נפטוניום

נפטוניום

פלוטוניום - נפטוניום - אורניום
Pm Np Ubp       93 Np                                                                                                                                                                                                                                                                                           הטבלה המחזורית
נתונים בסיסיים
מספר אטומי	93
סמל כימי	Np
סדרה כימית	אקטינידים
מראה
מתכתי כסוף-לבן
תכונות אטומיות
משקל אטומי	237 u
רדיוס ואן דר ואלס	150 pm
סידור אלקטרונים ברמות אנרגיה	2,8,18,32,22,9,2
תכונות פיזיקליות
צפיפות	20,250 kg/m3
מצב צבירה בטמפ' החדר	מוצק
נקודת רתיחה	4,273K (4,000°C)
נקודת התכה	910K (637°C)
שונות
אלקטרושליליות	1.36
מוליכות חשמלית	0.822 106/m·Ω
מוליכות חום	6.3 W/(m·K)
אנרגיית יינון ראשונה	604.5 kJ/mol
היסטוריה
מגלה	אדווין מקמילן
תאריך גילוי	1940
נקרא על שם	נפטון

נֶפְּטוּנְיוּם (Neptunium) הוא יסוד כימי רדיואקטיבי מתכתי מסדרת האקטינידים, שסמלו הכימי Np ומספרו האטומי 93. היסוד הטרנס-אורני הראשון.

היסטוריה

הנפטוניום זוהה על ידי אדווין מקמילן ופיליפ אייבלסון מאוניברסיטת ברקלי, קליפורניה, בשנת 1940, והיה לראשון היסודות הטרנס-אורניים. הנפטוניום קרוי על שם כוכב הלכת נפטון שמסלולו בין אורנוס לפלוטו במערכת השמש, וכך הנפטוניום נמצא בין אורניום לפלוטוניום בטבלה המחזורית.

בספטמבר 2002, חוקרים במעבדה הלאומית לוס אלמוס הצליחו ליצור בפעם הראשונה מסה קריטית של נפטוניום כאשר ערבבו 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: $\ ^{238}U+_{0}^{1}n\rightarrow ^{239}U\rightarrow ^{239}Np+e^{-}$

$\ ^{235}U+_{0}^{1}\rightarrow ^{236}U_{excited}\rightarrow \gamma +^{236}U_{ground};^{236}U_{ground}+_{0}^{1}n\rightarrow ^{237}U\rightarrow ^{237}Np+e^{-}$

שימושים

• כאשר מפציצים ²³⁷Np בנייטרונים, ניתן להפיק ²³⁸Pu.
• הנפטוניום בקיע ויכול לשמש כדלק/נשק גרעיני.

איזוטופים

תוצרי הדעיכה של איזוטופי נפטוניום שונים הם אורניום, פרוטקטיניום ופלוטוניום. כיום ידועים כ-21 איזוטופים של היסוד 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, וברובם אינו עולה על 50 דקות.

קישורים חיצוניים

• הנפטוניום באתר Webelements
• נפטוניום, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)