Neptunium, elementti 93 jaksollisen elementtejä, oli ensimmäinen transuranium elementti voidaan valmistaa synteettisesti, ja ensimmäinen aktinidien sarja transuranium elementti löytäjäänsä. Sen löytyminen tapahtui useiden alkuaineesta tehtyjen väärien havaintojen jälkeen, muun muassa Enrico Fermin yrityksen pommittaa uraania neutroneilla. Tämä koe johti fission löytymiseen eli atomien pilkkomiseen.
Neptunium on alumiinifoliota on jaksollisen välillä uraani ja plutonium, jotka ovat myös radioaktiivisia., Kaikki nämä kolme elementtiä, joka on nimetty planeettojen, on välillä 92 ja 94 protonien niiden ytimet, riittävän suuri tehtävä ydinfission reaktion, tai ”atomin halkaisu.”Tämän kyvyn vuoksi uraania ja plutoniumia käytetään laajasti sekä ydinvoimaloissa että aseissa.
Neptunium löydettiin kuitenkin huomattavasti myöhemmin historiassa kuin kumpikaan sen jaksollisen järjestelmän naapureista, eikä sitä käytetä laajalti., Neptunium on edelleen tärkeä osa tutkimusta, koska se on valmistettu ydinreaktiot uraania ja plutoniumia, ja se voi kestää yhtä haitallista radioaktiivista jätettä miljoonia vuosia, mukaan 2003 selvityksen Pacific Northwest Nuclear Laboratory. Neptuniumin kemian ymmärtäminen on välttämätöntä ydinjätteen turvallisen pitkäaikaisen varastoinnin varmistamiseksi.
Vain tosiasiat
- Atomi numero (protonien lukumäärä tumassa): 93
- Atomi symboli (jaksollisen elementtejä): Np
- Atomi paino (keskimääräinen massa atomin): 237
- Tiheys: 11.,48 grammaa per kuutiosenttimetri (19.86 grammaa per kuutio cm)
- Vaihe huoneenlämmössä: kiinteä
- Sulamispiste: 1,191 astetta Fahrenheit (644 astetta)
- Kiehumispiste: 7,052 F (3,900 C)
- Useita luonnon isotoopit (atomeja saman elementin eri määrä neutroneja): 4 — Neptunium-237 kautta neptunium-240. Laboratoriossa on luotu 21 muuta tunnettua isotooppia.,
- yleisin isotooppi: Np-237
Löytö: Kolmas kerta toden sanoo
Mukaan John Emsley kirjassaan, ”Luonnon rakennuspalikat: A-Z-Opas Elementtejä” (Oxford University Press, 1999), italialainen tiedemies Enrico Fermi oli ensimmäinen väittävät, että hän löysi elementti 93, vuonna 1934. Hän arveli, että uraania raskaampia alkuaineita (alkuaine 92) voitaisiin luoda pommittamalla uraania neutroneilla., Teoriassa tämä olisi lisätä yksi neutraali massa yksikkö uraanin atomien, joka sitten tehdään beta rappeutuminen, tai menetys negatiivinen varaus, joka muuttuu neutroni tulee protoni, jolloin elementti 93 yhteensä protonit. Fermi on kokeilu ei lopulta tuottaa elementti; sen sijaan neutronia yhdistyy uraanin atomien, he jakavat uraanin atomien monet fragmentti radioisotooppien. Fermi oli arvosteltu hänen väärä väite, ja ei tiennyt tuolloin, että hän oli tosiasiallisesti suoritetaan ensimmäisen atomin halkaisu tai fissio -, kokeilu.,
Vain neljä vuotta myöhemmin vuonna 1938, Romanian fyysikko Horia Hulubei ja ranskalainen kemisti Yvette Cauchois tehty samanlainen väärä raportti löytää elementti 93. He väittivät löytäneensä alkuaineen luonnossa esiintyvästä mineraalinäytteestä. Tuolloin tutkijat hylkäsivät tämän, uskoen, n elementit, joissa on enemmän protoneja kuin uraania (transuranium elementit) olivat läsnä luonnossa.
Elementti 93 hyväksyttiin olemassa olevana elementtinä vuonna 1940 Kalifornian yliopistossa Berkeleyssä., Professori Edwin McMillan ja jatko-opiskelija Philip Abelson käytetty tekniikka, samanlainen Fermi, mutta yksi merkittävä ero: ne käytetään hitaita neutroneja. McMillan käytti syklotroniksi kutsuttua konetta neutronien hidastamiseen ja ohjasi ne uraani-238: n kohteeseen. Tällä kertaa, neutronit oikeastaan oli luoda elementti 93 fuusioimalla kanssa uraanin atomien sijaan rikkomatta niitä toisistaan. Abelson analysoi tuloksena syntyneen näytteen ja havaitsi epätavallista beetasäteilyä, joka osoitti uuden isotoopin (myöhemmin NP-289) olevan läsnä., McMillan ja Abelson päättivät kutsua alkuainetta neptuniumiksi, koska Neptunus on seuraava planeetta Uranuksen takana aurinkokunnassa. Löytö oli ensimmäinen laboratoriossa syntetisoitu transuraniumelementti, joka toi Mcmillanille Nobelin palkinnon vuonna 1951.
Lähteet neptunium
Vaikka tutkijat tapana ajatella neptunium voi vain olla luotu synteettisesti, pieniä määriä neljä neptunium on 25 isotooppeja on löydetty luonnossa, mukaan Los Alamos National Laboratory., Uraanin, löytyy rock, maaperän ja veden, läpi luonnon ydinvoima reaktio, joka aiheuttaa pieniä määriä isotooppeja Np-237 Np-240.
suurin osa neptuniumista on kuitenkin antropogeenista, eli se syntyy ydinvoimaloiden reaktioiden sivutuotteena. Tutkijat voivat poimia neptuniumia käytetystä ydinpolttoaineesta suuria määriä. Pitkän 2,14 miljoonan vuoden puoliintumisaikansa vuoksi Np-237 on neptuniumin runsain isotooppi. Useimmilla muilla neptuniumin isotoopeilla on lyhyt puoliintumisaika ja hajoaminen muutamassa päivässä.,
Ominaisuudet neptunium
Neptunium on jäsenenä aktinidien sarja, rivi 5f jaksollisen. Tämä rivi (yhdessä lantanidin rivi edellä) on usein kuvattu alla ja erikseen muusta jaksollisen, koska se on liian pitkä mahtuakseen sivulle, jossa normaali mitat. Kaikilla 15 aktinidielementillä on hyvin suuri atomiradi ja ne ovat radioaktiivisia.
Neptunium on hopeametalli ja erittäin reaktiivinen, jossa on neljä erilaista hapettumistilaa. Kun se yhdistyy muihin elementteihin, se esiintyy erivärisinä ratkaisuina (violetti, keltainen, vihreä ja vaaleanpunainen)., Jopa omasta, neptunium esiintyy kolme eri allotropes, tai fyysisiä muotoja, riippuen lämpötilasta. Se on tihein ja aktinidit ja voi jäädä nesteen suurin lämpötila-alue tiedossa elementti.
Voimmeko käyttää sitä?
neptuniumin nykyiset sovellukset ovat rajallisia. Neptuniumia on pidetty fissiilinä ydinpolttoaineena vain, ei varsinaisesti käytettynä. Kuitenkin, neptunium-237 käytetään luoda plutonium-238, joka on sitten käytetään erityistä energiaa generaattorit joka voi vallan satelliitteja, avaruusaluksia ja majakat pitkäksi aikaa., Neptunium-237: ää käytetään myös ydinfysiikan tutkimuksessa osana laitetta, joka havaitsee suurienergiset neutronit.
voiko se vahingoittaa meitä?
kodissasi saattaa olla radioaktiivista neptuniumia! Neptunium kerääntyy yhteiseen kotitaloustuotteeseen: ionisoiviin savuilmaisimiin. Savun havaitsemiseksi toinen aktinidielementti, amerikium-241, säteilee ja muuttuu neptunium-237: ksi. Mutta ei syytä huoleen: määrä radioaktiivista materiaalia palovaroitin on vähäinen ja ei aiheuta haittaa ihmisten terveydelle, mukaan Emsley. Palovaroittimissa on alle 0,0000001 unssia (0.,0000003 grammaa) amerikium, joka hajoaa niin hitaasti, että vain noin 0,2 prosenttia tämän jo pieni määrä muuntaa neptunium vuosittain.
Tutkijat ovat kuitenkin huolissaan pitkän aikavälin varastointi neptunium läsnä käytetyn ydinpolttoaineen mukaan vuonna 2005 julkaisema artikkeli Berkeley Lab. Vaikka neptunium muodostaa vain pienen osan radioaktiivisen jätteen kokonaismäärästä, se muodostaa erityisen uhan, koska se on pitkäikäinen ja vaikeasti purettava., Amy Hixon, assistant professor-Notre Dame College of Engineering, on tutkittu vähemmän tuttuja aktinidien elementtejä ja miten parhaiten sisältävät niitä.
”Se neptunium läsnä käytetyn ydinpolttoaineen sauva voi kestää miljoonia vuosia, enkä liioittele,” Hixon sanoi, kun hän selitti todellisuutta joissa neptunium. Hänen laboratorio tutkii, miten neptunium ja muut aktinidit liikkua materiaalit simuloida geologinen arkistot, kuten yksi ehdotettu Yucca Mountain Nevadassa., Vaikka näitä syviä varastointipaikkoja pidetään yleisesti turvallisimpana pitkäaikaisena varastona, Yhdysvalloissa ei ole tällä hetkellä yhtään. Yucca Mountainin Ydinjätevarasto purettiin Obaman hallinnon alaisuudessa vuonna 2011. Trumpin hallinto on leikannut kaiken rahoituksen syväkaivojätetutkimukselle, mutta kongressi saattaa harkita rahoitusta uudelleen seuraavassa budjettiriihessä vuodelle 2018.