Нептуний

Нептуний — химический элемент с атомным номером 93 в периодической системе; обозначается символом Np (лат. Neptunium), относится к семейству актиноидов. Это первый трансурановый элемент, на Земле он встречается лишь в следовых количествах, и был получен искусственно из урана посредством ядерных реакций.

История

До принятия теории расщепления атомного ядра, которая обосновала существование синтезированного позднее реального такого элемента, трижды были сделаны оказавшиеся ошибочными объявления о независимых открытиях элемента 93: аусоний (Ausonium) в Италии (Энрико Ферми), богемий (Bohemium) в Чехословакии в 1934 и секваний (Sequanium) в Румынии в 1939.

Нептуний был впервые получен Э. М. Макмилланом и Ф. Х. Абельсоном в 1940 году.

Реакция синтеза: 238U(n,γ)239U(β−)239Np.

Происхождение названия

Название нептуния образовано от названия планеты Нептун.

Нахождение в природе

Природные источники нептуния никакого практического значения не имеют. В настоящее время нептуний извлекается из продуктов длительного облучения урана в ядерных реакторах как побочный продукт при извлечении плутония.

Получение

Нептуний получают восстановлением фторида нептуния (IV) парами бария при 1600 К:

N p F 4 + 2 B a   →     N p + 2 B a F 2 {displaystyle {mathsf {NpF_{4}+2Ba {xrightarrow { }} Np+2BaF_{2}}}}

Свойства

Элементарный нептуний — ковкий, сравнительно мягкий металл с серебристым блеском. Это один из самых тяжёлых металлов: по плотности он уступает лишь осмию, иридию, платине и рению.

С сухим воздухом взаимодействует медленно, покрываясь тонкой оксидной плёнкой. При высокой температуре на воздухе он быстро окисляется до NpO2.

В соединениях имеет степени окисления от +2 до +7. В растворах нептуний образует ионы Np3+, Np4+, NpO2+, NpO22+ и NpO53−.

Ионы нептуния склонны к гидролизу и комплексообразованию.

Изотопы

Радиоактивные свойства некоторых изотопов нептуния:

Применение

Изотоп Нептуний-239 используется для получения Плутония-239. В дальнейшем продукты реакции используются в ядерных реакциях.

Физиологическое действие

При радиоактивном распаде нептуний испускает высокоэнергетические α-частицы и β-частицы со средней энергией. Физиологическое действие нептуния зависит от его валентного состояния и путей попадания в организм. 60—80 % нептуния откладывается в костях, а радиобиологический период полувыведения нептуния из организма составляет 200 лет. Это приводит к серьёзному радиационному поражению костной ткани. Радиотоксичность нептуния ниже, чем у плутония ввиду меньшей удельной активности.

Предельно допустимые количества изотопов нептуния в организме: 237Np — 0,06 мккюри (100 мкг), 238Np, 239Np — 25 мккюри (10−4 мкг). Для 237Np ПДК в воздухе рабочих помещений 2,6⋅10−3 Бк/м³.