Pin
Send
Share
Send


neptúnium (kémiai szimbólum np(93-as atomszám) ezüstös radioaktív fém elem, amely az aktinid sorozathoz tartozik. Ez az első transzurán elem1 és a csoport első tagja, amelyet szintetikusan állítanak elő. Legstabilabb izotópja, 237Az Np a nukleáris reaktorok és a plutónium előállításának mellékterméke. Az uránércek nyomokban is megtalálható. Használható komponensként a neutrondetektáló berendezésekben, és potenciálisan felhasználható nukleáris reaktor üzemanyagához vagy nukleáris fegyver létrehozásához.

Esemény

A neptunium nyomokban természetesen megtalálható uránércek transzmutációs reakcióinak bomlástermékeként. Az izotóp 237Az Np keletkezik az Np redukciójával 237npf3 bárium- vagy lítiumgőzökkel körülbelül 1200 ° C-on, és a plutónium előállításában leggyakrabban melléktermékként nyerik ki a kiégett nukleáris fűtőelemekből.

Etiológia és történelem

A Neptunium nevét a Neptunusz bolygónak nevezték, amely az Uránuszból következő legközelebbi bolygó, amely után az uránt elnevezték. Először Edwin McMillan és Philip H. Abelson fedezte fel 1940-ben. A periódusos rendszer spirálszervezésével kezdetben Walter Russell előrejelzése alapján azt a kaliforniai egyetem Berkeley sugárzási laboratóriumában találták meg. A kutatócsoport előállította a neptunium izotópot 239Np (2,4 napos felezési idő) az urán lassú mozgású neutronokkal történő bombázásával. Ez volt az első szintetikusan előállított transzurán elem, és felfedezték az első aktinid sorozatú transzurán elemet.

Nukleáris szintézis

Amikor egy atom 235U rögzíti a neutronot, és ez gerjesztett állapotba kerül 236U. Az izgatott körülbelül 81% -a 236Az U magok hasadást hajtanak végre, de a fennmaradó rész lebomlik a 236U gamma sugárzás kibocsátásával. További neutronfogás jön létre 237U, amelynek felezési ideje hét nap, és így gyorsan lebomlik 237Np. 237U-t szintén n, 2n reakcióval állítják elő 238U. Mivel szinte az összes neptunium ilyen módon állul elő, vagy olyan izotópokból áll, amelyek gyorsan lebomlanak, az majdnem tiszta lesz 237Np a neptunium kémiai elválasztásával.

Figyelemre méltó jellemzők

A neptunium az aktinid sorozat belső átmenetifémje, amely a periódusos rendszer 7. szakaszában található, urán és plutónium között. Ezüstös megjelenésű, ez a fém meglehetősen kémiailag reakcióképes, és legalább három szerkezeti átalakulásban megtalálható:

  • alfa-neptúnium, ortorombás, sűrűsége 20,25 Mg / m3,
  • béta-neptunium (280 ° C felett), tetragonális, sűrűség (313 ° C) 19,36 Mg / m3és
  • gamma-neptunium (577 ° C felett), köbös, sűrűség (600 ° C) 18 Mg / m3

Ennek az elemnek négy ionos oxidációs állapota van oldatban:

  • np+3 (halvány lila), hasonló a ritkaföldfémek Pm-hez+3,
  • np+4 (sárga zöld);
  • NPO2+ (zöld kék): és
  • NPO2++ (halvány rózsaszín).

Izotóp

Számos neptunium radioizotópot jellemeztek. Ezek közül a legstabilabak 237Np, felezési ideje (t½) 2,14 millió évvel; 236Np, felezési ideje 154 000 év; és 235Np, felezési ideje 396,1 nap. Az összes fennmaradó radioaktív izotóp felezési ideje kevesebb, mint 4,5 nap, ezek többségének felezési ideje kevesebb, mint 50 perc. Ennek az elemnek négy metaállapota is van, amelyek közül a legstabilabb 236mNp (t½ 22,5 óra).

A neptunium izotópjai atomsúlyban vannak, 225,0339 atomi tömeg egységben (amu) (225Np) - 244,068 amu (244Np). Az izotóp 237Az Np végül biszmust képez, a legtöbb más általános nehézmaggal ellentétben, amely ólom előállításához bomlik.

Vegyületek és komplexek

A neptunium tri- és tetrahalogenideket, például NpF-et képez3, NpF4, NpCl4, NpBr3és NpI3. Különböző összetételű oxidokat képez, mint például az urán-oxigén rendszerben, beleértve az Np-t is3O8 és NpO2.

Más aktinidokhoz hasonlóan a neptunium könnyen dioxid-neptunil-magot (NpO2). A környezetben ez a neptunilmag könnyen komplexedik karbonáttal, valamint más oxigéntartalmú ionos csoportokkal, például OH-val-, NEM2-, NEM3-, és aztán42-). Ilyenkor töltött komplexeket képez, amelyek általában könnyen mozognak, alacsony affinitással a talajhoz. Példák ezekre a komplexekre:

  • NPO2(OH)2-
  • NPO2(CO3)-
  • NPO2(CO3)2-3
  • NPO2(CO3)3-5

Felhasználások

Prekurzor a plutónium-238 előállításában

Az izotóp 237Az Np neutronokkal besugárzható, hogy létrejöjjön 238Pu, egy ritka plutónium-izotóp, amely űrhajókban és katonai alkalmazásokban használható.

Fegyver alkalmazások

A Neptunium hasítható, elméletileg reaktor üzemanyagként vagy nukleáris fegyver létrehozására használható. 1992-ben az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma besorolta azt a kijelentést, miszerint az Np-237 "nukleáris robbanóanyaghoz használható".2 Nem gondoljuk, hogy valaha egy valódi fegyvert neptunium felhasználásával állítottak elő.

2002 szeptemberében a kaliforniai University of Los Alamos Nemzeti Laboratórium kutatói elkészítették az első ismert nukleáris kritikus tömeget neptunium és dúsított urán kombinációjának felhasználásával, és rájöttek, hogy a neptunium kritikus tömege alacsonyabb, mint az előzőleg becsülték.3 2004 márciusában az Egyesült Államok tisztviselői azt tervezték, hogy a nemzet dúsított neptúniumot szállítják Nevada egyik telephelyére.

Lásd még

Megjegyzések

  1. ↑A "transzurán elemek" azok a kémiai elemek, amelyek atomszáma nagyobb, mint az uráné (92 atomi szám).
  2. ↑ "Korlátozott adatminősítési határozatok: 1946-ig." Amerikai Energiaügyi Minisztérium (2001. január 1.). Beérkezett 2007. március 14-én.
  3. Iss Weiss, P. "A kevésbé tanulmányozott fém kritikus jelentőségű - Neptunium Nukes?" Science News (2002. október 26.). Beérkezett 2007. március 14-én.

Irodalom

  • Emsley, John. 2001. A természet építőelemei: A-Z útmutató az elemekhez. New York: Oxford University Press. ISBN 0198503407 és ISBN 978-0198503408
  • Greenwood, N. N. és A. Earnshaw. 1998. Az elemek kémiája 2nd ed. Oxford, Egyesült Királyság; Burlington, MA: Butterworth-Heinemann. ISBN 0750633654.Online verzió.
  • Hampel, Clifford A., 1968. A kémiai elemek enciklopédia. New York: Reinhold Book Corp. ISBN 0442155980 és ISBN 978-0442155988
  • Morss, Lester R., Norman M. Edelstein és Jean Fuger (szerk.). 2006. Az aktinid és transaktinid elemek kémiája. 3. szerk. 5 vols. Joseph J. Katz, adapter. Dordrecht: Springer. ISBN 1402035551 és ISBN 978-1402035555
  • Stwertka, Albert. 1998. Útmutató az elemekhez. Kiadás. New York: Oxford University Press. ISBN 0195080831

Külső linkek

Az összes link lehívva 2018. november 15-én.

  • Neptúnium. A Sheffield Egyetem és a WebElements Kft.
  • Kutatási hírek. „A Lab épít a világ első neptunium gömbjét.” Az Egyesült Államok Energiaügyi Tanszéke, Tudományos Iroda.
  • Veszélyes anyagok adatbank. Neptunium, radioaktív. TOXNET, Országos Orvostudományi Könyvtár.

Pin
Send
Share
Send