鈾-233

鈾-233，²³³U

基本きほん
符號ふごう	233U
名稱めいしょう	鈾-233、U-233
原子げんし序じょ	92
中子なかご數すう	141
核かく素数そすう据すえ
半はん衰おとろえ期き	16萬まん年ねん
母はは同位どうい素もと	237Pu (αあるふぁ) 233Np (βべーた+) 233Pa (βべーた−)
衰おとろえ变产物ぶつ	229Th
原子げんし量りょう	233.039 u
鈾的同位どうい素もと 完かん整せい核かく素もと表ひょう

鈾-233（233
U
）是これ鈾的てき一いち種しゅ可か裂きれ變へん同位どうい素もと，由ゆかり釷-232孕育而成，是ぜ釷燃料ねんりょう循環じゅんかん的てき一いち部分ぶぶん。鈾-233曾被研究けんきゅう用よう於核かく武器ぶき和わ核かく 反應はんのう堆うずたか燃料ねんりょう，它已成功せいこう地ち用よう於實驗じっけん性せい核かく反應はんのう堆うずたか，並なみ被ひ提議ていぎ更さら廣こう泛地用作ようさく核かく燃料ねんりょう。它的半はん衰おとろえ期き為ため16萬まん年ねん。

鈾-233是ぜ由よし釷-232的てき中子なかご輻や照あきら產さん生せい的てき。當とう釷-232吸收きゅうしゅう中子なかご時とき，就變成へんせい釷-233，其半はん衰おとろえ期き只ただ有ゆう22分ふん鐘がね。釷-233通過つうかβべーた衰おとろえ變へん變成へんせい鏷-233。原はら鏷-233的てき半はん衰おとろえ期き為ため27天てん，βべーた衰おとろえ變へん為ため鈾-233；一いち些擬建けん的てき熔鹽反應はんのう堆うずたか設計せっけい試ためし圖ず在ざいβべーた衰おとろえ變へん發生はっせい之の前まえ將はた原はら鏷從したがえ物理ぶつり上じょう隔離かくり開ひらけ來らい，使つかい其不再さい被ひ中子なかご俘獲，以保持ほじ中子なかご經濟けいざい性せい（如果錯過鈾-233，下か一個裂變目標便是鈾-235，意味いみ著ちょ總そう共きょう需要じゅよう4個こ中子なかご才能さいのう引發裂きれ變へん）。

通常つうじょう在ざい它中子なかご俘獲時どき裂きれ變へん，但ただし有ゆう時じ保留ほりゅう中子なかご，成なり為ため鈾-234。鈾-233的てき捕獲ほかく裂きれ變へん比ひ小しょう於其他た兩りょう種たね主要しゅよう易えき裂きれ變へん燃料ねんりょう鈾-235和わ鈈-239。

武器ぶき材料ざいりょう

1955年ねん4月がつ15日にち，包括ほうかつ鈾-233在ざい內的第だい一いち枚まい核かく彈だん爆ばく炸

作為さくい一いち種しゅ潛在せんざい的てき武器ぶき材料ざいりょう，就來源げん（繁殖はんしょく對たい天然てんねん），半はん衰おとろえ期き和わ臨界りんかい質量しつりょう（在ざい鈹反射はんしゃ球體きゅうたい中ちゅう的てき4-5千せん克かつ）而言，純じゅん鈾-233與あずか鈾-239相そう比ひ與あずか鈾-235更さら為ため相似そうじ。

1994年ねん，美國びくに政府せいふ解かい密みつ了りょう1966年ねん的てき一いち份備忘錄びぼうろく，該備忘錄びぼうろく指出さしで，鈾-233作為さくい一種武器材料已經被證明是非常令人滿意的，儘管它只是ぜ在ざい極少きょくしょう數すう情況じょうきょう下か優ゆう於鈈。 據よりどころ稱たたえ，如果現有げんゆう的てき武器ぶき是ぜ以鈾-233為ため基礎きそ，而不是ぜ以鈈-239為ため基礎きそ，利り弗どる莫爾公司こうし就不會かい有ゆう興趣きょうしゅ改あらため用よう鈈。

鈾-232的てき共存きょうぞん會かい使し鈾-233的てき製造せいぞう和わ使用しよう複雜ふくざつ化か，儘管利り弗どる莫爾的てき備忘錄びぼうろく表明ひょうめい這種複雜ふくざつ情況じょうきょう有ゆう可能かのう被ひ解決かいけつ。

因いん此，雖然有ゆう可能かのう將はた鈾-233用作ようさく核かく武器ぶき的てき裂きれ變へん材料ざいりょう，但ただし撇開猜測不ふ談だん，關せき於這種しゅ同位どうい素もと實際じっさい已やめ經けい武器ぶき化か的てき公開こうかい資料しりょう很少。

美國びくに在ざい1955年ねん"茶ちゃ壺つぼ行動こうどう""MET "試驗しけん中ちゅう引爆了りょう一いち個こ實驗じっけん裝置そうち，該裝置そうち使用しよう了りょう钚/鈾-233複ふく合あい坑道こうどう；其設計けい是ぜ以TX-7E的てき钚/235U坑道こうどう為ため基礎きそ的てき，TX-7E是ぜ1951 年ねん"Buster-Jangle行動こうどう""Easy "試驗しけん中ちゅう使用しよう的てきMark 7核かく彈だん設計せっけい原型げんけい。 雖然不ふ是ぜ徹底的てっていてき失敗しっぱい，但ただしMET的てき實際じっさい產さん量りょう為ため22千せん噸とん，充分じゅうぶん低てい於預測はか的てき33千せん噸とん，因いん此收集しゅうしゅう到いた的てき資料しりょう價か值有限げん。

蘇そ聯れん在ざい同年どうねん引爆了りょう第だい一いち顆氫彈だんRDS-37，該氫彈だん的てき裂きれ變へん芯しん為ため鈾235和わ鈾233。

1998年ねん，作為さくい波は克かつ蘭らん-II試驗しけん的てき一いち部分ぶぶん，印度いんど引爆了りょう一いち個こ名めい為ためShakti V的てき低てい當とう量りょう（0.2千せん噸とん）鈾-233實驗じっけん裝置そうち。

漢かん福德ふくとく場じょう地ち的てきB反はん應おう堆うずたか和やわ其他為ため生產せいさん武器ぶき級きゅう材料ざいりょう而優化か的てき反應はんのう堆うずたか被ひ用もちい來らい製造せいぞう鈾-233。

據よりどころ認みとめ為ため，美國びくに總そう共生きょうせい產さん了りょう兩りょう噸とん鈾-233，純度じゅんど各かく不ふ相あい同どう，有ゆう些鈾-233的てき雜ざつ質しつ含量低てい至いたり6ppm。

²³²U 雜ざつ質しつ

233U的てき生產せいさん(通過つうか釷-232的てき輻や照あきら)，由ゆかり於鈾-233本身ほんみ或ある原げん镤-233或ある釷-232的てき寄生きせい(n,2n)反應はんのう，總會そうかい產さん生せい少量しょうりょう的てき鈾-232作為さくい雜ざつ質しつ。

釷-232 (n,γがんま) → 釷-233 (βべーた−) → 鏷-233 (βべーた−) →鈾-233(n,2n) → 鈾-232

另一個渠道涉及對少量釷-230的てき中子なかご俘獲反應はんのう，釷-230是ぜ鈾-238衰おとろえ變へん後ご存在そんざい的てき天然てんねん釷的一いち小しょう部分ぶぶん。

釷-230 (n,γがんま) → 釷-231 (βべーた−) → 鏷-231 (n,γがんま) → 鏷-232(βべーた−) → 鈾-232

232U的てき衰おとろえ變へん鏈迅速そく產さん生せい強きょう伽とぎ馬ば輻射ふくしゃ發射はっしゃ體たい， 鉈-208是ぜ其中最強さいきょう的てき一いち種しゅ，為ため2.6MeV。

鈾-232 (αあるふぁ, 68.9年ねん)

釷-228 (αあるふぁ, 1.9年ねん)

鐳-224 (αあるふぁ, 5.44 MeV, 3.6天てん, with a γがんま of 0.24 MeV)

氡-220 (αあるふぁ, 6.29 MeV, 56秒びょう, with a γがんま of 0.54 MeV)

釙-216 (αあるふぁ, 0.15秒びょう)

鉛なまり-212(βべーた−, 10.64小しょう時じ)

鉍-212 (αあるふぁ, 61分ふん鐘がね, 0.78 MeV)

鉈-208(βべーた−, 1.8 MeV, 3分ふん鐘がね, with a γがんま of 2.6 MeV)

鉛なまり-208 (穩定)

這就使し得え在ざい手套しゅとう箱ばこ中ちゅう僅用輕けい型がた屏へい蔽裝置そうち(如通常つうじょう對たい钚所做的那な樣さま)進行しんこう人工じんこう處理しょり過か於危險けわし(可能かのう在ざい鈾與其衰變へん產物さんぶつ進行しんこう化學かがく分離ぶんり後ご的てき短時間たんじかん內除外がい)，而需要よう復ふく雜ざつ的てき遠とお程ほど操作そうさ來らい製造せいぞう燃料ねんりょう。

即そく使つかい在ざい百ひゃく萬まん分ふん之の五ご的てき情況じょうきょう下か，危害きがい也是很大的てき。 內爆型がた核かく武器ぶき要求ようきゅう鈾-232的てき含量低てい於50ppm（高こう於此水平すいへい的てき鈾-233被ひ認みとめ為ため是ぜ"低級ていきゅう"；參さん見み"標準ひょうじゅん武器ぶき級きゅう钚要求ようきゅう鈈-240含量不ふ超過ちょうか6.5%。"即そく65000ppm，而類似るいじ的てき鈈-238的てき生產せいさん水平すいへい 為ため0.5%（5000ppm）或ある更さら低ひく）。 槍やり式しき裂きれ變へん武器ぶき另外還かえ需要じゅよう低てい水平すいへい（1ppm範圍はんい）的てき輕けい雜ざつ質しつ，以保持ほじ中子なかご產さん生せい量りょう低てい。

生產せいさん鈾-232含量低ひく的てき "清潔せいけつ "鈾-233，需要じゅよう幾いく個こ因いん素もと  1）獲得かくとく相對そうたい純じゅん淨きよし的てき釷-232源げん，低てい釷-230（也會轉化てんか為ため鈾-232），2）調節ちょうせつ入射にゅうしゃ中子なかご的てき能のう量りょう不ふ高こう於6MeV（能のう量りょう過か高こう的てき中子なかご會かい引起釷232（n,2n→釷231反應はんのう，因いん為ため這樣可能かのう會かい產さん生せい鈾-232) 3）在ざい鈾-233濃度のうど積せき累るい到いた過か高こう的てき水平すいへい之の前まえ，將はた釷樣品ひん從したがえ中子なかご通どおり量りょう中ちゅう移うつり除じょ，以避免めん鈾-233本身ほんみ發生はっせい裂きれ變へん（會かい產さん生せい高だか能のう中子なかご）。

熔鹽反應はんのう堆うずたか實驗じっけん（MSRE）使用しよう的てき鈾-233，是ぜ在ざい印しるし第だい安やす點てん能のう源げん中心ちゅうしん等とう輕水けいすい反應はんのう堆うずたか中なか培つちかえ育そだて出來でき的てき，約やく為ため220ppm的てき鈾-232。

核かく燃料ねんりょう循環じゅんかん

1946年ねん，在ざい聯合れんごう國こく的てき一いち份報告ほうこく和わGlenn T. Seaborg的てき一いち次じ演えんじ講こう之これ後ご，公おおやけ眾首次じ瞭あきら解かい到いた由よし釷培育そだて的てき鈾-233是ぜ "除じょ鈾-235和わ鈈-239之の外的がいてき第だい三種可用的核能和原子彈來源"。

美國びくに在ざい冷戰れいせん期間きかん生產せいさん了りょう約やく2公おおやけ噸とん鈾-233，其化學がく純度じゅんど和わ同位どうい素もと純度じゅんど各かく不ふ相あい同どう。 這些鈾-233是ぜ在ざい漢かん福德ふくとく場じょう址し和わ薩凡納おさめ河かわ場じょう址し為ため生產せいさん鈈-239而設計せっけい的てき反應はんのう堆うずたか中なか生產せいさん的てき。

核かく燃料ねんりょう

鈾-233已やめ被ひ用作ようさく若干じゃっかん不同ふどう類型るいけい反應はんのう堆うずたか的てき燃料ねんりょう，並なみ被ひ提議ていぎ用よう作さく若干じゃっかん新しん設計せっけい的てき燃料ねんりょう（見み釷燃料ねんりょう循環じゅんかん），所有しょゆう這些設計せっけい都と是ぜ從したがえ釷中孕育鈾-233的てき。鈾-233可か以在快かい中子なかご反應はんのう堆うずたか或ある熱中ねっちゅう子こ反應はんのう堆うずたか中なか孕育，與あずか鈾-238燃料ねんりょう循環じゅんかん不同ふどう的てき是ぜ，它需要じゅよう快かい堆うずたか優越ゆうえつ的てき中子なかご經濟けいざい性せい來らい孕育鈈，即そく生產せいさん出で比ひ消耗しょうもう更さら多た的てき裂きれ變へん材料ざいりょう。

印度いんど擁よう有ゆう大量たいりょう的てき釷儲量りょう，其核電でん計けい劃的長期ちょうき戰略せんりゃく是ぜ轉向てんこう以釷為ため原料げんりょう培つちかえ育そだて鈾-233的てき核かく計けい劃。

釋放しゃくほう能のう量りょう

一いち颗铀-233原子げんし的てき裂きれ变会产生 197.9 MeV = 3.171·10⁻¹¹ J （19.09 TJ/mol = 81.95 TJ/kg）.

來らい源みなもと	平均へいきん釋放しゃくほう能のう量りょう (MeV)
瞬時しゅんじ釋放しゃくほう的てき能のう量りょう
裂きれ片へん的てき動どう能のう	168.2
瞬發しゅんぱつ中子なかご的てき動どう能のう	4.8
瞬發しゅんぱつγがんま射い線せん攜帶的てき能のう量りょう	7.7
衰おとろえ變へん裂きれ變へん產さん物產ぶっさん生せい的てき能のう量りょう
βべーた-粒子りゅうし的てき能のう量りょう	5.2
中ちゅう微ほろ子こ的てき能のう量りょう	6.9
延のべ遲おそγがんま射い線せん的てき能のう量りょう	5.0
總和そうわ（不ふ包括ほうかつ反はん中ちゅう微ほろ子こ逃逸）	191.0
捕獲ほかく那な些不會かい（再さい）產さん生せい裂きれ變へん的てき瞬發しゅんぱつ中子なかご時じ釋放しゃくほう的てき能のう量りょう	9.1
在ざい運行うんこう中ちゅう的てき熱ねつ核かく反應はんのう堆うずたか中なか，能のう量りょう轉化てんか為ため熱ねつ	200.1