Neptunium-237
Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 7. marts 2022; verifikation kræver 1 redigering .| Neptunium-237 | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Neptunium-237 henfaldsskema (forenklet) | |||||
| Navn, symbol | Neptunium-237, 237 Np | ||||
| Neutroner | 144 | ||||
| Nuklidegenskaber | |||||
| Atommasse | 237.0481734(20) [1] a. spise. | ||||
| massefejl | 44 873,3(18) [1] k eV | ||||
| Specifik bindingsenergi (pr. nukleon) | 7574.982(8) [1] keV | ||||
| Halvt liv | 2.144(7)⋅10 6 [2] år | ||||
| Forfaldsprodukter | 233Pa _ | ||||
| Forældreisotoper |
237 U ( β - ) 237 Pu ( ε ) 241 Am ( α ) |
||||
| Spin og paritet af kernen | 5/2 + [2] | ||||
|
|||||
| Tabel over nuklider | |||||
Neptunium-237 er et radioaktivt nuklid af det kemiske grundstof neptunium med atomnummer 93 og massenummer 237. Den længstlevende isotop af neptunium, halveringstiden er 2,144(7)⋅10 6 år . Det blev opdaget i 1942 af Glenn Seaborg og Arthur Wahl [3] som et resultat af neutronbombardement af uran-238 [4] :
![{\displaystyle \mathrm {^{238}_{92}U} (\mathrm {n} ,\mathrm {2n} )\mathrm {^{237}_{92}U} \ {\xrightarrow[{6, 75\ \mathrm {d} }]{\beta ^{-}\ 518.6\ \mathrm {keV} }}\ \mathrm {^{237}_{93}Np} .}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/8775a1f993d6913ff1f9d2a6b289814e0ed63577)
Halveringstiden for denne nuklid er lille i forhold til Jordens alder, så neptunium findes kun i naturlige mineraler i spormængder; det primære (eksisterende på tidspunktet for dannelsen af Jorden) neptunium-237 henfaldt for længe siden, og på nuværende tidspunkt findes kun radiogen neptunium i naturen. Kilden til neptunium-isotoper i naturen er kernereaktioner, der forekommer i uraniummalme under påvirkning af kosmiske strålingsneutroner og spontan spaltning af uran-238 [5] . Det maksimale forhold mellem 237 Np og uran i naturen er 1,2⋅10 −12 [4] .
Det er stamfaderen til den uddøde radioaktive familie 4 n +1, kaldet neptunium-serien ; alle medlemmer af denne familie (undtagen den næstsidste, bismuth -209) er længe henfaldet (den længstlevende blandt dem - uran-233 har en halveringstid på 159 tusind år).
Aktiviteten af et gram af dette nuklid er ca. 26,03 MBq .
Dannelse og forfald
Neptunium-237 dannes som et resultat af følgende henfald:
- β - henfald af nuklidet 237 U (halveringstid er 6,75(1) [2] dage):
- Implementering af e-capture med nuklid 237 Pu (halveringstid er 45,2(1) [2] dage):
- α-henfald af nuklidet 241 Am (halveringstid er 432,2(7) [2] år):
Af de mulige kanaler for henfaldet af neptunium-237 blev kun α-henfald i 233 Pa detekteret eksperimentelt (sandsynlighed 100% [2] , henfaldsenergi 4958.3(12) keV [1] ):
Spektret af alfapartikler, der udsendes under henfald, er komplekst og består af mere end 20 monoenergetiske linjer [4] , de mest sandsynlige henfaldskanaler med alfapartikelenergier på 4788,0, 4771,4 og 4766,5 keV (de tilsvarende sandsynligheder er 478,36,4%, 42,36,4% %) [6] . Henfaldet er også ledsaget af emission af gammastråler (og konverteringselektroner ) med energier fra 5,5 til 279,7 keV [7] (de mest karakteristiske linjer er 29,37 og 86,48 keV med de tilsvarende sandsynligheder på 14,12 % og [12,4 % ) og røntgenkvanter af datteren 233 Pa.
Andre forfaldskanaler
Spontan fission er teoretisk mulig, men blev ikke observeret i forsøget (sandsynlighed ≤ 2⋅10 −10 %) [2] . Det samme gælder for klyngehenfald ; eksperimentelt fastsat øvre grænse for sandsynligheden for klyngehenfald med emission af en 30 Mg kerne ifølge reaktionen
er ≤4⋅10 −12 % [2] .
Henter
Neptunium-237 dannes i uranreaktorer som et resultat af den samme reaktion, der førte til opdagelsen af denne nuklid. Indholdet af 237 Np i bestrålet uranbrændsel er cirka 500 g pr. ton uran, eller 0,05 % [8] . Ved anvendelse af uranbrændstof beriget med 235 U og 236 U isotoper , dannes neptunium-237 hovedsageligt af følgende kernereaktion [4] [5] :
![{\displaystyle \mathrm {^{235}_{92}U} (\mathrm {n} ,\gamma )\mathrm {^{236}_{92}U} (\mathrm {n} ,\gamma )\ mathrm {^{237}_{92}U} \ {\xrightarrow[{6.75\ d}]{\beta ^{-}\ 518.6\ keV))\ \mathrm {^{237}_{ 93}Np} .}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/5d9fc82cdc80d2248b9422b90151776cbb87c787)
Det vigtigste råmateriale til opnåelse af neptunium er således plutoniumproduktionsaffald opnået under behandlingen af bestrålet uranbrændsel.
Neptunium-237 med høj renhed opnås fra præparater af americium-241 [5] .
Isolering af neptunium-isotoper udføres ved præcipitation, ionbytning, ekstraktion og ekstraktion-kromatografisk metode [5] .
Ansøgning
Ved at bestråle neptunium-237 med neutroner opnås vægtmængder af isotopisk rent plutonium-238 , som bruges i små radioisotopenergikilder (for eksempel i RTG'er , pacemakere ) [9] .
Se også
Noter
- ↑ 1 2 3 4 5 Audi G. , Wapstra AH , Thibault C. AME2003-atommasseevalueringen (II). Tabeller, grafer og referencer (engelsk) // Kernefysik A . - 2003. - Bd. 729 . - s. 337-676 . - doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003 . - .
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Audi G. , Bersillon O. , Blachot J. , Wapstra AH NUBASE-evalueringen af nukleare og henfaldsegenskaber // Nuclear Physics A. - 2003. - T. 729 . - S. 3-128 . - doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 . - .
- ↑ Volkov V. A., Vonsky E. V., Kuznetsova G. I. Fremragende kemikere i verden. - M . : Højere skole, 1991. - S. 603. - 656 s.
- ↑ 1 2 3 4 Mikhailov V. A. Analytisk kemi af neptunium. - M . : "Nauka", 1971. - S. 5-12. — 218 s. — (Analytisk kemi af grundstoffer). - 1700 eksemplarer.
- ↑ 1 2 3 4 Kemisk encyklopædi: i 5 bind / Red.: Knunyants I. L. (chefredaktør). - M . : Soviet Encyclopedia, 1992. - T. 3. - S. 216-217. — 639 s. — 50.000 eksemplarer. — ISBN 5-85270-039-8 .
- ↑ 1 2 Egenskaber for 237 Np på IAEA's hjemmeside (International Atomic Energy Agency) (utilgængeligt link)
- ↑ WWW Tabel over radioaktive isotoper . — Ejendomme 237 Np. Hentet 2. april 2011. Arkiveret fra originalen 27. juli 2012.
- ↑ Brugt nukleart brændsel fra termiske reaktorer . Hentet 30. marts 2021. Arkiveret fra originalen 15. maj 2021.
- ↑ Chemical Encyclopedia, 1992 , s. 581.
