Pin
Send
Share
Send


Нептуний (химиялық белгі Np, атом нөмірі 93) - актинидтер қатарына жататын күміс радиоактивті металл элемент. Бұл бірінші трансураникалық элемент1 және осы топтың алғашқы мүшесі синтетикалық жолмен шығарылады. Оның ең тұрақты изотопы, 237Np - бұл ядролық реакторлар мен плутоний өндірісінің жанама өнімі. Сондай-ақ, ол уран кендерінде де кездеседі. Ол нейтронды анықтайтын жабдықта компонент ретінде пайдаланылуы мүмкін және ықтимал ядролық реактор үшін немесе ядролық қару жасау үшін пайдаланылуы мүмкін.

Оқиға

Нептунийдің іздері уран кендеріндегі трансмутациялық реакциялар нәтижесінде ыдырау өнімі ретінде табиғи түрде кездеседі. Изотоп 237Np төмендеуі арқылы шығарылады 237NpF3 барий немесе литий буларымен шамамен 1200 ° C температурада және көбінесе плутоний өндірісінде жанама өнім ретінде пайдаланылған ядролық отын өзектерінен алынады.

Этимология және тарих

Нептуний Ураннан шыққан келесі планета Нептун планетасы үшін аталды, содан кейін уран деп аталды. Оны алғаш Эдвин Макмиллан және Филип Х. Абельсон 1940 жылы ашқан. Алғашында Уолтер Расселлдің мерзімді кестені «спиральды» ұйымдастыруы бойынша ол Калифорния университетінің Беркли радиациялық зертханасында, Берклиде табылған. Зерттеу тобы нептуний изотопын шығарды 239Нп (2,4 тәуліктік жартылай шығарылу кезеңі) уранды баяу қозғалатын нейтрондармен бомбалау арқылы. Бұл синтетикалық жолмен алынған алғашқы трансуран элементі және алғашқы актинидті сериялы трансуран элементі табылды.

Ядролық синтез

Қашан атом 235U нейтронды ұстап, қозған күйге өтеді 236U. Толқудың 81 пайызы 236U ядролары ыдырауға ұшырайды, ал қалған бөлігі топырақ күйіне дейін ыдырайды 236U гамма-сәуле шығару арқылы. Одан әрі нейтронды ұстап қалады 237Жартылай ыдырау мерзімі жеті күн, сондықтан тез ыдырайды 237Np. 237U да n, 2n реакциясы арқылы түзіледі 238U. Нептунийдің барлығы дерлік осылай өндірілген немесе тез ыдырайтын изотоптардан тұрады, 237Нептунийдің химиялық бөлінуімен Np.

Белгілі сипаттамалары

Нептуний - бұл уран мен плутонийдің арасындағы периодтық кестенің 7-ші кезеңінде орналасқан актинид сериясының ішкі ауыспалы металы. Сыртқы түрі бойынша күміс, бұл металл өте химиялық реактивті және кем дегенде үш құрылымдық өзгерісте кездеседі:

  • альфа-нептуний, орторбалық, тығыздығы 20,25 Мг / м3,
  • бета-нептуний (280 ° C жоғары), тетрагональ, тығыздығы (313 ° C) 19,36 Мг / м3, және
  • гамма-нептуний (577 С жоғары), текше, тығыздығы (600 ° C) 18 Мг / м3

Бұл элемент ерітінді кезінде төрт иондық тотығу күйіне ие:

  • Np+3 сирек кездесетін жер ионы Pm-ге ұқсас (бозғылт күлгін)+3,
  • Np+4 (сары жасыл);
  • NPO2+ (жасыл көк): және
  • NPO2++ (бозғылт қызғылт).

Изотоптар

Көптеген нептуний радиоизотоптары сипатталды. Олардың ішіндегі ең тұрақтысы 237Жартылай ыдырау кезеңімен (т½) 2,14 миллион жыл; 236Np, жартылай ыдырау кезеңі 154,000 жыл; және 235Жартылай ыдырау кезеңі 396,1 күн. Барлық қалған радиоактивті изотоптардың жартылай шығарылу кезеңі 4,5 күннен аз, ал олардың көпшілігінің жартылай шығарылу кезеңі 50 минуттан аз. Бұл элемент төрт тұрақты мета күйіне ие, олардың ішіндегі ең тұрақтысы 236мNp (т.)½ 22,5 сағат).

Нептуний изотоптары атом салмағы бойынша 225.0339 атомдық массадан тұрады (аму) (225Np) 244,068 аму (дейін)244Np). Изотоп 237Нәтижесінде Np ақырында қорғасын алу үшін ыдырайтын көптеген басқа қарапайым ауыр ядролардан айырмашылығы висмут қалыптастыру үшін ыдырайды.

Қосылыстар мен комплекстер

Нептуний NpF сияқты три- және тетрахалидтерді түзеді3, NpF4, NpCl4, NpBr3, және NpI3. Сонымен қатар ол уран-оттегі жүйесінде, соның ішінде Np сияқты әртүрлі құрамдағы оксидтерді құрайды3О8 және NpO2.

Басқа актинидтер сияқты нептуний де нептунил диоксидін түзеді (NpO)2). Қоршаған ортада бұл нептунил ядросы құрамында OH сияқты басқа да оттегі бар иондық топтар сияқты карбонатпен тез үйлеседі.-, ЖОҚ2-, ЖОҚ3-, солай42-). Осылайша, ол тез қозғалатын, топыраққа жақын қоспалары бар зарядталған кешендерді құрайды. Бұл кешендердің мысалдары:

  • NPO2(OH)2-
  • NPO2(СО3)-
  • NPO2(СО3)2-3
  • NPO2(СО3)3-5

Қолданады

Плутоний-238 өндірісіндегі прекурсор

Изотоп 237Np құру үшін нейтрондармен сәулелендірілуі мүмкін 238Пу, сирек кездесетін плутоний изотопы, ол ғарыштық аппараттар мен әскери мақсаттарда қолданылады.

Қаруды қолдану

Нептуний бөлшектенеді және теориялық тұрғыдан реактор отыны ретінде немесе ядролық қару жасау үшін пайдаланылуы мүмкін. 1992 жылы АҚШ Энергетика министрлігі Np-237 «ядролық жарылғыш құрылғыны қолдануға болады» деген мәлімдемені жария етті.2 Нақты қару ешқашан нептунийдің көмегімен жасалған деп сенбейді.

2002 жылдың қыркүйегінде Калифорния университетінің Лос-Аламос ұлттық зертханасы нептунийді байытылған уранмен үйлестіре отырып, алғашқы белгілі ядролық сыни массасын жасады, бұл нептунийдің критикалық массасы бұрын болжанғаннан аз екенін анықтады.3 2004 жылы наурызда АҚШ шенеуніктері Невада штатындағы байытылған нептуний жеткізілімін өткізуді жоспарлады.

Сондай-ақ қараңыз

Ескертпелер

  1. Trans «Трансурандық элементтер» дегеніміз - атомдық саны ураннан гөрі химиялық элементтер (атом нөмірі 92).
  2. ↑ «Мәліметтерді жария етудің шектеулі шешімдері: 1946 жылдан қазіргі уақытқа дейін». АҚШ Энергетика департаменті (1 қаңтар 2001 ж.). 2007 жылдың 14 наурызында шығарылды.
  3. ↑ Вайсс, П. «Аз зерттелген металл сындарлы болады - Нептуний ядролары?» Ғылым жаңалықтары (26 қазан 2002). 2007 жылдың 14 наурызында шығарылды.

Пайдаланылған әдебиеттер

  • Эмсли, Джон. 2001 жыл. Табиғаттың құрылыс блоктары: A-Z элементтеріне арналған нұсқаулық. Нью-Йорк: Оксфорд университетінің баспасөзі. ISBN 0198503407 және ISBN 978-0198503408
  • Гринвуд, Н. Н. және А. Эрншав. 1998 жыл. Элементтер химиясы 2-ші басылым. Оксфорд, Ұлыбритания; Берлингтон, МА: Баттерворт-Гейнеманн. ISBN 0750633654.Онлайн нұсқасы.
  • Хэмпель, Клиффорд А. 1968 ж. Химиялық элементтер энциклопедиясы. Нью-Йорк: Reinhold Book Corp. ISBN 0442155980 және ISBN 978-0442155988
  • Морс, Лестер Р., Норман М.Эделштайн және Жан Фюгер (ред.). 2006 жыл. Актинид және Transactinide элементтерінің химиясы. 3-ші басылым 5 том. Джозеф Дж. Катц, адаптер. Дордрехт: Springer. ISBN 1402035551 және ISBN 978-1402035555
  • Ствертка, Альберт. 1998 жыл. Элементтерге нұсқаулық. Қайта қарау. Нью-Йорк: Оксфорд университетінің баспасөзі. ISBN 0195080831

Сыртқы сілтемелер

Барлық сілтемелер 2018 жылғы 15 қарашада алынды.

  • Нептуний. Шеффилд университеті және WebElements Ltd.
  • Зерттеу жаңалықтары. «Зертхана әлемдегі алғашқы нептуния саласын жасайды». АҚШ Энергетика министрлігі, Ғылым Кеңсесі.
  • Қауіпті заттар туралы мәліметтер банкі. Нептуний, радиоактивті. TOXNET, Ұлттық медицина кітапханасы.

Pin
Send
Share
Send