Neptunium (Deutsch)

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Name, Symbol, Number neptunium, Np, 93 Chemical series actinides Group, Period, Block n/a, 7, f Appearance silvery metallic Atomic mass (237) g/mol Electron configuration 5f4 6d1 7s2 Electrons per shell 2, 8, 18, 32, 22, 9, 2 Physical properties Phase solid Density (near r.,t.) 20.2 g·cm−3 Melting point 910 K
(637 ° C, 1179 ° F) Boiling point 4273 K
(4000 ° C, 7232 ° F) Heat of fusion 3.20 kJ·mol−1 Heat of vaporization 336 kJ·mol−1 Heat capacity (25 °C) 29.,>

Vapor pressure

P/Pa	1	10	100	1 k	10 k	100 k
at T/K	2194	2437

Atomic properties Crystal structure 3 forms: orthorhombic,
tetragonal and cubic Oxidation states 6, 5, 4, 3
( amphoteric oxide) Electronegativity 1.,36 (Pauling scale) Ionization energies 1st: 604.5 kJ/mol Atomic radius 175 pm Miscellaneous Magnetic ordering ? Electrical resistivity (22 °C) 1.220 µΩ·m Thermal conductivity (300 K) 6.,3 W·m−1·K−1 CAS-Registrierungsnummer 7439-99-8 Ausgewählte Isotope

Hauptartikel: Isotope von neptunium

iso	NA	Halbwertszeit	DM	DE ( MeV)	DP
235Np	syn	396.1 d	α	5.192	231Pa
			ε	0.,124	235U
236Np	syn	154×103 y	ε	0.940	236U
			β-	0.940	236Pu
			α	5.020	232Pa
237Np	syn	2.144×106 y	SF & α	4.,959	233Pa

Neptunium ( IPA: /ˌnɛpˈt(j)uːniəm/) ist ein element im Periodensystem und hat das symbol Np und der Ordnungszahl 93. Als silbriges radioaktives metallisches Element ist Neptunium das erste transuranische Element und gehört zur Actinid-Serie. Sein stabilstes Isotop, 237Np, ist ein Nebenprodukt der Kernreaktoren – und Plutoniumproduktion und kann als Komponente in Neutronendetektionsgeräten verwendet werden. Neptunium kommt auch in Spurenmengen in Uranerzen vor.,

Bemerkenswerte Eigenschaften

Silbrig im Aussehen ist Neptuniummetall chemisch ziemlich reaktiv und findet sich in mindestens drei strukturellen Modifikationen:

Dieses Element weist vier ionische Oxidationszustände auf, während es in Lösung ist:

• Np+3 (hellviolett), analog zu den Seltenerd-Ionen Pm+3,
• Np+4 (gelbgrün);
• NpO2+ (grünblau): und
• NpO2++ (blassrosa).,

Neptunium bildet Tri – und Tetrahalogenide wie NpF3, NpF4, NpCl4, NpBr3, NpI3 und Oxide der verschiedenen Zusammensetzungen, wie sie im Uran-Sauerstoff-System, einschließlich Np3O8 und NpO2, vorkommen.

Neptunium bildet wie andere Actinide leicht einen Dioxidneptunylkern (NpO2). In der Umgebung komplexe dieser Neptunylkern leicht mit Carbonat sowie anderen Sauerstoffmoieties (OH-, NO2-, NO3-und SO4-2), um geladene Komplexe zu bilden, die dazu neigen, leicht beweglich mit geringen Affinitäten zum Boden zu sein.,

• NpO2(OH)2-1
• NpO2(CO3)-1
• NpO2(CO3)2-3
• NpO2(CO3)3-5

Bitte sehen Sie sich auch Actiniden in der Umgebung

Verwendet

Vorläufer in der Plutonium-238-Produktion

237Np ist die Bestrahlung mit Neutronen zu erstellen, 238Pu, eine seltene und wertvolle Isotop für Satelliten und militärische Anwendungen.

Waffenanwendungen

Neptunium ist spaltbar und könnte theoretisch als Reaktorbrennstoff oder zur Herstellung einer Kernwaffe verwendet werden. Es wird nicht angenommen, dass eine tatsächliche Waffe jemals mit Neptunium konstruiert wurde.,

Im September 2002 schufen Forscher des Los Alamos National Laboratory der University of California die erste bekannte kritische Kernmasse unter Verwendung von Neptunium in Kombination mit angereichertem Uran und stellten fest, dass die kritische Masse von Neptunium geringer ist als zuvor vorhergesagt. US-Beamte planten im März 2004, die Versorgung des Landes mit angereichertem Neptunium an einen Standort in Nevada zu verlegen.

Geschichte

Neptunium (benannt nach dem Planeten Neptun) wurde erstmals 1940 von Edwin McMillan und Philip Abelson entdeckt., Ursprünglich von Walter Russells „Spiral“ Organisation des Periodensystems vorhergesagt, wurde es im Berkeley Radiation Laboratory der University of California, Berkeley, gefunden, wo das Team das Neptuniumisotop 239Np (2,4 Tage Halbwertszeit) produzierte, indem es Uran mit sich langsam bewegenden Neutronen bombardierte. Es war das erste synthetisch hergestellte Transuranelement und das erste Transuranelement der Actinid-Serie entdeckt.

Vorkommen

Spurenmengen von Neptunium finden sich natürlich als Zerfallsprodukte aus Transmutationsreaktionen in Uranerzen., 237Np wird durch die Reduktion von 237NpF3 mit Barium-oder Lithiumdampf bei etwa 1200 ° C hergestellt und wird am häufigsten aus abgebrannten Kernbrennstäben als Nebenprodukt bei der Plutoniumproduktion extrahiert.

Kernsynthese

Wenn ein 235U-Atom ein Neutron einfängt, wird es in einen angeregten Zustand von 236U umgewandelt. Etwa 81% der angeregten 236U-Kerne werden gespalten, aber der Rest zerfällt durch Emittieren von Gammastrahlung in den Grundzustand von 236U. Ein weiterer Neutroneneinfang erzeugt 237U, das eine Halbwertszeit von 7 Tagen hat und somit schnell auf 237Np zerfällt., Da fast alles Neptunium auf diese Weise produziert wird oder aus Isotopen besteht, die schnell zerfallen, erhält man durch chemische Trennung von Neptunium fast reines 237Np.

Isotope

19 Neptunium-Radioisotope wurden charakterisiert, wobei die stabilste 237Np mit einer Halbwertszeit von 2,14 Millionen Jahren, 236Np mit einer Halbwertszeit von 154.000 Jahren und 235Np mit einer Halbwertszeit von 396,1 Tagen war. Alle verbleibenden radioaktiven Isotope haben Halbwertszeiten von weniger als 4,5 Tagen, und die meisten von ihnen haben Halbwertszeiten von weniger als 50 Minuten., Dieses Element hat auch 4 Metazustände, wobei der stabilste 236mNp (t½ 22,5 Stunden) ist.

Die Isotope von Neptunium reichen im Atomgewicht von 225.0339 u (225Np) bis 244.068 u (244Np). Der primäre Zerfallsmodus vor dem stabilsten Isotop, 237Np, ist der Elektroneneinfang (mit viel Alpha-Emission) und der primäre Modus danach ist die Beta-Emission. Die primären Zerfallsprodukte vor 237Np sind Element 92 (Uran) Isotope (Alpha-Emission erzeugt Element 91, Protactinium, jedoch) und die primären Produkte nach sind Element 94 (Plutonium) Isotope.,

237Np zerfällt schließlich zu Wismut, im Gegensatz zu den meisten anderen gemeinsamen schweren Kernen, die zerfallen, um Blei zu bilden.