neptunium

Det har blitt fremstilt 20 isotoper av neptunium, og de har massetall fra 225 til 244. De er alle kunstig laget, og alle er radioaktive. ²³⁷Np er den isotopen som har lengst halveringstid, 2,14 · 10⁶ år. Sammenlignet med Jordens alder, 4,55 · 10⁹ år, er denne halveringstiden så kort at mer enn 2000 halveringstider er forløpt siden Jorden ble til. Det finnes derfor ikke påviselige mengder av neptunium som et opprinnelig grunnstoff. ²³⁷Np og ²³⁹Np blir dannet i små mengder i naturen ved at uran reagerer med nøytroner, henholdsvis (n,2n)- og (n,γ)-reaksjoner. Produktene blir β^--ustabile og desintegrerer til neptunium, men konsentrasjonen er så lav at isotopene vanskelig lar seg isolere kjemisk fra uranmalmer.

²³⁷Np desintegrerer ved α-stråling til ²³³Pa (protactinium) og videre gjennom flere radioaktive nuklider til ²⁰⁵Tl (thallium). Denne radioaktive serien kalles neptuniumserien. I denne har alle leddene et massetall som fremkommer av formelen 4n+1, der n er et helt tall. Se også artikkelen radioaktivitet.

Både i fast tilstand og i løsninger kan neptunium opptre med alle oksidasjonstall fra +III til +VII. Disse svarer til kationene Np³⁺ (blåfiolett), Np⁴⁺ (gulgrønn), NpO₂⁺(blågrønn), NpO₂²⁺ (rosa), i tillegg til forskjellige anioner som blant annet NpO₅³⁻ (mørkegrønn). De mest stabile og vanlige oksidasjonstrinnene er +III, +IV og særlig +V.

Isotopen ²³⁷Np dannes i store mengder i kjernereaktorer med brenselstaver av mer eller mindre anriket ²³⁵U. Ved nøytroninnfanging vil ²³⁵U bli omgjort til ²³⁶U. Mesteparten av ²³⁶U-nuklidene vil fisjonere, men noe ²³⁶U vil også kunne absorbere et nytt nøytron og danne ²³⁷U . Denne nukliden er β^--aktiv og desintegrerer til ²³⁷Np.

Av ²³⁸U dannes ²³⁹U som desintegrerer tilsvarende til ²³⁹Np, men denne har kort levetid (halveringstid på 2,346 dager) og desintegrerer til ²³⁹Pu (plutonium). Mengden av neptunium utgjør ca. 0,1 prosent av plutoniumproduksjonen, men noe avhengig av reaktortype. ²³⁷Np er radiotoksisk og et betydelig avfallsproblem. Mengden reduseres derfor ved transmutasjon til mer kortlivete nuklider.

Neptunium isoleres fra brenselselementene i kjernereaktorer ved forskjellige kjemiske metoder som ekstraksjonsprosesser, ionebyttingsreaksjoner, fellingsreaksjoner og fordampningsprosesser. Metallet selv blir fremstilt ved reduksjon av et fluorid, for eksempel NpF₄, med et jordalkalimetall, for eksempel kalsium, ved høy temperatur.

Neptunium ble oppdaget i 1940 av Edwin M. McMillan og Philip H. Abelson ved University of California, Berkeley. De påviste at ²³⁹Np ble dannet ved bestråling av uran (²³⁸U) med langsomme (termiske) nøytroner.

Grunnstoffet fikk navnet neptunium etter planeten Neptun, som er den første planeten utenfor Uranus, som uran er oppkalt etter.

• neptuniumserien
• actinoider
• transuraner
• grunnstoff
• radioaktivitet
• periodesystemet