ウランについて

ブログをご覧の皆さん、こんにちは。

今日は、放射線取扱主任者試験ではよく出題される核種であるウランに関する記事を紹介したいと思います。ウランに関する過去問題は化学で核分裂に関する問題や系列に関する問題が多くみられます。もちろん、物理や物化生でも出題されています。

 

化学の過去問題

ウランの核分裂反応に関する問題
平成17年度化学問13
平成18年度化学問11,16
平成20年度化学問16
平成21年度化学問9,16
平成22年度化学問11
平成23年度化学問11,19

平成24年度化学問13,18

平成27年度化学問3

平成28年度化学問9,12

平成29年度化学問6

 

系列に関する問題

平成17年度化学問3

平成19年度化学問14

平成19年度物化生問3Ⅰ

平成20年度化学問17

平成22年度化学問7

平成22年度物化生問3Ⅲ

平成23年度化学問19

平成25年度化学問15

平成26年度化学問16

平成28年度化学問14

平成30年度物化生問4Ⅰ

 

その他ウランに関する問題

平成17年度化学問4,6

平成19年度化学問7,18

平成21年度化学問6,10,25

平成23年度化学問8

平成24年度化学問27

天然放射性核種であるUについて、以下のことは是非覚えましょう。
〇ウラン238（²³⁸U）：ウラン系列
　99.275%　半減期45億年
　²³⁸U(45億年)　→　²⁰⁶Pb（安定）　　α壊変8回　β壊変6回
〇ウラン235（²³⁵U）：アクチニウム系列　
　0.72%　 半減期7億年
　²³⁵U(7億年)　 →　²⁰⁷Pb（安定）　　α壊変7回　β壊変4回

²³⁵Uは熱中性子により核分裂するため中性子の検出に利用できます。
核分裂反応は(n, f)で表します。

　

²³⁵Uの核分裂反応に関しては、
「²³⁵Uは熱中性子により質量数90～100と130～140の元素が生成されやすくなります」
という問題がよく出題されます。（第7版放射線概論P70参照）

²³⁵Uはの熱中性子による核分裂反応の収率曲線は下図のようになります。
（第7版放射線概論P.70にも載っています）

質量数で90-100と135-140付近に収率の極大のピークが見られ、その収率はおよそ7%になります。
²³⁵Uから熱中性子によって、⁹⁰Sr,⁹⁹Mo,¹³¹I,¹³⁷Csなどが多く生成します。過去問題にも非常によく出題されていますので、是非代表的な生成核種については覚えておいて下さい。
また、²³⁵U1個の核分裂よって生ずるエネルギーはおよそ200MeVであるということも覚えておきましょう。
一方、²³⁸Uは熱中性子によっては核分裂せず、速中性子によって核分裂します。