Uranmuutos

Uranmuutos tarkoittaa uraanin ytimeen kohdistuvia muutoksia, erityisesti radioaktiivista hajoamista sekä ihmisen aiheuttamaa ydinmuutosta. Luonnon tasolla uraanin ytimet muuttuvat kibtelevänsä alhaisemman energiatasojen lukuisten hajoamismuotojen kautta, kunnes lopullinen tuote on pysyvästi vakaampi ydin. Tämä ilmiö ilmenee sekä luonnollisessa uraanissa että sen hajoamisista syntyvässä perheessä, hajoamisketjuissa, jotka voivat ulottua esiin eri vaiheissa.

Luonnossa esiintyvät uraanin pääisotopit ovat U-238, U-235 ja U-234. Luonnon uraanin keskimääräinen koostumus on noin 99,27 % U-238, 0,72 % U-235 sekä 0,005 % U-234. Puoliintumisaika vaihtelee: U-238: noin 4,47 miljardia vuotta, U-235: noin 703,8 miljoonaa vuotta, U-234: noin 245 500 vuotta. U-238:n hajoamisprosessi etenee pääasiassa alfa-hajoamisten kautta ja johtaa lopulta Pb-206:iin; U-235:n ja U-234:n ketjut etenevät vastaavasti kohti Pb-207 ja muita välituotteita.

Ihmisen toiminta tuo mukaan transmutaatioita, joissa uraanin ytimien neutronien vaikutuksesta muuttuvat uusiksi ytimiksi. Esimerkiksi U-238 voi absorboida neutronin ja muuttua Pu-239:ksi (U-238 + n → U-239 → Np-239 → Pu-239), mikä on oleellinen perusta ydinpolttoaineelle ja joillakin teknologioilla myös mahdollista käyttää ydinenergiaa. U-235 on fissile, eli se voi ylläpitää ydinreaktioita.

Käytännön aspekteja ovat uraanin rikastaminen U-235:n osuuden lisäämiseksi, ydinpolttoainekierto sekä jätteen ja turvallisuuden hallinta. Uranmuutosta mitataan radioaktiivisella aktiivisuudella (becquerelit) ja uraanin pitoisuuksilla sekä hajoamisesta aiheutuvilla ominaisuuksilla. Historia puolestaan ulottuu uraanin löytöön 1700-luvun lopulla ja nimeämiseen sekä myöhempiin tutkimuksiin ydinmuutosten ymmärtämiseksi.