thumb|256px|Uma pastilha de urânio altamente enriquecido com alta porcentagem de U-235.
Urânio-235 é um isótopo de urânio que é responsável por cerca de 0.72% do urânio natural. Diferente do isótopo predominante, o urânio-238, ele é físsil, ou seja, ele pode sustentar uma reação em cadeia de fissão nuclear. É o único isótopo natural e físsil que é encontrado na natureza em quantidades relevantes, além de ser um nuclídeo primordial.
O urânio-235 tem uma meia-vida de 703.8 milhões de anos. Ele foi descoberto em 1935 por Arthur Jeffrey Dempster. Sua seção de choque nuclear para nêutrons térmicos (nêutrons com baixa velocidade ) é de cerca de 504.81 barns. Para nêutrons rápidos, sua seção de choque é da ordem de 1 barn. Nem todas as absorvições de nêutrons resultam em fissão; uma minoria resulta em captura neutrônica formando o urânio-236.
Fissão thumb|307px|left|Fissão nuclear de um átomo de Urânio-235. A fissão de um átomo de Urânio-235 gera 202.5MeV = 3.24 × 10−11 J, ou seja 19.54 TJ/mol, ou 83.14 TJ/kg.Nuclear fission and fusion, and neutron interactions, National Physical Laboratory. Quando radionuclídeos de são bombardeados por nêutrons, uma das várias reações de fissão que podem ocorrer é mostrada abaixo(mostrada na imagem a esquerda):
10n + → + + 3 10n
Reatores de água pesada e alguns reatores de grafite moderado podem usar urânio empobrecido, mas reatores de água leve devem usar o urânio levemente enriquecido por causa da absorção de nêutrons água leve. O enriquecimento do urânio remove porcões de U-238 enquanto que aumenta a porcentagem de U-235 na composição. O urânio altamente enriquecido, que contem uma grande proporção de U-235 é muito utilizado em armas nucleares.
Se um nêutron proveniente da fissão de um núcleo de urânio-235 acerta outro núcleo de urânio-235 e o fissiona, então a cadeia de reação vai continuar. Se a reação se sustentar, ela pode criar uma massa crítica, e a massa de U-235 requerida para produzir massa critica é de alguns quilogramas. A fissão nuclear produz fragmentos de fissão que em geral são altamente radioativos e produz energia posteriormente devido ao decaimento radioativo. Alguns deles produzem nêutrons chamados de nêutrons atrasados, que contribuem para a reação de fissão em reatores, enquanto que se produzidos por detonações nucleares apenas vão liberar radiação ao meio ambiente. Em reatores nucleares, a reação é atrasada pela adição de barras de controle que são feitas de elementos químicos como o boro, háfnio e cádmio pois podem absorver uma grande quantidade de nêutrons. Em armas nucleares, a reação é descontrolada, a grande e rápida liberação de energia da fissão nuclear cria uma detonação nuclear.
Armas Nucleares A arma Little Boy, uma arma nuclear do tipo balístico, lançada sobre Hiroshima em 6 de agosto de 1945 foi feita de urânio altamente enriquecido. A massa critica nominal para uma esfera de U-235 nua é de 56 kg,FAS Nuclear Weapons Design FAQ, accessed 2010-9-2. There are numerous other references on the net, and with modern computers, this is fairly easy to calculate, so secrecy cannot aid security. ou seja uma esfera de 17.32 cm (6.8") de diâmetro. O material necessário deve ter 85% ou mais de U235. Mas a massa critica pode ser diminuída em ate um quarto com o uso de iniciadores de nêutrons, reforço de trítio, geometria correta e refletores de nêutrons tendo grande impacto econômico na fabricação e eficiência dessas armas. Atualmente é preferível o uso de um isótopo do plutônio, o plutônio-239 em armas nucleares. Contudo o urânio enriquecido ainda é extensivamente utilizado no segundo estagio de bombas de hidrogênio.
Fonte Energia media liberada [MeV]Energia liberada instantaneamenteEnergia cinética dos fragmentos169.1Energia cinética de nêutrons rápidos 4.8Energia portada por raios gama 7.0Energia do decaimento de produtos da fissãoEnergia de partículas β− 6.5Energia de raios γ atrasados 6.3Energia produzida quando nêutrons são capturados sem ocorrer fissão 8.8Energia convertida em calor em um reator202.5Energia de antineutrinos 8.8Soma211.3
Table of Nuclides. DOE Fundamentals handbook: Nuclear Physics and Reactor theory Vol. 1, Vol. 2.
Ligações externas Uranium | Radiation Protection Program | US EPA NLM Hazardous Substances Databank - Uranium, Radioactive "The Miracle of U-235", Popular Mechanics, January 1941—one of the earliest articles on U-235 for the general public
Categoria:Combustíveis Enriquecido Categoria:Isótopos