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우라늄 동위 원소

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1. 개요

우라늄 동위 원소는 원자 번호 92번인 우라늄의 다양한 형태를 의미하며, 핵분열 반응에 사용되어 원자력 발전 및 핵무기 제조에 중요한 역할을 한다. 우라늄은 여러 동위 원소를 가지며, 각 동위 원소는 질량과 방사성 붕괴 특성이 다르다. 주요 동위 원소로는 핵분열성 물질인 우라늄-235, 생산성 물질인 우라늄-238, 토륨 연료 주기에 사용되는 우라늄-233 등이 있다. 우라늄-235는 핵분열 연쇄 반응을 유지할 수 있는 유일한 핵분열성 동위 원소이며, 우라늄-238은 중성자를 흡수하여 플루토늄-239로 변환될 수 있다.

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우라늄 동위 원소
동위 원소 정보
기호U
핵종 테이블 참조
참조핵종 테이블
질량수232
자연 존재비합성
반감기68.9년
붕괴 방식α (228Th)
SF
질량수233
자연 존재비미량
반감기1.592×10^5년
붕괴 방식SF
α (229Th)
참조참조
질량수234
자연 존재비0.005%
반감기2.455×10^5년
붕괴 방식SF
α (230Th)
질량수235
자연 존재비0.720%
반감기7.038×10^8년
붕괴 방식SF
α (231Th)
질량수236
자연 존재비미량
반감기2.342×10^7년
붕괴 방식SF
α (232Th)
질량수238
자연 존재비99.274%
반감기4.468×10^9년
붕괴 방식α (234Th)
SF
b-b- (238Pu)

2. 우라늄 동위원소 목록

기호Z(p)N(n)동위 원소 질량 (u)반감기붕괴 방식붕괴 생성물핵 스핀대표적
동위 원소
구성비
(몰 분율)자연적
구성비
변동 범위
(몰 분율)214U921220.52 msα210Th0+215U92123215.026720(11)1.4(0.9) msα211Th5/2-#216U92124216.024760(30)2.25 msα212Th0+217U92125217.02437(9)26(14) ms[5]α213Th1/2-#218U92126218.02354(3)6(5) msα214Th0+219U92127219.02492(6)55(25) µsα215Th9/2+#220U92128220.02472(22)#60# nsα216Th0+221U92129221.02640(11)#700# nsα217Th9/2+#222U92130222.02609(11)#1.4(7) µsα218Th0+223U92131223.02774(8)21(8) µsα219Th7/2+#224U92132224.027605(27)940(270) µsα220Th0+225U92133225.02939#61(4) msα221Th(5/2+)#226U92134226.029339(14)269(6) msα222Th0+227U92135227.031156(18)1.1(1) minα223Th(3/2+)228U92136228.031374(16)9.1(2) minα224Th0+229U92137229.033506(6)58(3) minβ+ (80%)[42], α (20%)[42]229Pa, 225Th(3/2+)230U92138230.033940(5)20.8 dα226Th0+231U92139231.036294(3)4.2(1) dε231Pa(5/2)(+#)232U92140232.0371562(24)68.9(4) yα228Th0+233U92141233.0396352(29)1.592(2)×105229Th5/2+234U92142234.0409521(20)2.455(6)×105230Th0+[0.000054(5)][45]0.000050-0.000059234mU1421.32(10) keV33.5(20) µs6-235U92143235.0439299(20)7.04(1)×108231Th7/2-[0.007204(6)]0.007198-0.007207235mU0.0765(4) keV~26 minIT235U1/2+236U92144236.045568(2)2.342(3)×107'232Th'0+236m1U1052.89(19) keV100(4) nsIT236U(4)-236m2U2750(10) keV120(2) nsIT236U(0+)237U92145237.0487302(20)6.75(1) dβ-237Np1/2+238U92146238.0507882(20)4.468(3)×109234Th0+[0.992742(10)]0.992739-0.992752238mU2557.9(5) keV280(6) nsIT238U0+239U92147239.0542933(21)23.45(2) minβ-239Np5/2+239m1U20(20)# keV>250 ns(5/2+)239m2U133.7990(10) keV780(40) nsIT239U1/2+240U92148240.056592(6)14.1(1) hβ-240Np0+241U92149241.06033(32)#5# minβ-241Np7/2+#242U92150242.06293(22)#16.8(5) minβ-242Np0+


2. 1. 주요 동위원소

우라늄은 원자번호 92번의 원소로, 다양한 동위 원소가 존재한다. 이 중 주요 동위 원소는 다음과 같다.

동위 원소반감기붕괴 방식딸핵종비고
214U0.52 msα210Th2021년 중국에서 발견된 가장 가벼운 우라늄 동위 원소[23][24][25][26]
215U1.4 msα, β+?211Th, 215Pa
216U2.25 msα212Th[4]
217U19.3 msα, β+?213Th, 217Pa[5]
218U0.65 msα214Th[4]
219U60 μsα, β+?215Th, 219Pa
221U0.66 μsα, β+?217Th, 221Pa
222U4.7 μsα, β+?218Th, 222Pa
223U65 μsα, β+?219Th, 223Pa
224U396 μsα, β+?220Th, 224Pa
225U62 msα221Th
226U269 msα222Th
227U1.1 분α, β+?223Th, 227Pa
228U9.1 분α (97.5%), EC (2.5%)224Th, 228Pa
229U57.8 분β+ (80%), α (20%)229Pa, 225Th
230U20.23 일α, SF?, CD (4.8×10−12%)226Th, (various), 208Pb, 22Ne
231U4.2 일EC, α (.004%)231Pa, 227Th
232U68.9 년α, CD (8.9×10−10%), SF (10−12%)228Th, 208Pb·24Ne, (various)토륨 사이클의 부산물, 강한 감마선 방출
233U1.592×105α, CD (≤7.2×10−11%), SF?229Th, 209Pb·24Ne, (various)토륨-232에서 생성되는 핵분열성 동위 원소
234U2.455×105α, SF (1.64×10−9%), CD (1.4×10−11%)230Th, (various), 206Hg·28Mg우라늄-238의 붕괴 생성물, 농축 우라늄의 부산물
235U7.038×108α, SF (7×10−9%), CD (8×10−10%)231Th, (various), 215Pb·20Ne핵분열성 물질, 천연 우라늄의 약 0.72%
236U2.342×107α, SF (9.6×10−8%), CD (≤2.0×10−11%)232Th, (various), 208Hg·28Mg사용후 핵연료에서 발견
237U6.752 일β237Np1940년 일본에서 발견[33]
238U4.468×109α, SF (5.44×10−5%), ββ (2.2×10−10%)234Th, (various), 238Pu천연 우라늄의 약 99.284%
239U23.45 분β239Np238U에서 생성
240U14.1 시간β, α?240Np, 236Th
241U~40 분β241Np2023년 한국 연구진이 발견 보고[36][37]
242U16.8 분β242Np

2. 1. 1. 우라늄-232 (232U)

토륨 사이클의 부산물인 우라늄-232는 반감기가 68.9년이다. 이 동위 원소는 U의 딸핵종인 Tl이 강렬한 감마선을 방출하기 때문에 핵 확산 방지에 걸림돌이 되는 것으로 언급된다.[27][28] 이 감마선 때문에 U에 오염된 U을 취급하기가 더 어려워진다. 우라늄-232는 짝수-짝수 동위 원소이지만 열중성자와 고속 중성자 모두에 의해 핵분열성을 띠는 드문 예시이다.

우라늄-232는 토륨 핵반응으로 생성된 U-233들 중 수ppm~수십ppm가량이 중성자를 흡수함과 동시에 2개를 방출하여 생성된다. 연료를 다 태우고 난 이후의 사용후핵연료 내 우라늄-232 함유량은 대략 1ppm가량이다. 반감기가 68.9년으로 매우 짧고, 강한 감마선을 내뿜는 붕괴 사슬 동위체들이 몇몇 있어 재처리 이후 상당 기간 보관 후 재활용할 수 있다.

2. 1. 2. 우라늄-233 (233U)

Uranium-233영어은 토륨-232에서 토륨 연료 주기의 일부로 생성되는 핵분열성 동위원소이다. U은 핵무기 및 원자로 연료로 사용하기 위해 연구되었다. 핵무기에 가끔 시험되었지만 배치된 적은 없으며 상업적으로 핵연료로 사용된 적도 없다.[29] 실험용 원자로에서 성공적으로 사용되었으며 핵연료로 훨씬 더 광범위하게 사용될 것으로 제안되었다. 반감기는 약 160,000년이다.

우라늄-233은 토륨-232의 중성자 조사에 의해 생성된다. 토륨-232가 중성자를 흡수하면 토륨-233이 되는데, 반감기는 22분에 불과하다. 토륨-233은 베타 붕괴하여 프로트악티늄-233이 된다. 프로트악티늄-233은 반감기가 27일이며 베타 붕괴하여 우라늄-233이 된다.

우라늄-233은 일반적으로 중성자 흡수 시 핵분열하지만 때로는 중성자를 유지하여 우라늄-234가 된다. 포획 대 핵분열 비율은 다른 두 가지 주요 핵분열성 연료인 우라늄-235플루토늄-239보다 작다.

반감기가 15만 9200년으로 토륨 핵반응으로 인해 생성된다. 열중성자 핵분열 효율이 92%에 이르고 고속중성자(자원중성자) 핵분열 효율도 84~88%에 이르러 핵연료로 이용할 수 있다.

토륨-232가 중성자를 하나 흡수하여 토륨-233이 되며, 토륨-233은 붕괴를 하여 프로트악티늄-233이 된다. 프로트악티늄-233은 26.975일의 긴 반감기를 거쳐 우라늄-233으로 붕괴된다.

이러한 성질로 제 4세대 원전들 중 하나인 토륨 원전은 우라늄-233을 이용할 목표를 삼고 있다.

반감기가 15만 9200년이나 되기 때문에 재처리를 하지 않으면 폐기물이 되며 140만년 이상 보관해야 한다.

2. 1. 3. 우라늄-234 (234U)

우라늄-234(234U)는 반감기가 24만 5천 년으로, 자연에 미량 존재한다. 이는 우라늄-238(238U) 붕괴 사슬의 중간 생성물이다.[1] 238U는 알파 붕괴를 통해 토륨-234로 붕괴하고, 이어서 234Th는 베타 붕괴를 통해 프로트악티늄-234로 붕괴한다. 마지막으로, 234Pa는 베타 붕괴를 통해 234U로 붕괴한다.[1]

토륨 원전에서 234U는 중성자 흡수로 인해 중성자 경제를 저해하는 요인이 된다. 토륨 원전에서 Pa-233이 중성자를 하나 얻어 234U가 생성되는데, Pa-233의 반감기가 26.975일이나 되어 U-233으로 붕괴하기도 전에 중성자를 흡수하여 25~27% 이상의 비율이 U-234로 변환되기 때문이다. U-234는 핵분열을 못하므로 추가로 중성자를 흡수하여 U-235가 되고 또 하나의 중성자가 U-235와 충돌해야 핵분열이 될 수 있다.234U는 열 중성자에 대해 약 100 바안의 중성자 포획 단면적을 갖는다.[1] 핵반응로에서 핵분열성 동위원소를 증식시키기 위해 비핵분열성 동위원소가 중성자를 포획하는데, 234U는 우라늄-238이 넵투늄-239를 거쳐 플루토늄-239로 변환되는 것보다 더 쉽고 더 빠른 속도로 235U로 변환된다.[1]

농축 우라늄은 우라늄 농축 과정의 부산물로 자연 우라늄보다 더 많은 234U를 포함한다.[1] 재처리 우라늄은 더 높은 비율의 234U를 포함할 수 있는데, 이는 234U가 핵분열성이 없고, 핵반응로에서 느린 중성자를 흡수하여 235U가 되는 경향이 있기 때문에 바람직하지 않다.[1]

2. 1. 4. 우라늄-235 (235U)

'''우라늄-235'''는 원자로의 주 연료로 사용되는 우라늄 동위 원소이다. 열중성자 핵분열 효율은 78~82%이고, 고속중성자 핵분열 효율은 66~67%에 달해 핵연료로 널리 쓰인다. 우라늄-235의 반감기는 7억 380만 년으로, 자연 상태에서는 우라늄의 약 0.7%를 차지한다. 하지만 44억 년 전 지구 초기에는 천연 동위 원소의 20%를 차지했었다.

우라늄-235는 중성자를 흡수하면 스스로 핵분열을 일으키는 성질이 있어 원자로뿐만 아니라 핵무기에도 사용된다. 자발 핵분열로 발생하는 중성자 때문에 순도 100%의 우라늄-235가 54kg 모이면 스스로 폭발하는 임계 질량에 도달한다. 중성자 반사재를 사용하면 임계 질량을 15kg까지 줄일 수 있다.

우라늄-238과 달리, 우라늄-235는 핵분열 연쇄 반응을 유지할 수 있는 핵분열성 물질이다. 이는 시원 핵종이거나 자연에서 상당량 발견되는 유일한 핵분열성 동위 원소이다.

1935년 아서 제프리 뎀스터가 우라늄-235를 발견했으며, 반감기는 7억 380만 이다. 느린 열 중성자에 대한 핵분열 단면적은 약 504.81 바른이고, 빠른 중성자에 대해서는 약 1 바른이다. 열 에너지 수준에서 중성자 흡수 6번 중 약 5번은 핵분열을 일으키고, 1번은 중성자 포획을 통해 우라늄-236을 형성한다.[32] 더 빠른 중성자에서는 핵분열 대 포획 비율이 개선된다.

2. 1. 5. 우라늄-236 (236U)

Uranium-236영어은 반감기가 2342만 년인 인공 동위 원소이다. 우라늄-235(235U)가 중성자를 흡수하여 생성되며, 핵분열을 하지 않아 핵폐기물로 분류된다.[1] 그러나 중성자를 추가로 흡수하면 원자력 전지의 연료로 사용되는 플루토늄-238(238Pu)을 생성할 수 있기 때문에 일부는 플루토늄-238 제조에 사용된다.[1]

우라늄-235의 자발 핵분열로 생성된 중성자 활동으로 인해 새로 형성된 우라늄-236은 현재 자연계에서 발견된다. 극미량이긴 하지만 우라늄 동위 원소들 중 1조 3000억분의 1의 비율로 존재한다.[1]

2. 1. 6. 우라늄-237 (237U)

Uranium-237영어은 우라늄-236이 중성자를 흡수하여 생성되지만, 열중성자 핵분열 효율은 0.4%, 고속중성자(자원중성자) 핵분열 효율은 4.1%에 불과하다. 반감기도 6.75일로 매우 짧아 중성자를 흡수하기 전에 93.7%가 넵투늄-237로 붕괴된다. 열중성자로에서는 Uranium-237영어 중 0.4%만 핵분열하고 99.6%는 우라늄-238로 변환된다.[33]

Uranium-237영어은 반감기가 약 6.75일이며, 베타 붕괴를 통해 넵투늄-237로 붕괴된다. 1940년 일본의 물리학자 니시나 요시오가 발견했으며, 그는 원소 93(넵투늄)의 생성을 추론했지만, 당시 알려지지 않은 원소를 분리하거나 붕괴 특성을 측정할 수는 없었다.[33]

2. 1. 7. 우라늄-238 (238U)

우라늄동위 원소 중 하나로, 자연계에서 가장 흔하게 발견된다. 핵분열성 물질은 아니지만, 느린 중성자를 흡수하여 두 번의 베타 붕괴를 거쳐 핵분열성 플루토늄-239로 변환될 수 있는 생산성 물질이다. 우라늄-238은 고속 중성자에 의해 핵분열될 수 있지만, 연쇄 반응을 유지할 수는 없다. 우라늄-238의 중성자 흡수 공명에 대한 도플러 넓어짐은 원자로 제어에 필수적인 음의 피드백 메커니즘으로 작용한다.[1]

천연 우라늄의 약 99.284%가 우라늄-238이며, 반감기는 44억 6800만 년이다. 열화 우라늄은 우라늄-238의 농도가 더 높으며, 저농축 우라늄(LEU)도 대부분 우라늄-238로 구성된다. 재처리 우라늄 역시 주로 우라늄-238이며, 우라늄-235와 비슷한 비율의 우라늄-236, 그리고 우라늄-234, 우라늄-233, 우라늄-232와 같은 다른 우라늄 동위 원소는 훨씬 적은 양을 포함한다.[1]

2. 1. 8. 우라늄-239 (239U)

우라늄-238중성자를 하나 흡수하여 생성된다. 반감기가 23분으로 매우 짧아 즉시 넵투늄-239로 붕괴된다고 할 수 있다.[34]

'''우라늄-239'''는 일반적으로 238U를 원자로에서 중성자 방사선에 노출시켜 생성된다. 239U는 약 23.45분의 반감기를 가지며 베타 붕괴를 통해 넵투늄-239로 변환되며, 총 붕괴 에너지는 약 1.29MeV이다. 74.660keV에서 가장 흔한 감마 붕괴는 1.28MeV 및 1.21MeV에서 두 주요 베타 방출 채널의 에너지 차이를 설명한다.[35]

2. 1. 9. 우라늄-240 (240U)

Uranium-240영어(U)은 플루토늄-244의 붕괴로 생성되며, 반감기는 14.1시간이다.[36]

2. 2. 동위원소 표

기호Z(p)N(n)동위 원소 질량 (u)반감기붕괴 방식붕괴 생성물핵 스핀대표적
동위 원소
구성비
(몰 분율)자연적
구성비
변동 범위
(몰 분율)214U92122α210Th0+215U92123215.026720(11)α211Th5/2-#216U92124216.024760(30)α212Th0+217U92125217.02437(9)α213Th1/2-#218U92126218.02354(3)α214Th0+219U92127219.02492(6)α215Th9/2+#220U92128220.02472(22)#60# nsα216Th0+221U92129221.02640(11)#700# nsα217Th9/2+#222U92130222.02609(11)#α218Th0+223U92131223.02774(8)α219Th7/2+#224U92132224.027605(27)α220Th0+225U92133225.02939#61(4) msα221Th(5/2+)#226U92134226.029339(14)269(6) msα222Th0+227U92135227.031156(18)1.1(1) minα223Th(3/2+)228U92136228.031374(16)9.1(2) minα224Th0+229U92137229.033506(6)58(3) minβ+ (80%)
α (20%)229Pa225Th(3/2+)230U92138230.033940(5)20.8 dα226Th0+231U92139231.036294(3)4.2(1) dε231Pa(5/2)(+#)232U92140232.0371562(24)68.9(4) yα228Th0+233U92141233.0396352(29)1.592(2)×105229Th5/2+234U92142234.0409521(20)2.455(6)×105230Th0+[0.000054(5)]0.000050-0.000059234mU1421.32(10) keV33.5(20) µs6-235U92143235.0439299(20)7.04(1)×108231Th7/2-[0.007204(6)]0.007198-0.007207235mU0.0765(4) keV~26 minIT235U1/2+236U92144236.045568(2)2.342(3)×107'232Th'0+236m1U1052.89(19) keV100(4) nsIT236U(4)-236m2U2750(10) keV120(2) nsIT236U(0+)237U92145237.0487302(20)6.75(1) dβ-237Np1/2+238U92146238.0507882(20)4.468(3)×109234Th0+[0.992742(10)]0.992739-0.992752238mU2557.9(5) keV280(6) nsIT238U0+239U92147239.0542933(21)23.45(2) minβ-239Np5/2+239m1U20(20)# keV>250 ns(5/2+)239m2U133.7990(10) keV780(40) nsIT239U1/2+240U92148240.056592(6)14.1(1) hβ-240Np0+241U92149241.06033(32)#5# minβ-241Np7/2+#242U92150242.06293(22)#16.8(5) minβ-242Np0+


3. 핵반응 및 활용

우라늄-232는 반감기가 68.9년이며 토륨 사이클의 부산물이다. 이 동위 원소는 U의 딸핵종인 Tl에서 나오는 강렬한 감마선 때문에 핵 확산 방지에 걸림돌이 된다.[27][28] 짝수-짝수 핵종이지만 열중성자와 고속 중성자 모두에 의해 핵분열성을 띠는 드문 경우이다.

우라늄-233은 토륨-232에서 토륨 연료 주기의 일부로 생성되는 핵분열성 동위원소이다. 핵무기 및 원자로 연료로 사용하기 위해 연구되었으나, 핵무기에 배치되거나 상업적으로 핵연료로 사용된 적은 없다.[29] 반감기는 약 160,000년이다. 중성자 흡수 시 핵분열하지만 때로는 중성자를 유지하여 우라늄-234가 되기도 한다.

우라늄-234는 우라늄-238의 간접적인 붕괴 생성물로 천연 우라늄에 존재하며, 알파 붕괴를 통해 토륨-230으로 붕괴한다. 농축 우라늄우라늄-235를 얻기 위한 우라늄 농축 과정의 부산물로 자연 우라늄보다 더 많은 U를 포함하며, 열 중성자를 흡수하여 U가 되는 경향이 있다.

우라늄-235는 천연 우라늄의 약 0.72%를 차지하며, 핵분열 연쇄 반응을 유지할 수 있는 핵분열성 물질이다. 자연에서 상당한 양으로 발견되는 유일한 핵분열성 동위 원소이다. 반감기는 7억 3800만 년이다.

우라늄-236은 약 2,300만 년의 반감기를 가지며, 핵연료와 사용후 핵연료에서 재처리된 우라늄에서 발견된다.

우라늄-238 (U-238)은 자연계에서 가장 흔한 우라늄의 동위 원소이다. 핵분열성 물질은 아니지만, 느린 중성자를 포획하여 두 번의 베타 붕괴를 거쳐 핵분열성 플루토늄-239가 될 수 있는 생산성 물질이다. 천연 우라늄의 약 99.284%는 우라늄-238이며, 반감기는 44억 6800만 년이다.

우라늄-239는 일반적으로 U-238을 원자로에서 중성자 방사선에 노출시켜 생성된다. 약 23.45분의 반감기를 가지며 베타 붕괴를 통해 넵투늄-239로 변환된다.[34] Np-239는 약 2.356일의 반감기를 가지며, 베타 붕괴를 통해 플루토늄-239로 변환된다.

3. 1. 핵분열 반응

우라늄-235(Uranium-235영어)는 열중성자를 흡수하면 핵분열을 일으켜 막대한 에너지를 방출하며, 이 과정에서 추가적인 중성자가 방출되어 연쇄 반응을 일으킨다. 열중성자 핵분열 효율은 78~82%이고 고속 중성자 핵분열 효율은 66~67%에 달해 핵연료의 핵심으로 이용된다.[32] 느린 열 중성자에 대한 핵분열 단면적은 약 504.81 바른이며, 빠른 중성자의 경우 약 1 바른이다. 열 에너지 수준에서, 중성자 6개 중 약 5개가 핵분열을 일으키고 1개는 중성자 포획을 통해 우라늄-236을 형성한다.

우라늄-235의 자발 핵분열로 튀어나오는 중성자 때문에 순도 100%의 우라늄-235가 54kg이 모이면 스스로 폭발할 수 있는데, 이를 임계질량이라고 한다. 중성자 반사제를 이용하면 임계질량을 15kg까지 줄일 수 있다.

우라늄-238(Uranium-238영어)은 고속 중성자에 의해 핵분열이 가능하지만, 중성자 에너지가 비탄성 산란에 의해 감소하기 때문에 연쇄 반응을 유지하기는 어렵다. 하지만, 연료 온도가 증가함에 따라 U의 중성자 흡수 공명이 넓어지는 도플러 효과는 원자로 제어에 필수적인 음의 피드백 메커니즘으로 작용한다.

3. 2. 핵변환 반응

우라늄-238(U-238)은 중성자를 흡수하여 플루토늄-239(Pu-239)로 변환될 수 있다. 플루토늄-239는 핵분열성 물질이기에 원자로에서 추가적인 에너지원으로 활용된다. 실제로 원자로 에너지의 26%는 플루토늄-239의 핵분열로 생성된다.[27]

토륨-232(Th-232)는 중성자를 흡수하여 우라늄-233(U-233)으로 변환될 수 있다. 우라늄-233은 핵분열성 물질로, 토륨 원자로의 연료로 사용될 수 있다. 토륨-232가 중성자를 흡수하면 토륨-233이 되고, 토륨-233은 베타 붕괴하여 프로트악티늄-233이 된다. 프로트악티늄-233은 다시 베타 붕괴하여 우라늄-233이 된다.[29]

3. 3. 원자력 발전

대한민국우라늄-235를 농축하여 원자력 발전의 연료로 사용하며, 안정적인 에너지 공급에 기여하고 있다. 우라늄-235는 천연 우라늄의 약 0.72%를 차지하며, 핵분열 연쇄 반응을 유지할 수 있는 핵분열성 물질이다.[32] 한국수력원자력은 원자력 발전소 운영 및 안전 관리에 힘쓰고 있으며, 핵연료 주기 기술 개발을 통해 핵폐기물 발생량을 최소화하기 위해 노력하고 있다.

3. 4. 핵무기

우라늄-235는 중성자를 흡수하여 스스로 핵분열을 일으키기 때문에 원자로뿐만 아니라 핵무기에도 이용된다.[32] 순도 100%의 우라늄-235가 54kg이 모이면 스스로 폭발할 수 있는데, 이를 임계 질량이라고 한다. 중성자 반사제를 이용하면 임계 질량을 15kg까지 줄일 수 있다.

참조

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[42] 문서 굵은 글꼴은 안정 동위 원소, 굵은 기울임꼴은 감기가 우주의 나이보다 긴 동위 원소(거의 안정적)
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[48] 문서 주요 핵연료



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