Uranium 235

L’uranium 235, noté ²³⁵U, est l'isotope de l'uranium dont le nombre de masse est égal à 235 : son noyau atomique compte Modèle:Unité et Modèle:Unité avec un spin 7/2- pour une masse atomique de Modèle:Unité. Il est caractérisé par un excès de masse de Modèle:Unité, et une énergie de liaison nucléaire par nucléon de Modèle:Unité<ref name="IAEA.Nuclides"/>. Son abondance naturelle est de 0,7204 %, l'uranium naturel étant constitué à 99,2742 % d'uranium 238 et d'une infime partie (0,0055 %) d'uranium 234.

Un gramme d'uranium 235 présente une radioactivité de Modèle:Unité. Un kilogramme d'isotope ²³⁵U pur est le siège de Modèle:Unité par seconde.

Sa chaîne de désintégration appartient à la famille Modèle:Nobr (²³⁵U et ²³⁹Pu). Il se désintègre spontanément en Modèle:Nobr par Modèle:Nobr avec une période radioactive de Modèle:Unité d'années, et une énergie de désintégration de Modèle:Unité. Il connaît également d'autres modes de désintégration, notamment la fission spontanée et la radioactivité de clusters<ref>L'uranium 235 émet des noyaux de néon Modèle:Nucléide et Modèle:Nucléide et de magnésium Modèle:Nucléide à raison respectivement de Modèle:Val et Modèle:Val pour chaque [[Radioactivité α|Modèle:Nobr]].</ref>. L'énergie libérée par la fission d'un atome d'Modèle:Nobr est de Modèle:Nobr, soit Modèle:Nobr<ref>Modèle:Lien web</ref>.

C'est un isotope fissile, car il se désintègre également sous l'effet d'un neutron thermique incident émis, par exemple, lors d'une fission spontanée, émettant à son tour, avec les produits de fission, plusieurs autres neutrons susceptibles chacun de provoquer la fission d'autres noyaux d'Modèle:Nobr : c'est ce qu'on appelle une réaction en chaîne. Celle-ci ne s'observe qu'une fois atteinte la masse critique de matériau fissile, laquelle dépend notamment de la concentration de l'isotope fissile, et donc ici du degré d'enrichissement de l'uranium en isotope ²³⁵U. La masse critique peut être abaissée — ou la concentration d'isotope fissile réduite — si les neutrons sont modérés, car la probabilité de fission est plus élevée avec les neutrons thermiques : environ Modèle:Unité, contre à peine Modèle:Unité pour les neutrons rapides.

Si les bombes nucléaires les plus performantes sont généralement réalisées en Modèle:Unité (qui est un matériau fissile un peu plus énergétique), les premières l'ont été en Modèle:Nobr, ce qui nécessitait des enrichissements à au moins 85 % d'isotope ²³⁵U. Il demeure néanmoins possible de construire des bombes avec de l'uranium enrichi à seulement 20 % moyennant une masse critique plus élevée ou le recours à des technologies pointues mettant en œuvre des réflecteurs de neutrons.

Chaîne de désintégration naturelle

<math>\mathrm{{}^{235}_{\ 92}U\xrightarrow[7,038 \times 10^8 \ a]{\alpha }{}^{231}_{\ 90}Th\xrightarrow[25,52 \ h]{\beta^-\ }{}^{231}_{\ 91}Pa\xrightarrow[3,276 \times 10^4 \ a]{\alpha }{}^{227}_{\ 89}Ac\begin{Bmatrix} {\xrightarrow[21,773 \ a]{98,62\% \beta^-\ }{}^{227}_{\ 90}\text{Th}\xrightarrow[18,718 \ j]{\alpha}} \\ {\xrightarrow[21,773 \ a]{1,38\% \alpha}{}^{223}_{\ 87}\text{Fr}\xrightarrow[21,8 \ min]{\beta^-\ }} \end{Bmatrix}{}^{223}_{\ 88}Ra\xrightarrow[11,434 \ j]{\alpha }{}^{219}_{\ 86}Rn}</math>

<math>\mathrm{{}^{219}_{\ 86}Rn\xrightarrow[3,96 \ s]{\alpha }{}^{215}_{\ 84}Po\xrightarrow[1,778 \ ms]{\alpha }{}^{211}_{\ 82}Pb\xrightarrow[36,1 \ min]{\beta^-\ }{}^{211}_{\ 83}Bi\begin{Bmatrix} {\xrightarrow[2,13 \ min]{99,73\% \alpha }{}^{207}_{\ 81}\text{Tl}\xrightarrow[4,77 \ min]{\beta^-\ }} \\ {\xrightarrow[2,13 \ min]{0,27\% \beta^-\ }{}^{211}_{\ 84}\text{Po}\xrightarrow[0,516 \ s]{\alpha }} \end{Bmatrix}{}^{207}_{\ 82}Pb_{(stable)}}</math>

L'uranium 235 connaît également d'autres modes de désintégration, mais beaucoup plus rares (bien inférieur à 0,1% des cas)<ref name="PeriodicTable"/>.

Rendement	Nucléide final	Commentaire
100,276 %	207Pb
Modèle:Unité	205Tl	Par radioactivité de clusters : 223Ra ⟶ 14C + 209Pb, puis décroissance du plomb 209
Modèle:Unité	206Pb	Par radioactivité de clusters : 235U ⟶ Modèle:25Ne + 210Pb, puis décroissance du plomb 210
Modèle:Unité	208Pb	Par radioactivité de clusters : 231Pa ⟶ Modèle:23F + 208Pb

Utilisation dans les centrales nucléaires

Isotope fissile, l'uranium 235 est le combustible primaire de la plupart des réacteurs nucléaires.

Voir aussi

Articles connexes

• Uranium
• Isotope fissile
• Table des isotopes

Liens externes

• Argonne National Laboratory Uranium