Neptunio-237
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| Esquema de desintegración de neptunio-237 (simplificado) | |||||
| nombre, símbolo | Neptunio-237, 237 Np | ||||
| neutrones | 144 | ||||
| Propiedades de nucleidos | |||||
| Masa atomica | 237.0481734(20) [1] a. comer. | ||||
| defecto de masa | 44 873.3(18) [1] k eV | ||||
| Energía de enlace específica (por nucleón) | 7574.982(8) [1] keV | ||||
| Media vida | 2.144(7)⋅10 6 [2] años | ||||
| Productos de descomposición | 233Pa _ | ||||
| Isótopos padres |
237 U ( β − ) 237 Pu ( ε ) 241 Am ( α ) |
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| Spin y paridad del núcleo | 5/2 + [2] | ||||
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| Tabla de nucleidos | |||||
El neptunio-237 es un nucleido radiactivo del elemento químico neptunio con número atómico 93 y número de masa 237. El isótopo más longevo del neptunio, la vida media es 2.144(7)⋅10 6 años . Fue descubierto en 1942 por Glenn Seaborg y Arthur Wahl [3] como resultado del bombardeo de neutrones de uranio-238 [4] :
![{\displaystyle \mathrm {^{238}_{92}U} (\mathrm {n} ,\mathrm {2n} )\mathrm {^{237}_{92}U} \ {\xrightarrow[{6, 75\ \mathrm {d} }]{\beta ^{-}\ 518.6\ \mathrm {keV} }}\ \mathrm {^{237}_{93}Np} .}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/8775a1f993d6913ff1f9d2a6b289814e0ed63577)
La vida media de este nucleido es pequeña en comparación con la edad de la Tierra, por lo que el neptunio se encuentra en minerales naturales solo en pequeñas cantidades; el neptunio-237 primario (que existía en el momento de la formación de la Tierra) se descompuso hace mucho tiempo, y en la actualidad solo existe neptunio radiogénico en la naturaleza. La fuente de isótopos de neptunio en la naturaleza son las reacciones nucleares que ocurren en los minerales de uranio bajo la influencia de los neutrones de radiación cósmica y la fisión espontánea del uranio-238 [5] . La proporción máxima de 237 Np a uranio en la naturaleza es 1.2⋅10 −12 [4] .
Es el antepasado de la extinta familia radiactiva 4 n +1, denominada serie neptunio ; todos los miembros de esta familia (excepto el penúltimo, el bismuto -209) se han desintegrado durante mucho tiempo (el más longevo entre ellos: el uranio-233 tiene una vida media de 159 mil años).
La actividad de un gramo de este nucleido es de aproximadamente 26,03 MBq .
Formación y decadencia
El neptunio-237 se forma como resultado de las siguientes desintegraciones:
- β - desintegración del nucleido 237 U (la vida media es de 6,75 (1) [2] días):
- Implementación de captura electrónica por nucleido 237 Pu (la vida media es 45.2(1) [2] días):
- Desintegración α del nucleido 241 Am (la vida media es de 432,2 (7) [2] años):
De los posibles canales para la descomposición del neptunio-237, solo se detectó experimentalmente la descomposición α en 233 Pa (probabilidad 100% [2] , energía de descomposición 4958.3(12) keV [1] ):
El espectro de partículas alfa emitidas durante la desintegración es complejo y consta de más de 20 líneas monoenergéticas [4] , los canales de desintegración más probables con energías de partículas alfa de 4788.0, 4771.4 y 4766.5 keV (las probabilidades correspondientes son 47.64%, 23.2%, 9.3 %) [6] . El decaimiento también está acompañado por la emisión de rayos gamma (y electrones de conversión ) con energías de 5,5 a 279,7 keV [7] (las líneas más características son 29,37 y 86,48 keV con las correspondientes probabilidades de 14,12% y 12,4%) [6] y cuantos de rayos X por la hija 233 Pa.
Otros canales de decadencia
La fisión espontánea es teóricamente posible, pero no se observó en el experimento (probabilidad ≤ 2⋅10 −10 %) [2] . Lo mismo se aplica a la descomposición del racimo ; límite superior establecido experimentalmente sobre la probabilidad de desintegración del cúmulo con la emisión de un núcleo de 30 Mg según la reacción
es ≤4⋅10 −12 % [2] .
Conseguir
El neptunio-237 se forma en los reactores de uranio como resultado de la misma reacción que condujo al descubrimiento de este nucleido. El contenido de 237 Np en el combustible de uranio irradiado es de aproximadamente 500 g por tonelada de uranio, o 0,05 % [8] . Cuando se utiliza combustible de uranio enriquecido con isótopos de 235 U y 236 U , el neptunio-237 se forma principalmente por la siguiente reacción nuclear [4] [5] :
![{\displaystyle \mathrm {^{235}_{92}U} (\mathrm {n},\gamma)\mathrm {^{236}_{92}U} (\mathrm {n},\gamma)\ mathrm {^{237}_{92}U} \ {\xrightarrow[{6.75\ d}]{\beta ^{-}\ 518.6\ keV))\ \mathrm {^{237}_{ 93}Np} .}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/5d9fc82cdc80d2248b9422b90151776cbb87c787)
Así, la principal materia prima para la obtención de neptunio son los residuos de producción de plutonio obtenidos durante el procesamiento del combustible de uranio irradiado.
El neptunio-237 de alta pureza se obtiene a partir de preparaciones de americio-241 [5] .
El aislamiento de los isótopos de neptunio se lleva a cabo por precipitación, intercambio iónico, extracción y método cromatográfico de extracción [5] .
Aplicación
Al irradiar neptunio-237 con neutrones, se obtienen cantidades ponderales de plutonio-238 isotópicamente puro , que se utiliza en fuentes de energía de radioisótopos de pequeño tamaño (por ejemplo, en RTG , marcapasos ) [9] .
Véase también
Notas
- ↑ 1 2 3 4 5 Audi G. , Wapstra AH , Thibault C. La evaluación de la masa atómica AME2003 (II). Tablas, gráficos y referencias (inglés) // Física nuclear A . - 2003. - vol. 729 . - Pág. 337-676 . -doi : 10.1016/ j.nuclphysa.2003.11.003 . - .
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Audi G. , Bersillon O. , Blachot J. , Wapstra AH La evaluación NUBASE de las propiedades nucleares y de descomposición // Física nuclear A . - 2003. - T. 729 . - S. 3-128 . -doi : 10.1016/ j.nuclphysa.2003.11.001 . - .
- ↑ Volkov V. A., Vonsky E. V., Kuznetsova G. I. Químicos destacados del mundo. - M. : Escuela Superior, 1991. - S. 603. - 656 p.
- ↑ 1 2 3 4 Mikhailov V. A. Química analítica del neptunio. - M. : "Nauka", 1971. - S. 5-12. — 218 págs. — (Química analítica de los elementos). - 1700 copias.
- ↑ 1 2 3 4 Enciclopedia química: en 5 volúmenes / Ed.: Knunyants I. L. (editor jefe). - M. : Enciclopedia soviética, 1992. - T. 3. - S. 216-217. — 639 pág. — 50.000 copias. — ISBN 5-85270-039-8 .
- ↑ 1 2 Propiedades de 237 Np en el sitio web del OIEA (Agencia Internacional de Energía Atómica) (enlace inaccesible)
- ^ WWW Tabla de isótopos radiactivos . — Propiedades 237 Np. Consultado el 2 de abril de 2011. Archivado desde el original el 27 de julio de 2012.
- ↑ Combustible nuclear gastado de reactores térmicos . Consultado el 30 de marzo de 2021. Archivado desde el original el 15 de mayo de 2021.
- ↑ Enciclopedia Química, 1992 , p. 581.
