U-235

235	U
92	U

Uran-235 ist das Isotop des chemischen Elements Uran, dessen Atomkern aus 143 Neutronen und den für dieses Element charakteristischen 92 Protonen besteht; daraus resultiert die Massenzahl 235.

Uran-235 wurde 1935 von Arthur Jeffrey Dempster - einem ein kanadisch-amerikanischen Physiker - entdeckt. Es ist das einzige spaltbare Isotop, das in der Natur als (primordiales) Urnuklid auftritt. Der Wirkungsquerschnitt für langsame thermische Neutronen beträgt etwa 584,3 ± 1 Barn; für schnelle Neutronen liegt dieser in der Größenordnung von einem Barn. Die Spaltung eines Uran-235-Atoms setzt im Kernreaktor 202,5 MeV bzw. 3,24 × 10^-11 J, was 19,54 TJ/mol oder 83,14 TJ/kg entspricht. Weitere 8,8 MeV entweichen dabei als Anti-Neutrinos.

Durch Bombardierung von U-235-Nukliden mit Neutronen werden viele verschiedene Spaltreaktionen ausgelöst - wie zum Beispiel:

10n + 23592U → 14156Ba + 9236Kr + 3 10n.

Siehe auch: Übersicht über die Uran-Isotope.

Allgemeine Daten

Bezeichnung des Isotops:Uran-235, U-235Namen:Actinuran, Actinouran, ActinouraniumEnglische Bezeichnung:Uranium-235Symbol:²³⁵UMassenzahl A:235Kernladungszahl Z:92 (= Anzahl der Protonen)Neutronenzahl N:143Isotopenmasse:235,04393(2) u (Atommasse)Nuklidmasse:234,9934673 u (berechnete Kernmasse ohne Elektronen)Massenexzess:40,92053 MeV (Massenüberschuss)Massendefekt:1,915055932 u (pro Atomkern)Kernbindungsenergie:1783,86311032 MeV (pro Atomkern)
7,59090685 MeV (Bindungsenergie im ∅ pro Nukleon)Separationsenergie:S_N = 5,29750(23) MeV (Trennungsenergie 1. Neutron)
S_P = 6,709(4) MeV (Trennungsenergie 1. Proton)Halbwertszeit:7,04(1) × 10⁸ JahreZerfallskonstante λ:3,122095583762 × 10^-17 s^-1Spezifische Aktivität α:80007,231419595 Bq g^-1
2,16235760593 × 10^-6 Ci g^-1Kernspin:7/2-Kernmagnetisches Moment:μ(μ_N) = - 0,38(3)Ladungsradius:5,8337(41) Femtometer fmEntdeckungsjahr:1935

Radioaktiver Zerfall

Uran-235 ist Ausgangsnuklid der so genannten Uran-Actinium-Reihe - (4n+3)-Reihe -, die im englischen Sprachraum häufig auch als Actinium-Reihe oder Actinium-Kaskade bezeichnet wird und die ihren Endpunkt in dem stabilen Bleiisotop Pb-207 hat.

Halbwertszeit HWZ = 7,04(1) × 10⁸ Jahre bzw. 2,2201344 × 10¹⁶ Sekunden s.

Zerfall	Produkt	Anteil	Zerfallsenergie	γ-Energie (Intensität)
α	²³¹Th	ca. 100 %	4,6780(7) MeV
SZ	div	Spuren

Uran-235 Gamma-Emissionen

E_γ	I_γ	Dosis (MeV/Bq-s)
143,76(2) keV	10,96(14) %	0,01576(20)
163,356(3) keV	5,08(6) %	0,00830(11)
185,715(5) keV	57,0(6) %	0,1059(12)
205,316(10) keV	5,02(6) %	0,01031(12)

Störnuklide bei der gammaspektrometrischen Bestimmung: Ra-223 (E_γ = 144,27 keV; I_γ = 3,36 %); Ra-226 (E_γ = 186,21 keV; I_γ = 3,56 %).

Unter der Vielzahl der vom U-235 im Gammaspektrum verursachten Gammalinien sind in der Tabelle nur diejenigen aufgeführt, deren Intensitäten I_γ größer als 5 Prozent sind.

Die Abbildung zeigt das natürliche Zerfallsschema (Uranium-235 decay series) für das Nuklid Uran-235 - auch Uran-Actinium-Zerfallsreihe genannt -, dessen Endpunkt das stabile Blei-Nuklid Pb-207 ist.

Ausgangsnuklide

Direkte Mutternuklide sind: ²³⁹Pu, ²³⁵Np, ²³⁵Pa.

Natürliches Vorkommen

Vergleich der natürlichen Uran-Isotope inklusive Isotopenhäufigkeit (Stoffmengenanteil am Isotopengemisch in Prozent):

	Atommasse A_r	Anteil	Halbwertszeit	Spin
Uran Isotopengemisch	238,02891 u	100 %
Isotop ²³⁴U	234,04095(2) u	0,0054(5) %	2,455(6) × 10⁵ Jahre	0+
Isotop ²³⁵U	235,04393(2) u	0,7204(6) %	7,04(1) × 10⁸ Jahre	7/2-
Isotop ²³⁸U	238,050787618(15) u	99,2742(10) %	4,468(6) × 10⁹ Jahre	0+

NMR-Daten

Nuklearmagnetische Eigenschaften und Daten für das NMR-aktive Nuklid ²³⁵U.

Bezeichnung:²³⁵U-NMRAnteil:0,7204(6) %Kernspin:7/2-Kernmagnetisches Moment
μ/μ_N:- 0,38(3)Gyromagnetisches Verhältnis γ:0,4926 · 10⁷ rad T^-1 s^-1Nuklearer g-Faktor:g_l = -0,10857142857143Quadrupol-Moment Q:+ 4,936(6) barn (100 fm²)Resonanz-Frequenz:v₀ = 0,83 bei 1 TRelative Empfindlichkeit:0,00015 (H₀ = const.)
0,4082 (v₀ = const.)
[bezogen auf ¹H = 1,000]

Strahlenschutz

Die Strahlenschutzverordnung (StrlSchV) führt für das Isotop Uran-235 folgende Freigrenzen, Freigabewerte sowie andere Werte als radioaktive bzw. hochradioaktive Strahlenquelle auf (Weitere Daten, Erläuterungen: siehe dort):

Bezeichnung:U-235+Freigrenze:10⁴ BqFreigrenze pro Gramm:1 Bq/g
Uneingeschränkte Freigabe von festen und flüssigen Stoffen.Aktivität HRQ:0,00008 TBqOberflächenkontamination:1 Bq cm^-2Halbwertszeit:7,0 × 10⁸ Jahre

Kernisomere

Kernisomere Nuklide bzw. angeregte Zustände mit der auf den Grundzustand bezogenen Aktivierungsenergie in keV.

Bezeichnung	Anregungsenergie	Halbwertszeit	Kernspin
^235mU	0,0760(4) keV	ca. 26 Minuten	1/2+
^235m2U	2500(300) keV	3,6(19) ms

Isotone und Isobare Kerne

Die folgende Tabelle zeigt zum Nuklid Uran-235 isotone (gleiche Neutronenzahl N = 143) und isobare (gleiche Nukleonenzahl A = 235) Atomkerne. Natürlich auftretende Isotope sind grün markiert; hellgrün = Radionuklide.

OZ	Isotone N = 143	Isobare A = 235
84	²²⁷Po
85	²²⁸At
86	²²⁹Rn
87	²³⁰Fr
88	²³¹Ra
89	²³²Ac	²³⁵Ac
90	²³³Th	²³⁵Th
91	²³⁴Pa	²³⁵Pa
92	²³⁵U	²³⁵U
93	²³⁶Np	²³⁵Np
94	²³⁷Pu	²³⁵Pu
95	²³⁸Am	²³⁵Am
96	²³⁹Cm	²³⁵Cm
97	²⁴⁰Bk	²³⁵Bk
98	²⁴¹Cf
99	²⁴²Es
100	²⁴³Fm
101	²⁴⁴Md