נפטוניום

פלוטוניום - נפטוניום - אורניום   Pm Np        הטבלה המחזורית
כללי
מספר אטומי	93
סמל כימי	Np
סדרה כימית	אקטינידיים
צפיפות	20250 kg/m3
מראה	מתכתי כסוף-לבן
תכונות אטומיות
משקל אטומי	237 amu
רדיוס ואן דר ואלס	150 pm
סידור אלקטרונים ברמות אנרגיה	2,8,18,32,22,9,2
תכונות פיזיקליות
מצב צבירה בטמפ' החדר	מוצק
טמפרטורת התכה	910K (637°C)
טמפרטורת רתיחה	4273K (4000°C)
שונות
אלקטרושליליות	1.36
מוליכות חשמלית	0.822 106/m·Ω
מוליכות תרמית	6.3 W/(m·K)
אנרגיית יינון ראשונה	604.5 kJ/mol

נפטוניום (Neptunium) הוא יסוד כימי רדיואקטיבי מתכתי, החמישי בסדרת האקטינידים והיסוד הטרנס-אורני הראשון. סימולו Np ומספרו האטומי הוא 93.

היסטוריה

הנפטוניום זוהה על ידי אדווין מקמילן ופיליפ אבלסון מאוניברסיטת ברקלי, קליפורניה, בשנת 1940, והיה לראשון היסודות הטרנס-אורניים. הנפטוניום קרוי על שם כוכב הלכת נפטון שנמצא מיד אחרי אורנוס ולפני פלוטו במערכת השמש, כשם שהנפטוניום נמצא מיד אחרי האורניום ולפני הפלוטוניום בטבלה המחזורית.

בספטמבר 2002, חוקרים במעבדה הלאומית לוס אלמוס הצליחו ליצור בפעם הראשונה מסה קריטית של נפטוניום כאשר עירבבו אותו עם אורניום מועשר.

מאפיינים

הנפטוניום הוא מתכת כסופה-לבנה. מופיע בשלוש צורות פולימורפיות: אלפא-נפטוניום (מבנה של מעוינים עד לטמפ' של 280 מעלות צלזיוס), בטא-נפטוניום (מבנה של טטרהדרונים עד לטמפ' של 576 מעלות צלזיוס), גמא-נפטוניום (מבנה קובייתי עד לטמפרטורת ההתכה 637 מעלות צלזיוס). הנפטוניום פעיל כימית ומסוגל להתרכב עם הלוגנים ועם חמצן.

הנפטוניום נמצא בטבע בכמויות זעירות מאוד בעפרות של אורניום, שם הוא נוצר בשל השפעה של קרינה קוסמית וכתוצאה מבליעה של נייטרונים שנפלטים כתוצאה מביקוע גרעיני ספונטני של האורניום על ידי האטומים שלו עצמו. עם זאת, רוב הנפטוניום מיוצר כיום במעבדות או כשלב ביניים בייצור פלוטוניום, בתהליך של הפצצת אורניום בנייטרונים: $\ ^{238} U + ^1 _0 n \rarr ^{239} U \rarr ^{239}Np + e^-$

$\ ^{235} U + ^1 _0 \rarr ^{236} U _{excited} \rarr \gamma + ^{236} U _{ground}; ^{236} U _{ground} + ^1 _0 n \rarr ^{237} U \rarr ^{237} Np + e^-$

שימושים

• כאשר מפציצים נפטוניום 237 בנייטרונים, ניתן להפיק פלוטוניום 238.
• הנפטוניום ניתן לביקוע ויכול לשמש כדלק גרעיני ו/או כדי לייצר נשק גרעיני.

איזוטופים

תוצרי הדעיכה של איזוטופים שונים של נפטוניום הם אורניום, פרוטקטיניום ופלוטוניום. כיום ידועים כ-21 איזוטופים של נפטוניום ומתוכם 3 עיקריים:

• 235-בעל זמן מחצית חיים של 396.1 ימים.
• 236-בעל זמן מחצית חיים של 154,000 שנים.
• 237-בעל זמן מחצית חיים של 2,144,000 שנים.

זמן מחצית החיים של שאר האיזוטופים של הנפטוניום קצר ולרוב אינו עולה על 4.5 ימים ולרובם זמן מחצית החיים אינו עולה על 50 דקות.

קישורים חיצוניים

• הנפטוניום באתר Webelements