Neptuniu element 93 pe tabelul periodic al elementelor, a fost primul transuranium element pentru a fi produs sintetic și primul actinide serie transuranium element să fie descoperite. Descoperirea sa a venit după mai multe descoperiri false ale elementului, inclusiv încercarea lui Enrico Fermi de a bombarda uraniul cu neutroni. Acest experiment a dus la descoperirea fisiunii sau a atomilor de divizare.Neptuniul este așezat pe tabelul periodic între uraniu și plutoniu, care sunt, de asemenea, radioactive., Toate aceste trei elemente, numite după planete, au între 92 și 94 de protoni în nucleele lor, suficient de mari pentru a suferi o reacție de fisiune nucleară sau „divizare atomică.”Datorită acestei capacități, uraniul și plutoniul sunt utilizate pe scară largă în centralele nucleare și în arme. cu toate acestea, Neptuniul a fost descoperit semnificativ mai târziu în istorie decât oricare dintre vecinii săi din tabelul periodic și nu este utilizat pe scară largă., Neptuniul rămâne un element important de studiat, deoarece este produs prin reacții nucleare de uraniu și plutoniu și poate dura ca deșeuri radioactive dăunătoare timp de milioane de ani, potrivit unui raport din 2003 al Laboratorului Nuclear Pacific Northwest. Înțelegerea chimiei neptuniului este esențială pentru a asigura depozitarea sigură a deșeurilor nucleare pe termen lung.
doar faptele
- număr Atomic (numărul de protoni din nucleu): 93
- simbol Atomic (pe tabelul periodic al elementelor): NP
- masa atomică (masa medie a atomului): 237
- densitate: 11.,48 grame pe centimetru cub (19.86 de grame pe metru cm)
- Faza la temperatura camerei: solide
- punctul de Topire: 1,191 grade Fahrenheit (644 de grade Celsius)
- punctul de Fierbere: 7,052 F (3,900 C)
- Numărul de natural izotopi (atomi de același element cu un număr diferit de neutroni): 4 — Neptuniu-237 prin neptuniu-240. Există încă 21 de izotopi cunoscuți creați într-un laborator.,
- cel Mai comun izotop: Np-237
Descoperire: a Treia oara e cu noroc
Potrivit lui John Emsley, în cartea sa, „Natura Blocuri: O-O-Z Ghid pentru Elemente” (Oxford University Press, 1999), om de știință Italian Enrico Fermi a fost primul care pretinde ca a descoperit elementul 93, în 1934. El a emis ipoteza că elementele mai grele decât uraniul (elementul 92) ar putea fi create prin bombardarea uraniului cu neutroni., Teoretic, aceasta ar adăuga o unitate de masă neutră atomilor de uraniu, care ar suferi apoi dezintegrare beta sau pierderea unei sarcini negative care transformă un neutron într-un proton, rezultând un element cu 93 de protoni totali. Experimentul lui Fermi nu a sfârșit prin a produce un element; în loc ca neutronii să se contopească cu atomii de uraniu, ei au împărțit atomii de uraniu în mulți radioizotopi fragmentați. Fermi a fost criticat pentru afirmația sa falsă și nu știa în acel moment că a efectuat de fapt primul experiment de divizare a atomului sau fisiune.,doar patru ani mai târziu, în 1938, fizicianul Român Horia Hulubei și chimistul francez Yvette cauchois au făcut un raport fals similar cu descoperirea elementului 93. Ei au susținut că au găsit elementul într-o probă minerală naturală. La acea vreme, oamenii de știință au respins acest lucru, crezând că în natură nu erau prezente elemente cu mai mulți protoni decât uraniul (elemente transuranice).elementul 93 a fost acceptat ca element existent în 1940 la Universitatea din California, Berkeley., Profesorul Edwin McMillan și studentul absolvent Philip Abelson au folosit o tehnică similară cu Fermi, dar cu o diferență importantă: au folosit neutroni cu mișcare lentă. McMillan a folosit o mașină numită ciclotron pentru a încetini neutronii și apoi i-a direcționat către o țintă de uraniu-238. De data aceasta, neutronii au lucrat efectiv pentru a crea elementul 93 prin fuziunea cu atomii de uraniu în loc să-i despartă. Abelson a analizat proba rezultată și a observat o radiație beta neobișnuită care a arătat că a fost prezent un nou izotop (numit mai târziu Np-289)., McMillan și Abelson au decis să numească elementul neptuniu, deoarece Neptun este următoarea planetă dincolo de Uranus în sistemul solar. Descoperirea a fost primul element de transuraniu care a fost sintetizat într-un laborator și i-a câștigat lui McMillan un Premiu Nobel în 1951.deși oamenii de știință credeau că neptuniul ar putea fi creat doar sintetic, urme de patru dintre cei 25 de izotopi ai neptuniului au fost găsite de atunci în natură, potrivit Los Alamos National Laboratory., Uraniul, găsit în rocă, sol și apă, suferă o reacție nucleară naturală care are ca rezultat cantități mici de izotopi Np-237 la Np-240. cu toate acestea, majoritatea neptuniului este antropic, adică este creat ca un produs secundar al reacțiilor în centralele nucleare. Oamenii de știință pot extrage neptuniul din combustibilul nuclear uzat în cantități mari. Datorită timpului său de înjumătățire lung de 2, 14 milioane de ani, NP-237 este cel mai abundent izotop al neptuniului creat. Majoritatea altor izotopi ai neptuniului au timp de înjumătățire scurt și degradare în câteva zile.,
proprietățile neptuniului
Neptuniul este un membru al seriei actinide, rândul 5f din tabelul periodic. Acest rând (împreună cu rândul de lantanidă de mai sus) este adesea descris mai jos și separat de restul tabelului periodic, deoarece este prea lung pentru a se potrivi pe o pagină cu dimensiuni normale. Toate cele 15 elemente actinide au raze atomice foarte mari și sunt radioactive.Neptuniul este un metal de argint și este foarte reactiv, cu patru stări de oxidare diferite. Când se combină cu alte elemente, apare ca soluții colorate diferite (violet, galben, verde și roz)., Chiar și pe cont propriu, neptuniul apare ca trei alotropi diferiți sau forme fizice, în funcție de temperatură. Este cea mai densă dintre actinide și poate rămâne un lichid pentru cel mai mare interval de temperatură al oricărui element cunoscut.
îl putem folosi?aplicațiile curente ale Neptuniului sunt limitate. Neptuniul a fost considerat, de fapt, nefolosit, drept combustibil nuclear fisionabil. Cu toate acestea, neptuniul-237 este utilizat pentru a crea plutoniu-238, care este apoi utilizat în generatoare speciale de energie care pot alimenta sateliți, nave spațiale și faruri pentru o perioadă lungă de timp., Neptuniul – 237 este, de asemenea, utilizat în cercetarea fizicii nucleare ca parte a unui dispozitiv care detectează neutronii de energie înaltă.
ne poate face rău?
poate exista neptuniu radioactiv în casa ta! Neptuniul se acumulează într-un element comun de uz casnic: detectoare de fum ionizante. Pentru a detecta fumul, un alt element actinidic, americium-241, emite radiații și se transformă în neptuniu-237. Dar nu trebuie să vă faceți griji: cantitatea de material radioactiv din detectoarele de fum este neglijabilă și nu dăunează sănătății umane, potrivit Emsley. Detectoarele de fum conțin mai puțin de 0.00000001 uncii (0.,0000003 grame) de americiu, care se descompune atât de încet, încât doar aproximativ 0,2 la sută din asta deja cantitate mică convertește la neptunium fiecare an.
oamenii de știință sunt, totuși, preocupați de stocarea pe termen lung a neptuniului prezent în combustibilul nuclear uzat, potrivit unui articol din 2005 publicat de Berkeley Lab. Deși neptuniul reprezintă doar un procent mic din deșeurile radioactive totale, acesta reprezintă o amenințare deosebită, deoarece este de lungă durată și greu de extras., Amy Hixon, profesor asistent la Colegiul de inginerie Notre Dame, a studiat elementele actinide mai puțin familiare și cum să le conțină cel mai bine. „neptuniul prezent într-o tijă de combustibil nuclear uzat poate dura milioane de ani și nu exagerez”, a spus Hixon în timp ce explica realitatea conținerii neptuniului. Laboratorul ei studiază modul în care neptuniul și alte actinide se deplasează prin materiale care simulează depozitele geologice, cum ar fi cel propus pentru Muntele Yucca din Nevada., Deși aceste site-uri de stocare profundă sunt în general acceptate ca fiind cele mai sigure de stocare pe termen lung, nu există nici unul care operează în prezent în Statele Unite. Depozitul de deșeuri nucleare din Muntele Yucca a fost definanțat sub administrația Obama în 2011. Administrația Trump a redus toate fondurile pentru cercetarea deșeurilor de foraj adânc, dar Congresul poate reconsidera finanțarea în următorul ciclu bugetar pentru 2018.