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(neptunium)是一種放射性元素,符號為Np,原子序為93,位于第七周期第ⅢB族,屬于系元素。镎具有銀白色光澤,镎的密度為20.25g/cm3,是所有錒系元素中密度最大的。镎的熔點為917K,沸點為4175K,熔沸點相差3000多K,在金屬中具有最大的液體溫度范圍。镎是活潑金屬,但由于表面生成的氧化膜,镎在空氣中是穩(wěn)定的,但細碎的镎易起火。在50℃下,镎可以與氫化合物。镎很容易與鹵素反應,形成三鹵化物和四鹵化物,六化镎(NpF6)與六氟化鈾一樣具有揮發(fā)性。镎與氮的反應速度則很慢。镎易溶于稀酸,在硫酸硝酸中會發(fā)生鈍化。

1940年,麥克米蘭(Edwin Mattison McMillan)與化學家艾貝爾森(Philip Hauge Abelson)分析裂變的產(chǎn)物時發(fā)現(xiàn)這種半衰期為2.3天的新元素會放射出能量約為470keV的β粒子,并形成94號元素,從而發(fā)現(xiàn)了镎元素。因為鈾的名稱來自天王星,在太陽系中緊挨著天王星外面的是海王星,艾貝爾森和麥克米倫根據(jù)繞天王星運行的海王星的名字(Neptune),把它命名為镎(neptunium),元素符號定為Np。

已知镎有26種放射性同位素和5種核異構體,原子量從219到244不等。其中最穩(wěn)定的是237Np,半衰期為214萬年。與其他大多數(shù)常見重核衰變生成鉛同位素不同,237Np在衰變?yōu)楹外欀螅罱K會衰變?yōu)?09Bi和205Tl,這一衰變鏈被稱為镎系列。237Np可用于快中子反應堆或核武器,也可用于生產(chǎn)238Pu(半衰期為87.7年)。

發(fā)現(xiàn)歷史

早期探索

早在20世紀20年代,化學家就開始了尋找93號元素的工作。當時這個元素被放置在元素周期表ⅦB族,屬于錳(Mn)副族。根據(jù)這一位置,英國化學家洛林(F.H.Loring)和德魯斯(J.G.F.Druce)試圖從軟錳礦中尋找這一元素,但沒有成功。后來的研究表明,93號元素镎屬于錒系元素 ,它和錳族元素并沒有關系,所以從含錳的礦石中尋找镎是不可行的。

1934年6月,德國一家化學雜志上刊出一篇前捷克斯洛伐克工程師科柏里克(O.Coblik)的文章。這位工程師是前捷克斯洛伐克西部一處礦場的實驗研究領導人。這個礦場在20世紀初屬于德意志奧地利共和國,曾經(jīng)供應瑪麗·居里夫婦提取釙和鐳的瀝青鈾礦。科柏里克在文章中提到,在清洗瀝青鈾礦的水中發(fā)現(xiàn)了一種新元素。他確定了這種新元素含氧酸的銀鹽的分子式是AgMeO4(Me代表新元素)。他還測出新元素的原子量為240,原子序數(shù)為93,是位于元素周期表中鈾后面的一種元素。為紀念這一元素的發(fā)現(xiàn)地,科柏里克將新元素命名為bohemium。不久后,他又在同一雜志上發(fā)表聲明,說自己分析錯誤,錯認為發(fā)現(xiàn)了這一元素。

意大利社會共和國核物理學家恩里科·費米(Enrico Fermi)曾用中子照射水、石蠟等含有氫的物質,得到了一些放射性同位素,發(fā)現(xiàn)了中子在多次撞擊氫原子核后能量降低,速度減慢,但這種慢中子可有效引發(fā)核反應。他還發(fā)現(xiàn)絕大部分元素經(jīng)中子撞擊后都生成具有β放射性,且經(jīng)過β衰變后變成比原來原子序數(shù)大1的新元素。因此他決定用慢中子撞擊92號元素鈾,認為這一定會獲得93號元素。實驗結果表明,中子撞擊后產(chǎn)生了半衰期分別是10秒、40秒、13分和90分的四種放射性物,他也因此認為真的發(fā)現(xiàn)93號元素了,并于1934年發(fā)表了一篇題為《發(fā)現(xiàn)原子序數(shù)為93的超鈾元素》的文章。1938年,諾貝爾物理學獎就因此授予恩里科·費米

意外發(fā)現(xiàn)

受費米的影響,德國放射化學家哈恩、施特拉斯曼(Fritz Strassmann)和莉澤·邁特納繼續(xù)進行了實驗,并提出發(fā)現(xiàn)了93號、94號、95號等超鈾元素。隨后,發(fā)現(xiàn)元素的塔克提出了質疑,她認為費米和哈恩等人的實驗結果都沒有能提出在化學分析方面令人信服的證據(jù),并提出假定,用中子撞擊鈾后,鈾根本沒有變?yōu)樾略兀呛肆炎儯至殉梢恍┧槠@些碎片是一些較輕的已知元素的核。 費米和哈恩等人都沒有接受這個意見,他們認為能量這么低的中子不可能撞破堅固的原子核,使核破裂。1938年,伊倫·約里奧一居里和塞爾維亞王國物理學家沙維奇(P.Savitch)仔細分析了被中子撞擊鈾后的產(chǎn)物,發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生的化學元素的性質和相似,而不是什么超鈾元素。他們發(fā)表了報告。哈恩得知后,經(jīng)過幾個星期連續(xù)不斷的工作,哈恩和施特拉斯曼終于弄清楚,用中子撞擊鈾后的產(chǎn)物原來是。1938年12月23日,哈恩和施特拉斯曼聯(lián)名發(fā)表報告:鈾經(jīng)過中子撞擊后的產(chǎn)物是鋇、鑭、和,并把這個報告?zhèn)鬟_給莉澤·邁特納

邁特納接到哈恩和施特拉斯曼的報告后和她的外甥、一位物理學家弗里赫(O.Frisch)對這種現(xiàn)象進行了研究,認為原子核可以與液滴相類比,當一個足夠大的液滴受到能量激發(fā)時就會變形、拉長、斷裂,分裂成較小的碎片。他們把這種核反應稱為核裂變,也從理論上解釋了核裂變。他們還根據(jù)核裂變前后物質的質量差指出,鈾核發(fā)生裂變時將放出巨大能量,后來被證實,鈾核裂變產(chǎn)物除鋇、氪等外,還有從鋅到鎘的多種放射性核。隨后,F(xiàn).約里奧一居里指出,鈾核裂變時還放出1-3個中子,這些中子又能引起其他鈾裂變,因此反應具有鏈式特點。由于核裂變產(chǎn)生巨大能量,引起科學家們的重視。1942年12月,由意大利社會共和國移居到美國恩里科·費米領導一個小組,在芝加哥大學建成第一座利用核裂變產(chǎn)生巨大能量的裝置——核反應堆,成為人們利用原子能的開始。哈恩也于1944年因發(fā)現(xiàn)核裂變榮獲諾貝爾化學獎

確認發(fā)現(xiàn)

由于鈾核裂變會產(chǎn)生許多碎片,在這些碎片中存在著一些自然界中不存在的元素,镎就是從其中發(fā)現(xiàn)的。1939年春,加利福尼亞大學伯克利分校伯克利輻射實驗室的埃德溫·麥克米蘭(Edwin Mattison McMillan)開始分析鈾裂變的產(chǎn)物,發(fā)現(xiàn)有痕量半衰期為2.3天且放射性很強的物質,他求助于伯克利教授埃米利奧·塞格雷(Emilio Segrè),試圖分離放射源,最終他們用化學方法將未知物分離出來,確定了這一物質與錸并不相似,而是與鈾、相似,由于這些元素在裂變產(chǎn)物中占很大比例,塞格雷認為這只是另一種裂變產(chǎn)物,是一種稀土元素元素。

1940年,麥克米蘭與化學家艾貝爾森(Philip Hauge Abelson)發(fā)現(xiàn),這種元素的化學性質不同于稀土元素,該元素于強酸性條件下,在溴酸存在下與HF接觸時,并不會形成沉淀,在SO2存在下則會與HF形成沉淀。隨著對其化學性質的進一步探究,研究結果有力地表明,該元素確實是錒系元素的一員。麥克米蘭與艾貝爾森在SO2存在下通過氟化物沉淀提純鈾經(jīng)過中子轟擊的產(chǎn)物,發(fā)現(xiàn)這種半衰期為2.3天的新元素會放射出能量約為470keV的β粒子,并形成94號元素。這也確定了新元素為镎元素。因為鈾的名稱來自天王星,在太陽系中緊挨著天王星外面的是海王星,艾貝爾森和麥克米倫根據(jù)繞天王星運行的海王星的名字(Neptune),把它命名為镎(neptunium),元素符號定為Np。

柏林凱澤-威爾赫姆(Kaiser Wilhelm)研究所的斯塔克(Starke)在沒有獲得美國有關發(fā)現(xiàn)的任何資料的情況下,其后不久也獨立地發(fā)現(xiàn)了239Np。他用中子照射二苯甲酰甲烷鈾酰,分離出大約濃集了105倍的239U,并在它衰變的過程中發(fā)現(xiàn)了一種半衰期為2.4天的放射體,認為是239Np。

自然分布

環(huán)境中的镎來源于大氣層核試驗放射性沉降核電站事故造成的核素泄漏等,上述核活動已造成約4.0×1013bq的237Np釋放到環(huán)境中。根據(jù)對全球沉降物的分析結果,計算出核爆產(chǎn)生了2500kg的237Np。對于全球的沉降物,237Np/239,240Pu的比值在一個數(shù)量級(1-10×10-3)之內(nèi)。若取5×10-3為比率的平均值,海水中237Np的濃度為6.5×10-5mBq/L。

自然界中不存在質量數(shù)為4n+1的放射性元素系,因為該系壽命最長的為237Np,其半衰期也比地球形成的時間短許多,因而已經(jīng)全部衰變,但是由于鈾-238自發(fā)核裂變時產(chǎn)生中子及α離子與周圍元素相互作用,因此在鈾礦石中會不斷生成239Np和237Np,在鈾礦石中镎含量與鈾含量的比值為1.8x10-12。

結構

镎的核外電子排布為[Rn]5f46d17s2,常見同位素239Np的質子數(shù)為93,中子數(shù)為146。在不同溫度下镎有三種同素異物體,它們的轉變溫度如下:。其中,在室溫下穩(wěn)定的為α-Np,具有正菱形晶系,密度為20.48g/cm3。在553K時,α-Np轉變?yōu)?a href="/hebeideji/4216803085039835725.html">四方晶系的β-Np,其密度為19.40g/cm3。849K下,β-Np轉變?yōu)榫哂?a href="/hebeideji/7278497159589947156.html">立方晶系的γ-Np,其密度為18.04g/cm3。

理化性質

物理性質

镎具有銀白色光澤,和鈾一樣是可鍛金屬。镎是一種硬質金屬,其體積模量為118GPa,與錳相當。镎的范德華半徑為221pm,共價半徑為190pm。镎的電離能為6.266eV,鮑林標度下的電負性為1.36。镎的密度為20.25g/cm3,是所有錒系元素中密度最大的,也是所有天然元素中密度第五高的元素。镎的熔點為917K,沸點為4175K,熔沸點相差3000多K,在金屬中具有最大的液體溫度范圍。

化學性質

镎是活潑金屬,可以被氧很快的氧化,但由于表面生成的氧化膜,镎在空氣中是穩(wěn)定的。細碎的镎易起火。在50℃下,镎可以與氫化合生成黑色片狀氫化物。镎很容易與鹵素反應,形成三鹵化物和四鹵化物,六氟化镎(NpF6)與六氟化鈾一樣具有揮發(fā)性。镎與氮的反應速度則很慢。镎易溶于稀酸,在濃硫酸硝酸中會形成氧化膜而使金屬鈍化。與鈾一樣,镎在稀HCl中溶解后只剩下不溶的黑色羥基氧化物殘渣。

在溶液中,镎呈現(xiàn)出+3、+4、+5、+6、+7五種氧化態(tài),其中+5價最為穩(wěn)定。III和IV價的镎在溶液中以簡單離子 Np3+和 Np4+的形式存在。與鈾類似,隨著镎離子上電荷的增加,電荷將分布在更大的氧陽離子上。因此,镎(V)在溶液中以 NpO2+的形式存在,镎(VI)以 NpO22+的形式存在,而镎(VII)則是形成含氧的陽離子,因為它只在強堿性溶液中穩(wěn)定存在,其結構可能包括氫氧根。在溶液中,Np(III) 很容易在空氣中氧化生成 Np(IV)。在堿性溶液中穩(wěn)定的Np(VII)在pH值變?yōu)樗嵝院髸杆俚倪€原成Np(VI)。在酸性溶液中,Np3+呈深藍紫色;Np4+呈草綠色;NpO2+呈翠綠色;NpO22+呈淺孛艮地色,而 Np(VII) 在強堿性溶液中呈深綠色。

與氧氣反應

高溫下镎在空氣中迅速氧化,生成淺綠色的NpO2,500℃以下也可以生成褐色的Np3O8。

與氫氣反應

50-150℃時,镎可以與氫氣反應,生成NpH3。

與鹵素單質反應

镎與除碘外的鹵素單質反應時,因反應溫度、反應物組分比例不同,可形成多種鹵化物,與碘在加熱下只形成NpI3。

與硫反應

镎與硫反應可形成NpS、Np2S3等化合物。

與碳反應

镎粉與碳粉在真空中于1400℃反應4小時,形成NpC,NpC與過量碳粉反應形成Np2C3。

與酸反應

室溫時,镎可以完全溶解于HCl,形成綠色的NpCl3。

镎粉在氫氣存在下于600℃可與氟化氫氣體反應。

化合物

鹵化物

氟化物

紫色的NpF3和綠色的NpF4是分別在H2與O2存在下,將二氧化镎于500℃時通氟化氫制成的。

其中NpO2可由镎的氫氧化物碳酸根草酸鹽硝酸鹽代替。NpF4在氫氣流中加熱可還原成NpF3。這兩種氟化物都不溶于水和稀酸,因而也能從水溶液中用沉淀法制得。

NpF6固態(tài)時為橙色,氣態(tài)時無色。它可在300-500℃時以BrF3、BrF5或F2對NpO2或NpF4進行氟化制得。NpF6的熔點為54.4℃,沸點為55.76℃,見光便分解。與UF6不同,NpF6在一般條件下不升華。NpF6遇到痕量水分便迅速分解為氟化镎NpO2F2。NpF6在250-400℃范圍內(nèi)被NaF吸附成八氟合镎(Ⅴ)酸鈉:

氯化物、溴化物、碘化物

將NpO2或草酸镎在含有CCl4蒸氣的氯氣流中于450℃時反應,可得到高純度的揮發(fā)性NpCl4。NpCl4在6.7K時有鐵磁轉變。四氯化镎很易潮解為黃色的NpOCl,并最終生成NpO2。NpCl4或NpBr4與Sb2O3反應可以生成純的淡褐色的NpOCl2和橙色的NpOBr:

氫氣或氨氣在350-400℃時還原NpCl4,可生成綠色的NpCl3,其熔點為800℃。在潮濕空氣中,NpCl3于450℃時水解形成四方晶系的NpOCl。在350℃下,用過量AlBr3對NpO2進行溴化可以得到紅棕色的四溴化镎,四碘化镎由于熱力學的不穩(wěn)定性而未成功制備。

在金屬鋁存在時,NpO2被AlBr3溴化,可生成綠色雙晶的三溴化镎,三碘化镎也可采用類似的方法制得。

氧化物

二元氧化物

已知的二元镎氧化物有NpO2、NpO3·2H2O、NpO3·H2O,Np2O5和Np3O8等。NpO2是最穩(wěn)定的氧化物,許多镎的化合物(如氫氧化物草酸鹽硝酸鹽等)在600-1000℃時熱分解都可制得NpO2。同其他錒系元素的二氧化物一樣,NpO2的羽果樂隊為氟石型結構。

Np3O8與相應的鈾化合物是同構的,可在300-400℃用空氣或NO2氧化Np(IV)或Np(V)的氫氧化物制得。Np3O8的熱穩(wěn)定性很差,500℃以上便失去氧轉化為NpO2。Np3O8溶于稀無機酸溶液得到NpO2+與NpO22+比值等于2:1的溶液。這也說明Np3O8與U3O8一樣,晶格中也含有五價和六價的镎。將Np(V)氫氧化物的懸浮液用臭氧在18℃或90℃時進行氧化,可制得三氧化镎的水合物NpO3·2H2O和NpO3·H2O。后者與正交晶系的UO2·H2O互為同構。NpO3·H2O在300℃時熱分解可生成Np2O5,它的結構與Np3O8很相似。

三元及多元氧化物

二氧化镎與許多元素的氧化物進行固相反應,或從LiNO3-NaNO3熔鹽中沉淀,都可生成四價、五價、六價和七價镎的三元氧化物或氧化物相。大多數(shù)三元和多元氧化物都是含Np(IV)和Np(VI)的。其中,Li5NpO6呈六方晶系的Li5ReO6型結構,它可由相應的Li2O和NpO2混合物于400-420℃下在氧氣流中加熱制得。LiNpO6在420℃以上失去氧,形成镎酸(VI)鋰。在420-450℃的氧氣流中,可以通過NpO3·H2O與BaO2和Li2O2(Na2O2)制得立方有序鈣鈦礦型結構的Ba2LiNpO6和Ba2NaNpO6,這些三元氧化物是與錸和相應化合物同構的。

氫化物

镎的氫化物有NpH2+x(0≤x≤0.7)、NpH3,可直接由金屬镎與氫作用制得。其中,NpH2+x為立方晶系,其相寬較大,晶格常數(shù)隨H:Np的比值增大而增加。NpH3為六方晶系,它與PuH3,GdH3同構。將镎的氫化物在惰性氣體或真空中加熱至300℃以上,則生成空氣中可自燃的粉末狀镎。

氫氧化物

Np(Ⅳ)的氫氧化物主要以電中性Np(OH)4的形式存在。在含有Np(Ⅶ)的酸性溶液中加入氫氧化鈉氫氧化鋰,使pH約為10,可以析出七價氫氧化镎NpO3(OH)。在pH=5-9的條件下,水溶液中會沉淀出黑色的镎(Ⅶ)氫氧化物NpO2(OH)3,它可以按以下反應溶于堿金屬的氫氧化物溶液中:

配合物

Np(Ⅲ)沒有有機配位化合物,在LiCl或LiBr溶液中,Np3+可以形成NpX2+和NpX2+(X=Cl、Br)兩種內(nèi)界絡合物。Np(Ⅳ)在濃的硝酸溶液或鹽酸溶液中,Np4+可以與Cl-和NO3-形成[NpCl6]2-和[Np(NO3-)6]2-兩種陰離子絡合物。此外,Np(Ⅳ)還可以形成較為穩(wěn)定的草酸配合物,如[Np(C2O4)4]4-,其累積穩(wěn)定常數(shù)β4=2.5×1027。四價镎與8-羥基喹啉乙二胺四乙酸等有機配體形成的配合物的穩(wěn)定性與其它錒系元素的對應化合物的性質相似。

Np(Ⅴ)在水溶液中以镎酰離子NpO2+的形式存在,由于镎酰離子的電荷數(shù)較低,體積小,因此是一種較弱的絡合劑,可以與草酸鹽形成[NpO2(C2O4)]-和[NpO2(C2O4)2]3-兩種草酸絡合物,在磷酸中,也可以與磷酸氫根等形成配合物。與其它錒系元素不同,五價镎可以與8-羥基啉及某些氨基羧酸形成絡合物。將8-羥基喹啉(HOX)加入五價镎溶液中,在pH=5-7時會沉淀出黃綠色的NpO2(OX)·2H2O。在pH更高時則形成[NpO2(OX)2]-而形成黃色溶液。乙二胺四乙酸(H4乙二胺四乙酸二鈉)在中性條件下則可以與Np(Ⅴ)形成灰色的(NpO2)2H2EDTA·5H2O沉淀。

Np(Ⅵ)可以與SO42-形成NpO2(SO4)和NpO2(SO4)2-兩種配位化合物,在氯化物溶液中存在著NpO2Cl+和NpO2Cl2,在草酸溶液中可以形成類似的兩種配合物NpO2(C2O4)和NpO2(C2O4)2-。六價镎可以與吡啶2-羧酸形成1:2和1:3絡合物,組成分別為NpO2(C6H4NO2)2和H[NpO2(C6H4NO2)3]。Np(Ⅶ)在溶液中以NpO23+的形式存在,可以與硫酸根形成NpO2SO4+和NpO2(SO4)2-兩種絡合物,其沒有有機配合物。

有機化合物

NpCl4與熔融的(C5H5)2Be在65-70℃時反應可生成純的(C5H5)3NpCl:

NpCl4與KC5H5-苯懸浮液回流160小時可得到紅棕色的四環(huán)戊二烯合镎(Ⅳ)(C5H5)4Np,分子結構與U(C5H5)4相同。

二環(huán)辛四烯合镎(Ⅳ)Np(C8H8)2可由C8H8K在四氫呋喃中與NpCl4反應制得。NpCl4與鋰的烴氧化物LiOR(R=CH3,C2H5)反應生成Np(Ⅳ)的混合烴氧化物Np(OR)4,它與溴作用可轉化為Np(Ⅳ)的混合烴氧化物NpBr(OC2H5)3或者NpBr2(OC2H5)2。當存在游離的乙醇鈉時,镎才能被氧化為五價镎的混合烴氧化物NpBr(OC2H5)4。

其它化合物

镎的碳化物有NpC2,NpC和Np2C3。唯一已知的硅化物是與ThSi2同構的NpSi2。黑色、立方晶系的氮化镎NpN可由氫化镎與氨氣在800℃時反應制得,它不溶于水而易溶于無機酸。磷化镎Np3P4晶體呈Th3P4型結構,易溶于6mol/L的HCI之中,可由金屬镎與過量的紅磷在750℃時反應制取。镎的硫化物較多,有NpS、Np2S3、Np3S5和NpS3等,可由镎與硫直接化合而成。

镎的四價、五價和六價硝酸鹽水合物,可由相應的水溶液真空濃縮制得。從中性溶液可以中制取灰色、潮解性的Np(NO3)4·2H2O和綠色的NpO2NO3·H2O。從1mol/L的HNO3溶液中可制取粉紅色的NpO(NO3)3·3H2O和NpO2(NO3)2·xH2O(x=1,2),后者在潮濕的空氣中會轉化為六水化物NpO2(NO3)2·6H2O。除NpO2NO3·H2O在140-220℃時能轉化為無水化合物外,其余镎的硝酸鹽都會直接分解成二氧化镎

將稀磷酸或磷酸銨加入Np(IV)的溶液中,可生成草綠色的水合Np(HPO4)2沉淀,在空氣中灼燒可轉化為立方α-ThP2O7型結構的焦磷酸镎NpP2O7。將Np(Ⅴ)的高氯酸鹽加入道K2CO3溶液中,生成六方晶系的碳酸镎酰鉀KNpO2CO3。Np(IV)的草酸鹽有水合Np(C2O4)2,水合(NH4)4Np·(C2O4)4,Np(V)的草酸鹽有NpO2HC2O4·2H2O。此外,還存在[Co(NH3)6][NpO(C2O4)2]·2H2O等草酸復鹽。

同位素

已知镎有26種放射性同位素和5種核異構體,原子量從219到244不等。其中最穩(wěn)定的是237Np,半衰期為214萬年。此外,236Np的半衰期為15.4萬年,235Np的半衰期為396天,其余所有同位素的半衰期均小于4.5天,且大多數(shù)小于50分鐘。質量數(shù)小于237Np的同位素主要衰變方式是電子俘獲,并伴有大量α粒子的發(fā)射,衰變產(chǎn)物主要是鈾的同位素。237Np的主要衰變方式是α-衰變,形成鏷。比237Np更重的同位素的主要衰變方式是β-衰變,形成。與其他大多數(shù)常見重核衰變生成鉛同位素不同,237Np在衰變?yōu)殓h和鈾之后,最終會衰變?yōu)?09Bi和205Tl,這一衰變鏈被稱為镎系列。

制備

237Np

天然鈾反應堆中,大部分237Np是天然鈾與6.7MeV的中子通過(n,2n)反應產(chǎn)生的:

在濃縮鈾反應對中,237Np主要是235U經(jīng)過兩次中子俘獲生成的:

镎可以與鈾、钚一起被萃取,接著再與這兩個元素分離,即可提純核燃料中產(chǎn)生的镎。

238Np

238Np可以通過中子照射237Np制得。純化時,將中子照射后的237NpO2溶于中等濃度的高氯酸,再將它從大約8mol/L的HNO3的溶液洗滌柱子,繼而用稀硝酸洗脫镎。

239Np

由243Am衰變可以簡便的制備239Np:

三異辛胺(TIOA)從中萃取分離出239Np,這樣就可以從243Am中不斷提取239Np。此外,利用中子照射鈾也可以產(chǎn)生239Np。采用Np(Ⅵ)-Np(Ⅴ)氧化還原循環(huán)的沉淀反應能制得純239Np。利用溶劑萃取法核粒子交換法也可以得到高純度的239Np。

應用

237Np是可裂變的,這意味著镎可以被中子轟擊,從而產(chǎn)生更多的中子,這些中子可以自由地與附近的物質相互作用,并可用于快中子反應堆或核武器。237Np也可以用于生產(chǎn)238Pu(半衰期為87.7年),其是熱電發(fā)電機和放射性同位素加熱器裝置中使用的α粒子發(fā)射體,也用于制備中子探測器。

安全事宜

細碎的镎易起火。镎在攝入或吸入后有毒,一些同位素還具有產(chǎn)生大量外部輻射(236Np和237Np)的風險。最重要的放射性核素237Np的有效半衰期為200年,比活性為0.00071Ci/g,吸收率為0.05% ,具有非常高的內(nèi)部毒性,年度攝入量限制為0.000004mCi。

參考資料 >

Neptunium | Np (Element) - PubChem.Pubchem.2024-01-07

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