ウランは、原子番号92の元素。元素記号は U。
ウラン (U) は天然に存在する元素であるが、安定同位体を持たない。全てのウランは放射性であり放射性崩壊の過程にあるが、現在でも地殻中に大量に存在する。天然に存在する同位体はウラン234、ウラン235、ウラン238である。
天然から採掘されるウランのほとんどを占めるウラン238とは違いウラン235は核分裂の連鎖反応をおこす。ウラン235の原子核は中性子を吸収すると2つに分裂する。また、この際に2個ないし3個の中性子を出し、それによってさらに反応が続く。
210Poは、天然に存在するほぼ唯一のポロニウムの同位体である[1][2]。半減期は138.376日という寿命の短い放射性同位体であるが[3]、天然に豊富に存在する238Uから始まる崩壊系列であるウラン系列の中に存在する核種である。
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ウランの同位体の複合形態は大まかに分類できて、ウラン系列の同位体と、核分裂の連鎖反応をおこすウラン235等に分けられる。また、古い安定帯も微かに残っている。
ウランの同位体のNシフトは、同位体の違いによって様々になっている。これは、成分形態のポロニウムの不安定が影響していると思われるが、それ以上に、ウランの同位体の形態多様性が影響していると考えられる。ウラン235には核分裂の連鎖反応をおこす特殊な性質がある。これは、今までの同位体には無かった性質であり、このことは、核分裂の連鎖反応をおこす特殊な形態が存在していることを示唆している。
ウランの同位体に、核分裂の連鎖反応をおこすウラン235等があることで、核異性体の励起状態を複合形態から推測することができる。励起状態の核異性体は安定することがなかったので、今までは無視していましたが、ウランの同位体では、核異性体の役割を複合形態から推測できるかも知れません。
以下の表には核異性体を含めた複合形態を示している。核異性体を含めた複合形態の特徴はウラン235mU、と239m1U、239m2U (太字)に表れており、これらの核異性体は偶数のNシフトになっている。(通常は偶数のNシフトは不安定要因となる)
ウラン系列の同位体に関しては、従来の複合形態として説明されるが、核分裂をおこす同位体に関しては複合形態だけで説明する事は難しい。それは、今までになかった核分裂を説明できないからであり、成分形態の在り方がウラン系列の同位体とは異なっていることによる影響であると考えられる。
複合形態で説明できないことは、組み合わせ形態で説明できるかも知れません。
ウランの同位体は、10組み合わせ連形態、👆の連結装置、中性子過剰分の極太支柱がある。(黄色の支柱は二本換算)
217U 92 125 217.02437(9) 26(14) ms [16(+21-6) ms] 1/2-#
(209Po 84 125 102(5) a 1/2- ) ＋16О－8N
218U 92 126 218.02354(3) 6(5) ms 0+
(208Po 84 124 2.898(2) a 0+ )＋16О－6N
219U 92 127 219.02492(6) 55(25) µs [42(+34-13) µs] 9/2+#
220U 92 128 220.02472(22)# 60# ns 0+
221U 92 129 221.02640(11)# 700# ns 9/2+#
222U 92 130 222.02609(11)# 1.4(7) µs [1.0(+10-4) µs] 0+
223U 92 131 223.02774(8) 21(8) µs [18(+10-5) µs] 7/2+#
224U 92 132 224.027605(27) 940(270) µs 0+
225U 92 133 225.02939# 61(4) ms (5/2+)#
226U 92 134 226.029339(14) 269(6) ms 0+
227U 92 135 227.031156(18) 1.1(1) min (3/2+)
(209Po 84 125 102(5) a 1/2- ) ＋16О＋2N
228U 92 136 228.031374(16) 9.1(2) min 0+
(208Po 84 124 2.898(2) a 0+ )＋18О＋2N
229U 92 137 229.033506(6) 58(3) min (3/2+)
(209Po 84 125 102(5) a 1/2- ) ＋18О＋2N
230U 92 138 230.033940(5) 20.8 d 0+
(208Po 84 124 2.898(2) a 0+ )＋18О＋2N＋2N
231U 92 139 231.036294(3) 4.2(1) d (5/2)(+#)
(209Po 84 125 102(5) a 1/2- ) ＋18О＋2N＋2N
232U 92 140 232.0371562(24) 68.9(4) y 0+
(208Po 84 124 2.898(2) a 0+ )＋18О＋2N＋4N
233U 92 141 233.0396352(29) 1.592(2)×10⁵ y 5/2+
(208Po 84 124 2.898(2) a 0+ ) ＋17О＋2N＋6N
234U 92 142 234.0409521(20) 2.455(6)×10⁵ y 0+
(208Po 84 124 2.898(2) a 0+ ) ＋18О＋2N＋6N
234mU 1421.32(10) keV 33.5(20) µs 6-
(210Po 84 126 138.376(2) d 0+ ) ＋18О＋2N＋4N
235U 92 143 235.0439299(20) 7.04(1)×10⁸ y 7/2- [0.007204(6)] 0.007198-0.007207
(209Po 84 125 102(5) a 1/2- ) ＋18О＋2N＋6N
235mU 0.0765(4) keV ~26 min 1/2+
(210Po 84 126 138.376(2) d 0+ ) ＋18О＋2N＋5N
236U 92 144 236.045568(2) 2.342(3)×10⁷ y 0+
(208Po 84 124 2.898(2) a 0+ ) ＋18О＋2N＋8N
236m1U 1052.89(19) keV 100(4) ns (4)-
(210Po 84 126 138.376(2) d 0+ ) ＋18О＋2N＋6N
236m2U 2750(10) keV 120(2) ns (0+)
(210Po 84 126 138.376(2) d 0+ ) ＋18О＋2N＋6N
237U 92 145 237.0487302(20) 6.75(1) d 1/2+
(209Po 84 125 102(5) a 1/2- ) ＋18О＋2N＋8N
238U 92 146 238.0507882(20) 4.468(3)×10⁹ y 0+
(208Po 84 124 2.898(2) a 0+ ) ＋18О＋2N＋10N
238mU 2557.9(5) keV 280(6) ns 0+
(214Po 84 130 164.3(20) µs 0+ ) ＋18О＋2N＋4N
239U 92 147 239.0542933(21) 23.45(2) min 5/2+
(209Po 84 125 102(5) a 1/2- ) ＋18О＋2N＋10N
239m1U 20(20)# keV >250 ns (5/2+)
(214Po 84 130 164.3(20) µs 0+ ) ＋18О＋2N＋5N
239m2U 133.7990(10) keV 780(40) ns 1/2+
(214Po 84 130 164.3(20) µs 0+ ) ＋18О＋2N＋5N
240U 92 148 240.056592(6) 14.1(1) h 0+
(208Po 84 124 2.898(2) a 0+ ) ＋18О＋2N＋12N
241U 92 149 241.06033(32)# 5# min 7/2+#
(209Po 84 125 102(5) a 1/2- ) ＋18О＋2N＋12N
242U 92 150 242.06293(22)# 16.8(5) min 0+
(208Po 84 124 2.898(2) a 0+ ) ＋18О＋2N＋14N
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』抜粋
核分裂の連鎖反応をおこすウラン235等の複合形態としては、イットリウム95 とヨウ素139 の複合形態が考えられる。しかし、イットリウム95 とヨウ素139を複合形態として融合することはできない。それは、組み合わせ形態の構造上の問題であり、組み合わせ形態は、あくまでも 6 共有形態の組み合わせ構造が基盤となっているためです。6 共有完全形態は酸素の基本構造なので全ての複合形態は酸素の基盤構造の上に成り立っている。
核分裂の連鎖反応をおこすウラン235等の複合形態を、酸素の基盤構造の上に成り立つようにして説明するには、5 組み合わせ形態＋5 組み合わせ形態 のような構造が必用になる。しかし、この場合には51本もある極太支柱が問題になり成り立たない。
以下は、特殊組み合わせ形態によって核分裂をおこす特殊な形態を推測する。
👆図は核異性体、ウラン235mU、239m1U、239m2U (太字) の特殊形態で、其々、10 組み合わせ特殊連形態、👆の連結装置、中性子過剰分の極太支柱、＋二つの中性子 (二本換算の支柱は無い)
問題は、余分の二つの中性子にある。ウラン235Uは比較的に安定しているが励起状態のウラン235mUは不安定である。通常であればウラン235Uは核分裂を起こすことなく穏やかに崩壊するところを10 組み合わせ特殊連形態を取ることで核分裂を起こす下地となっている。これは、235mUの極太支柱の数が中性子過剰分を上回っていることが要因となる。ウラン235Uに関しては、10 組み合わせ連形態で安定しているが、中性子を吸収する事で、10 組み合わせ特殊連形態になり不安定化する。そして、この細長い特殊形態は崩壊によって二つに分裂してしまうのだと考えられる。(👆図は安定する形状ですが、連結装置の配置を外側にずらすことも可能であり、6 共有完全形態を上下に振り分けて配置することもできる)
