{{위키데이터 속성 추적}}
자연계에 존재하는 '''[[우라늄]]'''(U)의 동위 원소는 원자량 234, 235, 238이 존재한다.
나머지는 인공적으로 만들어지는 동위원소들이다.
극미량이 토륨과 우라늄-235, 238의 자발적 핵분열로 U-233, U-236, U-237, U-239, U-240가 생성되어 자연계에 존재하기는 하지만 극미량이라 무시된다.
얼마나 극미량이냐면 반감기가 긴 U-236도 1조 3천억분의 1의 양이 우라늄 광석에 함유되어 있으며 U-235의 자발핵분열로 인해 생성된 중성자를 U-235원자가 중성자 한개를 흡수함으로써 생성된다. (순수 천연 우라늄 1kg에 1조 9천억개의 우라늄-236 원자가 들어있다는 뜻)
U-233은 토륨-232의 자발핵분열로 인해 생성된 중성자를 토륨-232가 1개 흡수함으로써 생성된다. 나머지 U-237과 U-239도 그런식으로 극미량 존재한다.
U-240은 극미량 존재 동위 원소인 Pu-244의 알파붕괴로 생성, Pu-244는 반감기가 8000만년이나 되기 때문에 자연계에 극미량 존재한다. 하지만 U-240의 반감기가 매우 짧아서 초극미량이라 관측되지는 않았지만 Pu-244가 극미량 존재하므로 분명히 U-240도 자연계에 극미량 존재했다가 사라졌다 극미량 존재했다 사라졌다를 반복하고 있다.

인공적으로 만들어진 우라늄의 동위 원소는 217부터 242까지 존재한다.

== [[우라늄-232]] ==
U-232는 [[토륨]] 핵반응으로 생성된 U-233들 중 수ppm~수십ppm가량이 [[중성자]]를 흡수함과 동시에 2개 방출하여 생성된다. 연료를 다 태우고 난 이후의 사용후핵연료내의 우라늄-232의 함유량은 대략 1ppm가량 함유되어 있는데, 반감기가 68.9년으로 매우 짧고, 강한 감마선을 내뿜는 붕괴사슬동위체들이 몇몇 있어 재처리 이후 상당기간 보관 후 재활용할 수 있다.

== [[우라늄-233]] ==
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 [[중성자]]를 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.

== [[우라늄-234]] ==
반감기는 24만 5천년이며, 자연계에 미량 존재하며 우라늄-238의 붕괴로 생성된다. 토륨 원전의 핵심이며 Pa-233이 중성자를 하나 얻어 생성된다. Pa-233의 반감기가 26.975일이나 되어 U-233으로 붕괴하기도 전에 중성자를 흡수하여 25~27% 이상의 비율이 U-234로 변환되어 토륨 원전의 중성자가 부족하게 되는 원인이 된다. 따라서 중성자를 추가로 공급해주어야 한다.

하지만 이는 대형의 [[중성자]] 공급장치를 필요로 한다는 점에서 경제성이 없다.
토륨 원전에서는 이러한 성질 때문에 토륨에 [[플루토늄-239]], 우라늄-235 등을 섞어 사용하는 방법도 있지만 핵분열성 동위원소를 고농축해야 하므로 실효성이 떨어진다.

U-234는 원자로에서는 U-233가 중성자를 한개 먹어 생성되기도 한다. U-234는 핵분열을 못하므로 추가로 중성자를 흡수하여 U-235가 되고 또 하나의 중성자가 U-235과 충돌해야 핵분열이 될 수 있다.

== 우라늄-235 ==
{{본문|우라늄-235}}
가장 핵심인 우라늄의 동위 원소로 현재 원자로의 주역인 동위체이다. 열중성자 핵분열 효율이 78~82%에 이르고 고속중성자(자원중성자) 핵분열 효율도 66~67%에 이르러 핵연료의 핵심으로 이용하고 있다. 우라늄-235의 반감기는 7억 380만년으로 비교적 짧아 자연계에 0.7%밖에 존재하지 않지만 44억년전 지구 초창기 시절에는 천연 동위체에 20%나 존재했었다.

중성자를 먹으면 스스로 핵분열을 하기 때문에 원자로 뿐 아니라 핵무기에도 이용하고 있다.
우라늄-235의 자발핵분열로 인해 튀어나오는 중성자 덕분에 순도 100%의 우라늄-235가 54kg이 모이면 스스로 폭발할 수 있는데 이것을 임계질량이라고 한다. 중성자 반사제를 이용하면 15kg까지 임계질량을 줄일 수 있다.

== [[우라늄-236]] ==
반감기가 2342만년인 이 동위체는 이미 40억년전에 지구상에서 완전히 사라졌지만, 우라늄-235의 자발핵분열로 인해 생성된 중성자 활동으로 인해 새로 형성된 우라늄-236은 현재 자연계에서 발견되고 있다. 워낙 극미량이라 우라늄 동위 원소들 중 1조 3000억분의 1의 비율이지만 우라늄-235가 중성자를 하나 얻으면 생성되기 때문에 의미는 있다.
원자로에서도 대량 생산되는데 핵분열을 못해 핵폐기물로 분류된다. 그 다음 동위체인 우라늄-237도 핵분열 효율이 극히 낮으며, 넵투늄-237도 핵분열을 못한다. 또 다음 동위체인 238도 핵분열 효율이 극히 미미하므로 핵분열을 못한다고 볼 수 있기 때문에 우라늄-236은 핵폐기물로 분류되지만 중성자를 2개 흡수하면 원자력 전지의 연료인 플루토늄-238을 형성할 수 있기 때문에 우라늄-236의 일부는 플루토늄-238을 제조하는데 쓰인다.

== [[우라늄-237]] ==
우라늄-236이 중성자를 흡수하여 생성되지만 열중성자 핵분열 효율이 불과 0.4%, 고속중성자(자원중성자) 핵분열 효율도 4.1%에 불과하다. 또한 반감기도 6.75일로 매우 짧아 중성자를 먹기도 전에 93.7%의 대부분이 넵투늄-237로 붕괴된다. 열중성자로에서는 우라늄-237중 0.4%만 핵분열을 하고 99.6%는 우라늄-238로 변환된다.

== 우라늄-238 ==
{{본문|우라늄-238}}
천연 동위 원소로 자연계에 가장 많이 존재하는데 반감기가 45억년이나 되기 때문이다. 태양계의 역사보다 1억 400만년 짧은 반감기를 가지고 있기 때문에 태초의 우라늄-238의 양과 비교하면 아직도 49%나 남아있다. 우라늄-238은 우라늄 동위체의 99.28%나 존재하며 핵연료의 희석제로 쓰인다. 고속중성자(자원중성자)를 이용하면 많은 비율을 플루토늄-239로 바꿀 수 있기 때문에 기대되는 동위체이다. 열중성자로에서도 많은 양의 우라늄-238이 중성자를 흡수하여 대량의 플루토늄-239를 형성하고 실제로 원자로의 에너지의 26%는 플루토늄-239의 핵분열로 생성된다.

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

== [[우라늄-240]] ==
반감기가 14시간 30분으로 플루토늄-244가 붕괴되어 생성된다.

== 표 ==
{| class="wikitable" style="font-size:95%; white-space:nowrap"
! rowspan="2" | 핵종<br />기호
! rowspan="2" | 과거 명칭
! Z([[양성자|p]])
! N([[중성자|n]])
! &nbsp;<br />동위 원소 질량 (u)<br />&nbsp;
! rowspan="2" | 반감기
! rowspan="2" | 붕괴<br />방식<ref>http://www.nucleonica.net/unc.aspx</ref><ref group="n">약자:<br />CD: [[뭉치 붕괴]]<br />ε: [[전자 포획]]<br />IT: [[이성질핵 전이]]<br />SF: [[자발 핵분열]]</ref>
! rowspan="2" | 붕괴<br />생성물<ref group="n">굵은 글꼴은 안정 동위 원소, 굵은 기울임꼴은 감기가 우주의 나이보다 긴 동위 원소(거의 안정적)</ref>
! rowspan="2" | 핵<br />스핀
! rowspan="2" | 전형적<br />동위 원소<br />구성비<br />(몰 분율)
! rowspan="2" | 자연적<br />구성비<br />변동 범위<br />(몰 분율)
|-
! colspan="3" | 들뜬 에너지
|-
| <sup>217</sup>U
|
| style="text-align:right" | 92
| style="text-align:right" | 125
| 217.02437(9)
| 26(14) ms<br />[16(+21-6) ms]
|
|
| 1/2-#
|
|
|-
| <sup>218</sup>U
|
| style="text-align:right" | 92
| style="text-align:right" | 126
| 218.02354(3)
| 6(5) ms
| [[알파 붕괴|α]]
| <sup>214</sup>Th
| 0+
|
|
|-
| <sup>219</sup>U
|
| style="text-align:right" | 92
| style="text-align:right" | 127
| 219.02492(6)
| 55(25) ms<br />[42(+34-13) ms]
| α
| <sup>215</sup>Th
| 9/2+#
|
|
|-
| rowspan=2|<sup>220</sup>U
| rowspan=2|
| rowspan=2 style="text-align:right" | 92
| rowspan=2 style="text-align:right" | 128
| rowspan=2|220.02472(22)#
| rowspan=2|60# ns
| α
| <sup>216</sup>Th
| rowspan=2|0+
| rowspan=2|
| rowspan=2|
|-
| β<sup>+</sup> (드묾)
| <sup>220</sup>Pa
|-
| rowspan=2|<sup>221</sup>U
| rowspan=2|
| rowspan=2 style="text-align:right" | 92
| rowspan=2 style="text-align:right" | 129
| rowspan=2|221.02640(11)#
| rowspan=2|700# ns
| α
| <sup>217</sup>Th
| rowspan=2|9/2+#
| rowspan=2|
| rowspan=2|
|-
| β<sup>+</sup> (드묾)
| <sup>221</sup>Pa
|-
| rowspan=2|<sup>222</sup>U
| rowspan=2|
| rowspan=2 style="text-align:right" | 92
| rowspan=2 style="text-align:right" | 130
| rowspan=2|222.02609(11)#
| rowspan=2|1.4(7) us<br />[1.0(+10-4) us]
| α
| <sup>218</sup>Th
| rowspan=2|0+
| rowspan=2|
| rowspan=2|
|-
| β<sup>+</sup> (10<sup>−6</sup>%)
| <sup>222</sup>Pa
|-
| <sup>223</sup>U
|
| style="text-align:right" | 92
| style="text-align:right" | 131
| 223.02774(8)
| 21(8) us<br />[18(+10-5) us]
| α
| <sup>219</sup>Th
| 7/2+#
|
|
|-
| <sup>224</sup>U
|
| style="text-align:right" | 92
| style="text-align:right" | 132
| 224.027605(27)
| 940(270) us
| α
| <sup>220</sup>Th
| 0+
|
|
|-
| <sup>225</sup>U
|
| style="text-align:right" | 92
| style="text-align:right" | 133
| 225.02939#
| 61(4) ms
| α
| <sup>221</sup>Th
| (5/2+)#
|
|
|-
| <sup>226</sup>U
|
| style="text-align:right" | 92
| style="text-align:right" | 134
| 226.029339(14)
| 269(6) ms
| α
| <sup>222</sup>Th
| 0+
|
|
|-
| rowspan=2|<sup>227</sup>U
| rowspan=2|
| rowspan=2 style="text-align:right" | 92
| rowspan=2 style="text-align:right" | 135
| rowspan=2|227.031156(18)
| rowspan=2|1.1(1) min
| α
| <sup>223</sup>Th
| rowspan=2|(3/2+)
| rowspan=2|
| rowspan=2|
|-
| β<sup>+</sup> (0.001%)
| <sup>227</sup>Pa
|-
| rowspan=2|<sup>228</sup>U
| rowspan=2|
| rowspan=2 style="text-align:right" | 92
| rowspan=2 style="text-align:right" | 136
| rowspan=2|228.031374(16)
| rowspan=2|9.1(2) min
| α (95%)
| <sup>224</sup>Th
| rowspan=2|0+
| rowspan=2|
| rowspan=2|
|-
| [[전자 포획|ε]] (5%)
| <sup>228</sup>Pa
|-
| rowspan=2|<sup>229</sup>U
| rowspan=2|
| rowspan=2 style="text-align:right" | 92
| rowspan=2 style="text-align:right" | 137
| rowspan=2|229.033506(6)
| rowspan=2|58(3) min
| β<sup>+</sup> (80%)
| <sup>229</sup>Pa
| rowspan=2|(3/2+)
| rowspan=2|
| rowspan=2|
|-
| α (20%)
| <sup>225</sup>Th
|-
| rowspan=3|<sup>230</sup>U
| rowspan=3|
| rowspan=3 style="text-align:right" | 92
| rowspan=3 style="text-align:right" | 138
| rowspan=3|230.033940(5)
| rowspan=3|20.8 d
| α
| <sup>226</sup>Th
| rowspan=3|0+
| rowspan=3|
| rowspan=3|
|-
| [[자발 핵분열|SF]] (1.4×10<sup>−10</sup>%)
| 다양
|-
| β<sup>+</sup>β<sup>+</sup> (드묾)
| <sup>230</sup>Th
|-
| rowspan=2|<sup>231</sup>U
| rowspan=2|
| rowspan=2 style="text-align:right" | 92
| rowspan=2 style="text-align:right" | 139
| rowspan=2|231.036294(3)
| rowspan=2|4.2(1) d
| ε
| <sup>231</sup>Pa
| rowspan=2|(5/2)(+#)
| rowspan=2|
| rowspan=2|
|-
| α (0.004%)
| <sup>227</sup>Th
|-
| rowspan=4|<sup>232</sup>U
| rowspan=4|
| rowspan=4 style="text-align:right" | 92
| rowspan=4 style="text-align:right" | 140
| rowspan=4|232.0371562(24)
| rowspan=4|68.9(4) y
| α
| <sup>228</sup>Th
| rowspan=4|0+
| rowspan=4|
| rowspan=4|
|-
| [[뭉치 붕괴|CD]] (8.9×10<sup>−10</sup>%)
| '''<sup>208</sup>Pb'''<br /><sup>24</sup>Ne
|-
| CD (5×10<sup>−12</sup>%)
| '''<sup>204</sup>Hg'''<br /><sup>28</sup>Mg
|-
| SF (10<sup>−12</sup>%)
| 다양
|-
| rowspan=4|[[우라늄-233|<sup>233</sup>U]]
| rowspan=4|
| rowspan=4 style="text-align:right" | 92
| rowspan=4 style="text-align:right" | 141
| rowspan=4|233.0396352(29)
| rowspan=4|1.592(2)×10<sup>5</sup> y
| α
| <sup>229</sup>Th
| rowspan=4|5/2+
| rowspan=4|
| rowspan=4|
|-
| SF (6×10<sup>−9</sup>%)
| 다양
|-
| CD (7.2×10<sup>−11</sup>%)
| <sup>209</sup>Pb<br /><sup>24</sup>Ne
|-
| CD (1.3×10<sup>−13</sup>%)
| <sup>205</sup>Hg<br /><sup>28</sup>Mg
|-
| rowspan=4|[[우라늄-234|<sup>234</sup>U]]<ref group="n">[[우라늄-토륨 연대 측정]]에 사용된다.</ref><ref group="n" name="uu">[[우라늄-우라늄 연대 측정]]에 사용된다.</ref>
| rowspan=4|Uranium II
| rowspan=4 style="text-align:right" | 92
| rowspan=4 style="text-align:right" | 142
| rowspan=4|234.0409521(20)
| rowspan=4|2.455(6)×10<sup>5</sup> y
| α
| <sup>230</sup>Th
| rowspan=4|0+
| rowspan=4|[0.000054(5)]<ref group="n">[[우라늄-238|<sup>238</sup>U]]의 중간 [[붕괴 생성물]]</ref>
| rowspan=4|0.000050-<br />0.000059
|-
| SF (1.73×10<sup>−9</sup>%)
| 다양
|-
| CD (1.4×10<sup>−11</sup>%)
| <sup>206</sup>Hg<br /><sup>28</sup>Mg
|-
| CD (9×10<sup>−12</sup>%)
| <sup>184</sup>Hf<br /><sup>26</sup>Ne<br /><sup>24</sup>Ne
|-
| style="text-indent:1em" | <sup>234m</sup>U
|
| colspan="3" style="text-indent:2em" | 1421.32(10) keV
| 33.5(20) ms
|
|
| 6-
|
|
|-
| rowspan=3|[[우라늄-235|<sup>235</sup>U]]<ref group="n" name="pn">[[원시 핵종|원시]] [[방사성 핵종]]</ref><ref group="n" name="ul">[[우라늄-납 연대 측정]]에 사용된다.</ref><ref group="n">주요 핵연료</ref>
| rowspan=3|Actin Uranium<br />Actino-Uranium
| rowspan=3 style="text-align:right" | 92
| rowspan=3 style="text-align:right" | 143
| rowspan=3|235.0439299(20)
| rowspan=3|'''7.04(1)×10<sup>8</sup> y'''
| α
| <sup>231</sup>Th
| rowspan=3|7/2-
| rowspan=3|[0.007204(6)]
| rowspan=3|0.007198-<br />0.007207
|-
| SF (7×10<sup>−9</sup>%)
| 다양
|-
| CD (8×10<sup>−10</sup>%)
| <sup>186</sup>Hf<br /><sup>25</sup>Ne<br /><sup>24</sup>Ne
|-
| style="text-indent:1em" | <sup>235m</sup>U
|
| colspan="3" style="text-indent:2em" | 0.0765(4) keV
| ~26 min
| [[이성질핵 전이|IT]]
| <sup>235</sup>U
| 1/2+
|
|
|-
| rowspan=2|[[우라늄-236|<sup>236</sup>U]]
| rowspan=2|
| rowspan=2 style="text-align:right" | 92
| rowspan=2 style="text-align:right" | 144
| rowspan=2|236.045568(2)
| rowspan=2|2.342(3)×10<sup>7</sup> y
| α
| '''''<sup>232</sup>Th'''''
| rowspan=2|0+
| rowspan=2|
| rowspan=2|
|-
| SF 핵분열 (9.99%;10<sup>−8</sup>%)
| 다양
|-
| style="text-indent:1em" | <sup>236m1</sup>U
|
| colspan="3" style="text-indent:2em" | 1052.89(19) keV
| 100(4) ns
|
|
| (4)-
|
|
|-
| style="text-indent:1em" | <sup>236m2</sup>U
|
| colspan="3" style="text-indent:2em" | 2750(10) keV
| 120(2) ns
|
|
| (0+)
|
|
|-
| <sup>237</sup>U
|
| style="text-align:right" | 92
| style="text-align:right" | 145
| 237.0487302(20)
| 6.75(1) d
| β<sup>-</sup>
| <sup>237</sup>Np
| 1/2+
|
|
|-
| rowspan=3|[[우라늄-238|<sup>238</sup>U]]<ref group="n" name="ul" />
| rowspan=3|Uranium I
| rowspan=3 style="text-align:right" | 92
| rowspan=3 style="text-align:right" | 146
| rowspan=3|238.0507882(20)
| rowspan=3|'''4.468(3)×10<sup>9</sup> y'''
| α
| <sup>234</sup>Th
| rowspan=3|0+
| rowspan=3|[0.992742(10)]
| rowspan=3|0.992739-<br />0.992752
|-
| SF (5.45×10<sup>−5</sup>%)
| 다양
|-
| β<sup>-</sup>β<sup>-</sup> (2.19×10<sup>−10</sup>%)
| <sup>238</sup>
|-
| style="text-indent:1em" | <sup>238m</sup>U
|
| colspan="3" style="text-indent:2em" | 2557.9(5) keV
| 280(6) ns
|
|
| 0+
|
|
|-
| <sup>239</sup>U
|
| style="text-align:right" | 92
| style="text-align:right" | 147
| 239.0542933(21)
| 23.45(2) min
| β<sup>-</sup>
| <sup>239</sup>Np
| 5/2+
|
|
|-
| style="text-indent:1em" | <sup>239m1</sup>U
|
| colspan="3" style="text-indent:2em" | 20(20)# keV
| >250 ns
|
|
| (5/2+)
|
|
|-
| style="text-indent:1em" | <sup>239m2</sup>U
|
| colspan="3" style="text-indent:2em" | 133.7990(10) keV
| 780(40) ns
|
|
| 1/2+
|
|
|-
| rowspan=2|<sup>240</sup>U
| rowspan=2|
| rowspan=2 style="text-align:right" | 92
| rowspan=2 style="text-align:right" | 148
| rowspan=2|240.056592(6)
| rowspan=2|14.1(1) h
| β<sup>-</sup>
| <sup>240</sup>Np
| rowspan=2|0+
| rowspan=2|
| rowspan=2|
|-
| α (10<sup>−10</sup>%)
| <sup>236</sup>Th
|-
| <sup>241</sup>U
|
| style="text-align:right" | 92
| style="text-align:right" | 149
| 241.06033(32)#
| 5# min
| β<sup>-</sup>
| <sup>241</sup>Np
| 7/2+#
|
|
|-
| <sup>242</sup>U
|
| style="text-align:right" | 92
| style="text-align:right" | 150
| 242.06293(22)#
| 16.8(5) min
| β<sup>-</sup>
| <sup>242</sup>Np
| 0+
|
|
|}
<references group="n" />

{{동위 원소 색인}}

{{전거 통제}}

[[분류:우라늄 동위 원소| ]]
[[분류:우라늄|동위 원소]]
[[분류:원소별 동위 원소 목록]]