียบเท่า” ออกมาเป็น 2H 10 7 kWh · h/kg ฟิชชันของ 235 U ไม่เพียงแต่สามารถนำมาใช้เพื่อผลิตพลังงานจำนวนมากเท่านั้น แต่ยังใช้ในการสังเคราะห์ธาตุแอกติไนด์ที่สำคัญอื่นๆ อีกด้วย ไอโซโทปยูเรเนียมธรรมชาติสามารถใช้ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เพื่อผลิตนิวตรอนที่เกิดจากฟิชชันขนาด 235 U ในขณะที่นิวตรอนส่วนเกินที่ไม่ต้องการโดยปฏิกิริยาลูกโซ่สามารถจับได้ด้วยไอโซโทปธรรมชาติอีกไอโซโทป ส่งผลให้เกิดการผลิตพลูโทเนียม:

เมื่อ 238 U ถูกโจมตีด้วยนิวตรอนเร็ว จะเกิดปฏิกิริยาต่อไปนี้:

ตามรูปแบบนี้ ไอโซโทปที่พบมากที่สุด 238 U สามารถแปลงเป็นพลูโทเนียม-239 ได้ ซึ่งเหมือนกับ 235 U ที่สามารถเกิดฟิชชันได้ภายใต้อิทธิพลของนิวตรอนช้า

ปัจจุบันได้รับไอโซโทปยูเรเนียมเทียมจำนวนมาก ในหมู่พวกเขา 233 U มีความโดดเด่นเป็นพิเศษเพราะมันยังเกิดฟิชชันเมื่อมีปฏิกิริยากับนิวตรอนช้าอีกด้วย

ไอโซโทปเทียมอื่นๆ ของยูเรเนียมมักใช้เป็นตัวติดตามกัมมันตภาพรังสีในการวิจัยทางเคมีและกายภาพ นี่เป็นสิ่งแรกเลย ข- ตัวส่ง 237 U และ ก- ตัวส่ง 232 U.

การเชื่อมต่อ

ยูเรเนียมซึ่งเป็นโลหะที่เกิดปฏิกิริยาสูง มีสถานะออกซิเดชันตั้งแต่ +3 ถึง +6 อยู่ใกล้กับเบริลเลียมในชุดกิจกรรม ทำปฏิกิริยากับอโลหะทั้งหมดและสร้างสารประกอบระหว่างโลหะกับ Al, Be, Bi, Co, Cu, Fe, Hg , Mg, Ni, Pb, Sn และ Zn ยูเรเนียมที่บดละเอียดจะมีปฏิกิริยาเป็นพิเศษและที่อุณหภูมิสูงกว่า 500 ° C มักจะเข้าสู่ปฏิกิริยาลักษณะของยูเรเนียมไฮไดรด์ ก้อนยูเรเนียมหรือขี้กบจะเผาไหม้อย่างสดใสที่อุณหภูมิ 700–1,000° C และไอของยูเรเนียมจะเผาไหม้อยู่แล้วที่อุณหภูมิ 150–250° C; ยูเรเนียมจะทำปฏิกิริยากับ HF ที่อุณหภูมิ 200–400° C ก่อตัวเป็น UF 4 และ H 2 ยูเรเนียมละลายช้าๆในความเข้มข้น HF หรือ H 2 SO 4 และ 85% H 3 PO 4 แม้ที่ 90 ° C แต่ทำปฏิกิริยากับความเข้มข้นได้ง่าย HCl และออกฤทธิ์น้อยลงด้วย HBr หรือ HI ปฏิกิริยาที่กระฉับกระเฉงและรวดเร็วที่สุดของยูเรเนียมกับ HNO 3 เจือจางและเข้มข้นเกิดขึ้นกับการก่อตัวของยูเรนิลไนเตรต ( ดูด้านล่าง- เมื่อมี HCl ยูเรเนียมจะละลายอย่างรวดเร็วในกรดอินทรีย์ เกิดเป็นเกลืออินทรีย์ U4+ ยูเรเนียมก่อตัวเป็นเกลือหลายประเภทขึ้นอยู่กับระดับของการเกิดออกซิเดชัน (เกลือที่สำคัญที่สุดคือ U 4+ หนึ่งในนั้นคือ UCl 4 เป็นเกลือสีเขียวที่ถูกออกซิไดซ์ได้ง่าย) เกลือยูรานิล (หัวรุนแรง UO 2 2+) ประเภท UO 2 (NO 3) 2 มีสีเหลืองและมีสีเขียวเรืองแสง เกลือ Uranyl เกิดขึ้นจากการละลาย amphoteric ออกไซด์ UO 3 (สีเหลือง) ในตัวกลางที่เป็นกรด ในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง UO 3 จะก่อตัวเป็นยูเรเนต เช่น Na 2 UO 4 หรือ Na 2 U 2 O 7 สารประกอบหลัง (“ยูรานิลสีเหลือง”) ใช้สำหรับการผลิตเครื่องเคลือบพอร์ซเลนและในการผลิตแก้วฟลูออเรสเซนต์

ยูเรเนียมเฮไลด์ได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางในปี พ.ศ. 2483-2493 เนื่องจากถูกนำมาใช้ในการพัฒนาวิธีการแยกไอโซโทปยูเรเนียมสำหรับระเบิดปรมาณูหรือเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ยูเรเนียมไตรฟลูออไรด์ UF 3 ได้มาจากรีดิวซ์ของ UF 4 ด้วยไฮโดรเจน และยูเรเนียมเตตราฟลูออไรด์ UF 4 ได้มาจากวิธีต่างๆ โดยปฏิกิริยาของ HF กับออกไซด์ เช่น UO 3 หรือ U 3 O 8 หรือโดยรีดิวซ์ด้วยไฟฟ้าของสารประกอบยูรานิล ยูเรเนียมเฮกซาฟลูออไรด์ UF 6 ได้มาจากฟลูออริเนชันของ U หรือ UF 4 ด้วยธาตุฟลูออรีน หรือโดยการกระทำของออกซิเจนบน UF 4 เฮกซาฟลูออไรด์ก่อตัวเป็นผลึกโปร่งใสโดยมีดัชนีการหักเหของแสงสูงที่ 64 ° C (1137 มม. ปรอท) สารประกอบมีความผันผวน (ภายใต้ความดันปกติจะระเหิดได้ที่ 56.54 ° C) ยูเรเนียมออกโซฮาไลด์ เช่น ออกโซฟลูออไรด์ มีองค์ประกอบ UO 2 F 2 (ยูรานิลฟลูออไรด์), UOF 2 (ยูเรเนียมออกไซด์ไดฟลูออไรด์)

ยูเรเนียมเป็นโลหะกัมมันตภาพรังสี ในธรรมชาติ ยูเรเนียมประกอบด้วยไอโซโทปสามชนิด ได้แก่ ยูเรเนียม-238 ยูเรเนียม-235 และยูเรเนียม-234 ระดับความเสถียรสูงสุดบันทึกไว้ในยูเรเนียม-238

ตารางที่ 1. ตารางนิวไคลด์

ลักษณะเฉพาะ	ความหมาย
ข้อมูลทั่วไป
ชื่อสัญลักษณ์	ยูเรเนียม-238, 238U
ชื่อทางเลือก	ยูเรเนียม 1, UI
นิวตรอน	146
โปรตอน	92
คุณสมบัติของนิวไคลด์
มวลอะตอม	238.0507882(20) em.
มวลส่วนเกิน	47 308.9(19) เควี
พลังงานยึดเหนี่ยวจำเพาะ (ต่อนิวคลีออน)	7 570.120(8) เควี
ความอุดมสมบูรณ์ของไอโซโทป	99,2745(106) %
ครึ่งชีวิต	4.468(3) 109 ปี
ผลิตภัณฑ์สลายตัว	234Th, 238Pu
ไอโซโทปต้นกำเนิด	238Pa(β−) 242Pu(α)
การหมุนและความเท่าเทียมกันของนิวเคลียส	0+
ช่องเสื่อม	พลังงานสลายตัว
α สลายตัว	4.2697(29) MeV
เอสเอฟ
ββ	1.1442(12) เมฟ

การสลายกัมมันตภาพรังสีของยูเรเนียม

การสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีเป็นกระบวนการของการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบหรือโครงสร้างภายในของนิวเคลียสของอะตอมอย่างกะทันหันซึ่งมีลักษณะของความไม่แน่นอน ในกรณีนี้ อนุภาคมูลฐาน รังสีแกมมา และ/หรือชิ้นส่วนนิวเคลียร์จะถูกปล่อยออกมา สารกัมมันตภาพรังสีประกอบด้วยนิวเคลียสกัมมันตภาพรังสี นิวเคลียสลูกสาวที่เกิดจากการสลายตัวของสารกัมมันตภาพรังสียังสามารถกลายเป็นสารกัมมันตภาพรังสีและสลายตัวเมื่อเวลาผ่านไประยะหนึ่ง กระบวนการนี้จะดำเนินต่อไปจนกระทั่งเกิดนิวเคลียสที่เสถียรซึ่งปราศจากกัมมันตภาพรังสี อี. รัทเทอร์ฟอร์ดทดลองพิสูจน์ในปี พ.ศ. 2442 ว่าเกลือยูเรเนียมปล่อยรังสีสามประเภท:

• α-rays - กระแสของอนุภาคที่มีประจุบวก
• β-rays - กระแสของอนุภาคที่มีประจุลบ
• รังสี γ ไม่สร้างความเบี่ยงเบนในสนามแม่เหล็ก

ตารางที่ 2. การสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีของยูเรเนียม

ประเภทของรังสี	นิวไคลด์	ครึ่งชีวิต
Ο	ยูเรเนียม - 238 คุณ	4.47 พันล้านปี
α ↓
Ο	ทอเรียม - 234 พ	24.1 วัน
β ↓
Ο	โปรแทกติเนียม - 234 Pa	1.17 นาที
β ↓
Ο	ยูเรเนียม - 234 คุณ	245,000 ปี
α ↓
Ο	ทอเรียม - 230 พ	8000 ปี
α ↓
Ο	เรเดียม - 226 รา	1600 ปี
α ↓
Ο	พอโลเนียม - 218 ปอ	3.05 นาที
α ↓
Ο	ตะกั่ว - 214 Pb	26.8 นาที
β ↓
Ο	บิสมัท - 214 บี	19.7 นาที
β ↓
Ο	พอโลเนียม - 214 ปอ	0.000161 วินาที
α ↓
Ο	ตะกั่ว - 210 Pb	22.3 ปี
β ↓
Ο	บิสมัท - 210 บี	5.01 วัน
β ↓
Ο	พอโลเนียม - 210 โป	138.4 วัน
α ↓
Ο	ตะกั่ว - 206 Pb	มั่นคง

กัมมันตภาพรังสีของยูเรเนียม

กัมมันตภาพรังสีตามธรรมชาติคือสิ่งที่ทำให้ยูเรเนียมกัมมันตภาพรังสีแตกต่างจากธาตุอื่น อะตอมของยูเรเนียมโดยไม่คำนึงถึงปัจจัยและเงื่อนไขใดๆ จะค่อยๆ เปลี่ยนแปลง ในกรณีนี้จะมีการปล่อยรังสีที่มองไม่เห็นออกมา หลังจากการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นกับอะตอมยูเรเนียม จะได้องค์ประกอบกัมมันตภาพรังสีที่แตกต่างกันและทำซ้ำกระบวนการนี้ เขาจะทำซ้ำหลาย ๆ ครั้งตามที่จำเป็นเพื่อให้ได้องค์ประกอบที่ไม่มีกัมมันตภาพรังสี ตัวอย่างเช่น การเปลี่ยนแปลงบางสายมีขั้นตอนมากถึง 14 ขั้นตอน ในกรณีนี้ องค์ประกอบที่อยู่ตรงกลางคือเรเดียม และขั้นตอนสุดท้ายคือการก่อตัวของตะกั่ว โลหะนี้ไม่ใช่องค์ประกอบกัมมันตภาพรังสี ดังนั้นชุดของการเปลี่ยนแปลงจึงถูกขัดจังหวะ อย่างไรก็ตาม ยูเรเนียมต้องใช้เวลาหลายพันล้านปีจึงจะเปลี่ยนเป็นตะกั่วโดยสมบูรณ์
แร่ยูเรเนียมกัมมันตรังสีมักก่อให้เกิดพิษในสถานประกอบการที่เกี่ยวข้องกับการทำเหมืองและการแปรรูปวัตถุดิบยูเรเนียม ในร่างกายมนุษย์ ยูเรเนียมเป็นพิษต่อเซลล์โดยทั่วไป มีผลกระทบต่อไตเป็นหลัก แต่ยังส่งผลต่อตับและระบบทางเดินอาหารด้วย
ยูเรเนียมไม่มีไอโซโทปเสถียรอย่างสมบูรณ์ ยูเรเนียม-238 มีอายุการใช้งานยาวนานที่สุด การเสื่อมสภาพครึ่งหนึ่งของยูเรเนียม-238 เกิดขึ้นในช่วง 4.4 พันล้านปี น้อยกว่าหนึ่งพันล้านปียูเรเนียม-235 ครึ่งการสลายตัวเกิดขึ้น - 0.7 พันล้านปี ยูเรเนียม-238 ครอบครองมากกว่า 99% ของปริมาตรยูเรเนียมธรรมชาติทั้งหมด เนื่องจากมีค่าครึ่งชีวิตมหาศาล ค่ากัมมันตภาพรังสีของโลหะจึงไม่สูง ตัวอย่างเช่น อนุภาคอัลฟ่าไม่สามารถทะลุผ่านชั้น corneum ของผิวหนังมนุษย์ได้ หลังจากการศึกษาหลายครั้ง นักวิทยาศาสตร์พบว่าแหล่งกำเนิดรังสีหลักไม่ใช่ยูเรเนียม แต่เป็นก๊าซเรดอนที่ผลิตขึ้น รวมถึงผลิตภัณฑ์ที่สลายตัวซึ่งเข้าสู่ร่างกายมนุษย์ระหว่างการหายใจ

การแยกตัวของนิวเคลียร์คือการแยกอะตอมหนักออกเป็นสองส่วนซึ่งมีมวลเท่ากันโดยประมาณ พร้อมด้วยการปลดปล่อยพลังงานจำนวนมากออกมา

การค้นพบการแยกตัวของนิวเคลียร์เป็นการเริ่มต้นยุคใหม่ - “ยุคอะตอม” ศักยภาพของการใช้งานที่เป็นไปได้และอัตราส่วนความเสี่ยงต่อผลประโยชน์ของการใช้งานไม่เพียงแต่สร้างความก้าวหน้าทางสังคมวิทยา การเมือง เศรษฐกิจ และวิทยาศาสตร์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงปัญหาร้ายแรงอีกด้วย แม้จะจากมุมมองทางวิทยาศาสตร์ล้วนๆ กระบวนการฟิชชันของนิวเคลียร์ก็ก่อให้เกิดปริศนาและภาวะแทรกซ้อนมากมาย และคำอธิบายทางทฤษฎีที่สมบูรณ์ของมันก็เป็นเรื่องของอนาคต

การแบ่งปันมีกำไร

พลังงานยึดเหนี่ยว (ต่อนิวเคลียส) แตกต่างกันไปตามนิวเคลียสที่ต่างกัน วัตถุที่หนักกว่าจะมีพลังงานยึดเหนี่ยวน้อยกว่าที่อยู่ตรงกลางตารางธาตุ

ซึ่งหมายความว่านิวเคลียสหนักที่มีเลขอะตอมมากกว่า 100 จะได้ประโยชน์จากการแยกออกเป็นชิ้นส่วนเล็กๆ สองชิ้น ดังนั้นจึงปล่อยพลังงานที่ถูกแปลงเป็นพลังงานจลน์ของชิ้นส่วนเหล่านั้น กระบวนการนี้เรียกว่าการแยก

ตามเส้นโค้งความเสถียร ซึ่งแสดงจำนวนโปรตอนเทียบกับจำนวนนิวตรอนสำหรับนิวไคลด์ที่เสถียร นิวเคลียสที่หนักกว่าต้องการจำนวนนิวตรอนที่สูงกว่า (สัมพันธ์กับจำนวนโปรตอน) มากกว่านิวเคลียสที่เบากว่า นี่แสดงให้เห็นว่านิวตรอน "สำรอง" บางส่วนจะถูกปล่อยออกมาพร้อมกับกระบวนการฟิชชัน นอกจากนี้ยังจะดูดซับพลังงานที่ปล่อยออกมาบางส่วนด้วย การศึกษาการแยกตัวของนิวเคลียสของอะตอมยูเรเนียมพบว่ามีการปล่อยนิวตรอน 3-4 นิวตรอน: 238 U → 145 La + 90 Br + 3n

เลขอะตอม (และมวลอะตอม) ของชิ้นส่วนไม่เท่ากับครึ่งหนึ่งของมวลอะตอมของชิ้นส่วนต้นกำเนิด ความแตกต่างระหว่างมวลของอะตอมที่เกิดจากการแตกตัวมักจะอยู่ที่ประมาณ 50 อย่างไรก็ตามเหตุผลนี้ยังไม่ชัดเจนทั้งหมด

พลังงานยึดเหนี่ยวของ 238 U, 145 La และ 90 Br คือ 1803, 1198 และ 763 MeV ตามลำดับ ซึ่งหมายความว่าจากปฏิกิริยานี้ พลังงานฟิชชันของนิวเคลียสยูเรเนียมจะถูกปล่อยออกมา ซึ่งเท่ากับ 1198 + 763-1803 = 158 MeV

ฟิชชันที่เกิดขึ้นเอง

กระบวนการฟิชชันที่เกิดขึ้นเองนั้นเป็นที่รู้จักกันในธรรมชาติ แต่ก็พบได้น้อยมาก อายุขัยเฉลี่ยของกระบวนการนี้คือประมาณ 10 17 ปี และตัวอย่าง อายุเฉลี่ยของการสลายตัวของอัลฟาของนิวไคลด์กัมมันตรังสีชนิดเดียวกันคือประมาณ 10 11 ปี

เหตุผลก็คือเพื่อที่จะแยกออกเป็นสองส่วน แกนกลางจะต้องผ่านการเสียรูป (ยืด) ให้เป็นรูปวงรีก่อน จากนั้นจึงแยกออกเป็นสองส่วนในที่สุด จึงเกิดเป็น "คอ" ตรงกลาง

สิ่งกีดขวางที่อาจเกิดขึ้น

ในสถานะผิดรูป แรงสองแรงกระทำต่อแกนกลาง สิ่งหนึ่งคือพลังงานพื้นผิวที่เพิ่มขึ้น (แรงตึงผิวของหยดของเหลวอธิบายรูปร่างทรงกลมของมัน) และอีกอย่างคือแรงผลักคูลอมบ์ระหว่างชิ้นส่วนฟิชชัน พวกเขาร่วมกันสร้างอุปสรรคที่อาจเกิดขึ้น

เช่นเดียวกับในกรณีของการสลายตัวของอัลฟา เพื่อให้เกิดฟิชชันของนิวเคลียสของอะตอมยูเรเนียมได้เอง ชิ้นส่วนต่างๆ จะต้องเอาชนะอุปสรรคนี้โดยใช้อุโมงค์ควอนตัม ขนาดของอุปสรรคคือประมาณ 6 MeV เช่นเดียวกับในกรณีของการสลายอัลฟา แต่ความน่าจะเป็นของอุโมงค์อนุภาคอัลฟานั้นมากกว่าความน่าจะเป็นของผลิตภัณฑ์ฟิชชันของอะตอมที่หนักกว่ามาก

บังคับให้แยก

มีแนวโน้มว่าจะเกิดฟิชชันของนิวเคลียสยูเรเนียมมากกว่า ในกรณีนี้ นิวเคลียสของแม่จะถูกฉายรังสีด้วยนิวตรอน หากผู้ปกครองดูดซับพวกมัน พวกมันจะสร้างพันธะและปล่อยพลังงานยึดเหนี่ยวออกมาในรูปของพลังงานการสั่นสะเทือนที่สามารถเกิน 6 MeV ที่จำเป็นในการเอาชนะอุปสรรคที่อาจเกิดขึ้น

ในกรณีที่พลังงานของนิวตรอนเพิ่มเติมไม่เพียงพอที่จะเอาชนะสิ่งกีดขวางที่อาจเกิดขึ้น นิวตรอนที่ตกกระทบจะต้องมีพลังงานจลน์ขั้นต่ำเพื่อที่จะสามารถกระตุ้นการแยกตัวของอะตอมได้ ในกรณีของ 238 U พลังงานยึดเหนี่ยวของนิวตรอนเพิ่มเติมจะหายไปประมาณ 1 MeV ซึ่งหมายความว่าฟิชชันของนิวเคลียสยูเรเนียมถูกชักนำโดยนิวตรอนที่มีพลังงานจลน์มากกว่า 1 MeV เท่านั้น ในทางกลับกัน ไอโซโทป 235 U มีนิวตรอนที่ไม่มีคู่หนึ่งตัว เมื่อนิวเคลียสดูดซับนิวเคลียสเพิ่มเติม นิวเคลียสจะจับคู่กับนิวเคลียส และการจับคู่นี้ส่งผลให้เกิดพลังงานยึดเหนี่ยวเพิ่มขึ้น ซึ่งเพียงพอที่จะปล่อยปริมาณพลังงานที่จำเป็นสำหรับนิวเคลียสเพื่อเอาชนะสิ่งกีดขวางที่อาจเกิดขึ้น และฟิชชันของไอโซโทปเกิดขึ้นเมื่อชนกับนิวตรอนใดๆ

เบต้าสลายตัว

แม้ว่าปฏิกิริยาฟิชชันจะผลิตนิวตรอนสามหรือสี่ตัว แต่ชิ้นส่วนยังคงมีนิวตรอนมากกว่าไอโซบาร์ที่เสถียร ซึ่งหมายความว่าชิ้นส่วนของความแตกแยกมีแนวโน้มที่จะไม่เสถียรต่อการสลายตัวของเบต้า

ตัวอย่างเช่น เมื่อฟิชชันของนิวเคลียสยูเรเนียม 238 U เกิดขึ้น ไอโซบาร์ที่เสถียรที่มี A = 145 จะเป็นนีโอไดเมียม 145 Nd ซึ่งหมายความว่าชิ้นส่วนแลนทานัม 145 La จะสลายตัวเป็นสามระยะ ในแต่ละครั้งจะปล่อยอิเล็กตรอนและแอนตินิวตริโนออกมา จนกระทั่ง เกิดนิวไคลด์ที่เสถียร ไอโซบาร์ที่เสถียรซึ่งมี A = 90 คือเซอร์โคเนียม 90 Zr ดังนั้นชิ้นส่วนที่แตกแยกของโบรมีน 90 Br จะสลายตัวในห้าขั้นตอนของห่วงโซ่การสลายตัว β

โซ่สลาย β เหล่านี้จะปล่อยพลังงานเพิ่มเติม ซึ่งเกือบทั้งหมดถูกพาออกไปโดยอิเล็กตรอนและแอนตินิวตริโน

ปฏิกิริยานิวเคลียร์: ฟิชชันของนิวเคลียสยูเรเนียม

การปล่อยนิวตรอนโดยตรงจากนิวไคลด์ที่มีนิวตรอนมากเกินไปเพื่อให้แน่ใจว่าเสถียรภาพทางนิวเคลียร์ไม่น่าจะเป็นไปได้ ประเด็นก็คือไม่มีการผลักคูลอมบ์ ดังนั้นพลังงานพื้นผิวจึงมีแนวโน้มที่จะทำให้นิวตรอนจับกับต้นกำเนิด อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้อาจเกิดขึ้นได้ในบางครั้ง ตัวอย่างเช่น ชิ้นส่วนฟิชชันของ 90 Br ในระยะแรกของการสลายตัวของเบต้าจะผลิตคริปทอน-90 ซึ่งสามารถอยู่ในสถานะตื่นเต้นและมีพลังงานเพียงพอที่จะเอาชนะพลังงานพื้นผิวได้ ในกรณีนี้ การปล่อยนิวตรอนสามารถเกิดขึ้นได้โดยตรงกับการก่อตัวของคริปทอน-89 ยังไม่เสถียรต่อการสลายตัวของ β จนกระทั่งมันกลายเป็นอิตเทรียม-89 ที่เสถียร ดังนั้นคริปทอน-89 จึงสลายตัวในสามขั้นตอน

ฟิชชันของนิวเคลียสยูเรเนียม: ปฏิกิริยาลูกโซ่

นิวตรอนที่ปล่อยออกมาในปฏิกิริยาฟิชชันสามารถถูกดูดซับโดยนิวเคลียสต้นกำเนิดอีกอันหนึ่ง ซึ่งจากนั้นตัวมันเองจะเกิดปฏิกิริยาฟิชชันขึ้น ในกรณีของยูเรเนียม-238 นิวตรอนทั้งสามตัวที่ผลิตออกมาด้วยพลังงานน้อยกว่า 1 MeV (พลังงานที่ปล่อยออกมาระหว่างฟิชชันของนิวเคลียสยูเรเนียม - 158 MeV - ส่วนใหญ่จะแปลงเป็นพลังงานจลน์ของชิ้นส่วนฟิชชัน ) ดังนั้นจึงไม่สามารถทำให้เกิดการแตกตัวของนิวไคลด์นี้ได้อีก อย่างไรก็ตาม ที่ความเข้มข้นที่มีนัยสำคัญของไอโซโทปหายาก 235 U นิวเคลียส 235 U เหล่านี้สามารถจับนิวเคลียสอิสระได้ ซึ่งจริงๆ แล้วสามารถทำให้เกิดฟิชชันได้ เนื่องจากในกรณีนี้ ไม่มีขีดจำกัดพลังงานต่ำกว่าซึ่งจะไม่เกิดฟิชชัน

นี่คือหลักการของปฏิกิริยาลูกโซ่

ประเภทของปฏิกิริยานิวเคลียร์

ให้ k เป็นจำนวนนิวตรอนที่ผลิตได้ในตัวอย่างของวัสดุฟิสไซล์ที่ระยะ n ของห่วงโซ่นี้ หารด้วยจำนวนนิวตรอนที่ผลิตได้ที่ระยะ n - 1 จำนวนนี้จะขึ้นอยู่กับจำนวนนิวตรอนที่ผลิตได้ที่ระยะ n - 1 ที่ถูกดูดซับ โดยนิวเคลียสที่อาจเกิดการแตกแยก

ถ้าเค< 1, то цепная реакция просто выдохнется и процесс остановится очень быстро. Именно это и происходит в природной в которой концентрация 235 U настолько мала, что вероятность поглощения одного из нейтронов этим изотопом крайне ничтожна.

ถ้า k > 1 ปฏิกิริยาลูกโซ่จะเพิ่มขึ้นจนกว่าวัสดุฟิสไซล์จะหมดลง ซึ่งสามารถทำได้โดยการเสริมสมรรถนะแร่ธรรมชาติเพื่อให้ได้ยูเรเนียม-235 ที่มีความเข้มข้นสูงเพียงพอ สำหรับตัวอย่างทรงกลม ค่า k จะเพิ่มขึ้นตามความน่าจะเป็นของการดูดกลืนนิวตรอนที่เพิ่มขึ้น ซึ่งขึ้นอยู่กับรัศมีของทรงกลม ดังนั้นมวล U จะต้องเกินจำนวนที่กำหนดจึงจะสามารถเกิดฟิชชันของนิวเคลียสยูเรเนียม (ปฏิกิริยาลูกโซ่) ได้

ถ้า k = 1 ปฏิกิริยาควบคุมจะเกิดขึ้น ซึ่งใช้ใน กระบวนการนี้ถูกควบคุมโดยการกระจายตัวของแท่งแคดเมียมหรือโบรอนในหมู่ยูเรเนียมซึ่งดูดซับนิวตรอนส่วนใหญ่ (องค์ประกอบเหล่านี้มีความสามารถในการจับนิวตรอน) การแยกตัวของนิวเคลียสยูเรเนียมจะถูกควบคุมโดยอัตโนมัติโดยการขยับแท่งเพื่อให้ค่า k ยังคงเท่ากับความสามัคคี

ดาวยูเรนัส เป็นองค์ประกอบที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติโดยมีการนำไปใช้ในพลังงานนิวเคลียร์ เหนือสิ่งอื่นใด ยูเรเนียมธรรมชาติประกอบด้วยส่วนผสมของไอโซโทปสามชนิดเป็นหลัก: 238U, 235U และ 234U

ยูเรเนียมหมดสภาพ (DU) - นี่เป็นผลพลอยได้จากกระบวนการเสริมสมรรถนะยูเรเนียม (เช่น การเพิ่มเนื้อหาของไอโซโทปฟิสไซล์ 235U) ในพลังงานนิวเคลียร์ ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสี 234U ถูกกำจัดออกไปเกือบทั้งหมดและ 235U ถูกกำจัดออกไปสองในสาม ดังนั้น DU จึงประกอบด้วย 238U เกือบทั้งหมด และกัมมันตภาพรังสีของมันคือประมาณ 60% ของกัมมันตภาพรังสีของยูเรเนียมธรรมชาติ DU อาจมีไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีอื่นๆ ในปริมาณเล็กน้อยที่นำมาใช้ในระหว่างการประมวลผล ทางเคมี ทางกายภาพ และทางพิษ DU มีพฤติกรรมในลักษณะเดียวกับยูเรเนียมธรรมชาติในสถานะโลหะ อนุภาคขนาดเล็กของโลหะทั้งสองติดไฟได้ง่ายทำให้เกิดออกไซด์

การใช้ยูเรเนียมหมดสภาพ เพื่อวัตถุประสงค์สันติ DU ถูกนำมาใช้โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการผลิตเครื่องถ่วงน้ำหนักเครื่องบินและตะแกรงป้องกันรังสีสำหรับอุปกรณ์รังสีรักษาทางการแพทย์ และในการขนส่งไอโซโทปกัมมันตภาพรังสี เนื่องจากมีความหนาแน่นและการหักเหของแสงสูง รวมถึงความพร้อมใช้งาน DU จึงถูกนำมาใช้ในชุดเกราะรถถังหนัก กระสุนต่อต้านรถถัง ขีปนาวุธ และขีปนาวุธ อาวุธที่มี DU ถือเป็นอาวุธทั่วไปและกองทัพนำไปใช้อย่างอิสระ

คำถามที่เกิดขึ้นจากการใช้ยูเรเนียมหมดสภาพ - ยูเรเนียมที่หมดสิ้นจะถูกปล่อยออกมาจากกระสุนที่ยิงออกมาเป็นอนุภาคหรือฝุ่นละเอียด ซึ่งสามารถสูดดมหรือกินเข้าไป หรือคงอยู่ในสิ่งแวดล้อมได้ มีความเป็นไปได้ที่การใช้อาวุธ DU จะส่งผลต่อสุขภาพของผู้คนที่อาศัยอยู่ในพื้นที่ขัดแย้งในอ่าวเปอร์เซียและคาบสมุทรบอลข่าน บางคนเชื่อว่า "อาการสงครามอ่าว" เกี่ยวข้องกับการสัมผัสกับยูเรเนียมหมดสภาพ แต่ยังไม่มีการสร้างความสัมพันธ์เชิงสาเหตุ OC ถูกปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อมจากอุบัติเหตุเครื่องบิน (เช่น อัมสเตอร์ดัม เนเธอร์แลนด์ 1992; สแตนสเต็ด สหราชอาณาจักร มกราคม 2000) ทำให้เกิดความกังวลในหมู่รัฐบาลและองค์กรพัฒนาเอกชน

ยูเรเนียมหมดสภาพและสุขภาพของมนุษย์ ผลกระทบของ OC ต่อสุขภาพของมนุษย์นั้นแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับรูปแบบทางเคมีที่เข้าสู่ร่างกาย และอาจเกิดจากกลไกทางเคมีและรังสีวิทยา มีข้อมูลเพียงเล็กน้อยว่ายูเรเนียมส่งผลต่อสุขภาพของมนุษย์และสิ่งแวดล้อมอย่างไร ในเวลาเดียวกัน เนื่องจากยูเรเนียมและ DU เป็นสิ่งเดียวกันโดยพื้นฐานแล้ว ยกเว้นองค์ประกอบของส่วนประกอบกัมมันตภาพรังสี การวิจัยทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับยูเรเนียมธรรมชาติจึงสามารถนำไปใช้กับ DU ได้เช่นกัน สำหรับผลกระทบของรังสีของ DU นั้น ภาพมีความซับซ้อนมากขึ้นเนื่องจากข้อเท็จจริงที่ว่าข้อมูลส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับผลกระทบต่อร่างกายมนุษย์ของยูเรเนียมธรรมชาติและยูเรเนียมเสริมสมรรถนะ ผลกระทบต่อสุขภาพขึ้นอยู่กับวิธีการรับสัมผัสที่เกิดขึ้นและขอบเขตของการสัมผัส (การสูดดม การกลืนกิน การสัมผัส หรือบาดแผล) และลักษณะของ OC (ขนาดอนุภาคและความสามารถในการละลาย) โอกาสในการตรวจพบการสัมผัสที่เป็นไปได้นั้นขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อม (การทหาร พลเรือน สภาพแวดล้อมการทำงาน)

ประเภทของการสัมผัส - ในระหว่างการบริโภคอาหาร อากาศ และน้ำตามปกติของร่างกายมนุษย์ ปริมาณยูเรเนียมโดยเฉลี่ยประมาณ 90 ไมโครกรัม (ไมโครกรัม) มีอยู่: ประมาณ 66% ในโครงกระดูก, 16% ในตับ, 8% ในไต และ 10% ในเนื้อเยื่ออื่นๆ การสัมผัสภายนอกเกิดขึ้นจากการอยู่ใกล้กับโลหะ DU (เช่น เมื่อทำงานในคลังกระสุนหรือขณะอยู่ในยานพาหนะที่มีกระสุนหรือชุดเกราะที่บรรจุ DU) หรือผ่านการสัมผัสกับฝุ่นหรือเศษชิ้นส่วนที่เกิดจากการระเบิดหรือการตก การได้รับสัมผัสภายนอกเท่านั้น (เช่น ไม่รับประทาน สูดดม หรือผ่านผิวหนัง) ส่งผลให้เกิดผลทางรังสีล้วนๆ การสัมผัสภายในเกิดขึ้นเมื่อ DU เข้าสู่ร่างกายโดยการกลืนกินหรือสูดดม ในกองทัพ การสัมผัสยังเกิดขึ้นจากบาดแผลที่เกิดจากการสัมผัสกับกระสุนหรือชุดเกราะที่มี DU

การดูดซึมยูเรเนียมในร่างกาย ยูเรเนียมส่วนใหญ่ (มากกว่า 95%) ที่เข้าสู่ร่างกายจะไม่ถูกดูดซึม แต่จะถูกกำจัดออกทางอุจจาระ ในส่วนของยูเรเนียมที่ถูกดูดซึมโดยเลือด ประมาณ 67% จะถูกไตกรองภายใน 24 ชั่วโมง และขับออกทางปัสสาวะ ยูเรเนียมถูกส่งไปยังไต เนื้อเยื่อกระดูก และตับ คาดว่าจะใช้เวลา 180 ถึง 360 วันในการกำจัดยูเรเนียมครึ่งหนึ่งในปัสสาวะ

อันตรายต่อสุขภาพ:

ความเป็นพิษทางเคมี: ยูเรเนียมทำให้เกิดความเสียหายต่อไตในสัตว์ทดลอง และการศึกษาบางชิ้นระบุว่าการได้รับสารในระยะยาวอาจทำให้ไตเสื่อมในมนุษย์ ประเภทของความผิดปกติที่ตรวจพบ ได้แก่ การก่อตัวเป็นก้อนกลมบนพื้นผิวของไต ความเสียหายต่อเยื่อบุท่อ และการเพิ่มขึ้นของกลูโคสและโปรตีนในปัสสาวะ

ความเป็นพิษทางรังสี: การสลายตัวของ DU เกิดขึ้นโดยการปล่อยอนุภาคอัลฟ่า ซึ่งไม่ได้ทะลุผ่านชั้นนอกของผิวหนัง แต่อาจส่งผลต่อเซลล์ในร่างกายภายใน (ไวต่อผลกระทบจากการแตกตัวเป็นไอออนของรังสีอัลฟ่ามากกว่า) เมื่อ DU เข้าสู่ร่างกายโดยการกลืนกินหรือสูดดม ดังนั้นการฉายรังสีอัลฟ่าและเบต้าโดยการสูดดมอนุภาค OC ที่ไม่ละลายน้ำสามารถทำลายเนื้อเยื่อปอดและเพิ่มความเสี่ยงของโรคมะเร็งปอดได้ ในทำนองเดียวกัน การดูดซึม OC เข้าสู่กระแสเลือดและการสะสมในอวัยวะอื่นๆ โดยเฉพาะโครงกระดูก คาดว่าจะเพิ่มความเสี่ยงต่อการเกิดมะเร็งในอวัยวะเหล่านั้น ขึ้นอยู่กับระดับของการได้รับรังสี อย่างไรก็ตาม เป็นที่เชื่อกันว่าหากได้รับรังสีในระดับต่ำ ความเสี่ยงต่อการเกิดมะเร็งก็ต่ำมาก

ในการศึกษาทางระบาดวิทยาที่จำกัดจนถึงปัจจุบัน โดยตรวจสอบการสัมผัสภายในเนื่องจากการสัมผัสกับอนุภาค DU ผ่านการกลืนกิน การหายใจ หรือการแตกของผิวหนังหรือบาดแผล รวมถึงการศึกษาของผู้ประกอบอาชีพที่สัมผัสกับยูเรเนียมธรรมชาติหรือเสริมสมรรถนะ ไม่พบผลกระทบเชิงลบต่อสุขภาพ .

ยูเรเนียมหมดสภาพในสิ่งแวดล้อม ในพื้นที่แห้งแล้ง OC ส่วนใหญ่ยังคงอยู่บนพื้นผิวในรูปของฝุ่น ในพื้นที่ที่มีฝนตก OC จะแทรกซึมเข้าสู่ดินได้ง่ายขึ้น การปลูกดินที่ปนเปื้อนและการบริโภคน้ำและอาหารที่มีการปนเปื้อนอาจก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อสุขภาพ แต่สิ่งเหล่านี้มีแนวโน้มว่าจะน้อย อันตรายต่อสุขภาพเบื้องต้นคือความเป็นพิษทางเคมีมากกว่าการสัมผัสรังสี ความเสี่ยงในการสัมผัสกับยูเรเนียมหมดจากการบริโภคอาหารและน้ำที่ปนเปื้อนเมื่อกลับสู่ชีวิตปกติในเขตความขัดแย้งดูเหมือนจะมีมากกว่าผู้ใหญ่ เนื่องจากเด็ก ๆ อยากรู้อยากเห็น มักจะเอาของจากมือเข้าปาก ซึ่งอาจนำไปสู่การกลืนกิน OC จำนวนมากจากดินที่ปนเปื้อน

มาตรฐาน. WHO มีกฎระเบียบสำหรับยูเรเนียมที่ใช้กับ DU ด้วย ปัจจุบันมาตรฐานเหล่านี้คือ:

"แนวทางในการตรวจสอบคุณภาพน้ำดื่ม": 2 ไมโครกรัม/ลิตร - ตัวบ่งชี้ที่ถือว่าปลอดภัยโดยอิงจากข้อมูลการเปลี่ยนแปลงของไตที่ไม่แสดงอาการที่รายงานในการศึกษาทางระบาดวิทยา (WHO, 1998)

ปริมาณรายวันที่ยอมรับได้ (ADI) สำหรับการกินยูเรเนียมทางปาก: 0.6 ไมโครกรัมต่อกิโลกรัมของน้ำหนักตัวต่อวัน (WHO, 1998);

มาตรฐานจำกัดสำหรับการแผ่รังสีไอออไนซ์: 1 mSv ต่อปีสำหรับประชากรทั่วไปและ 20 mSv โดยเฉลี่ยต่อปีเป็นเวลาห้าปีสำหรับผู้ที่ทำงานในสภาพแวดล้อมที่มีรังสี (มาตรฐานความปลอดภัยขั้นพื้นฐาน, 1996)

ไอโซโทป ยูเรเนียม - อะตอม (และนิวเคลียส) ขององค์ประกอบทางเคมีของยูเรเนียมซึ่งมีปริมาณนิวตรอนต่างกันในนิวเคลียส ในขณะนี้ ไอโซโทปของยูเรเนียม 26 ไอโซโทปและอีก 6 สถานะไอโซเมอร์ที่ตื่นเต้นของนิวไคลด์บางส่วนเป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้ว ยูเรเนียมมีไอโซโทปสามชนิดที่พบในธรรมชาติ: 234U (ความอุดมสมบูรณ์ของไอโซโทป 0.0055%), 235U (0.7200%), 238U (99.2745%)

นิวไคลด์ 235U และ 238U เป็นบรรพบุรุษของซีรีย์กัมมันตภาพรังสี - ซีรีย์แอกทิเนียมและซีรีย์เรเดียมตามลำดับ นิวไคลด์ 235U ถูกใช้เป็นเชื้อเพลิงในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เช่นเดียวกับในอาวุธนิวเคลียร์ (เนื่องจากความจริงที่ว่าปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ที่ยั่งยืนในตัวเองนั้นเป็นไปได้) นิวไคลด์ 238U ใช้ในการผลิตพลูโตเนียม-239 ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งเช่นกันทั้งเป็นเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์และในการผลิตอาวุธนิวเคลียร์ ลักษณะของไอโซโทปยูเรเนียมแสดงไว้ในตารางที่ 1

ตารางที่ 1 – คุณลักษณะของไอโซโทปยูเรเนียม

สัญลักษณ์นิวไคลด์			มวลไอโซโทป (อามู)	มวลส่วนเกิน (keV)	ครึ่งชีวิต (T1/2)	การหมุนและความเท่าเทียมกันของนิวเคลียส	ความอุดมสมบูรณ์ของไอโซโทปในธรรมชาติ (%)
	พลังงานกระตุ้น (keV)
			220,024720(220)#
			221,026400(110)#
			222,026090(110)#
					940(270) µs
					68.9(4) ปี
					1.592(2) 105 ปี
					2.455(6) 105 ปี
					33.5(20) ไมโครวินาที
					7.04(1) 108 ปี
					2.342(3) 107 ปี
					4.468(3) 109 ปี
					23.45(2) นาที
			241,060330(320)#
			242,062930(220)#

บันทึก:

ปริมาณไอโซโทปมีให้สำหรับตัวอย่างจากธรรมชาติส่วนใหญ่ สำหรับแหล่งอื่นค่าอาจแตกต่างกันมาก

ดัชนี "m", "n", "p" (ถัดจากสัญลักษณ์) บ่งบอกถึงสถานะไอโซเมอร์ที่ตื่นเต้นของนิวไคลด์

ค่าที่ทำเครื่องหมายด้วยแฮช (#) ไม่ได้มาจากข้อมูลการทดลองเพียงอย่างเดียว แต่ประเมิน (อย่างน้อยบางส่วน) จากแนวโน้มอย่างเป็นระบบของนิวไคลด์ที่อยู่ใกล้เคียง (ด้วยอัตราส่วน Z และ N เท่ากัน) ค่าการหมุนและ/หรือความเท่าเทียมกันที่ไม่แน่นอนจะอยู่ในวงเล็บ