Нептуний-237
| Нептуний-237 | |
|---|---|
 Схема распада нептуния-237 (упрощенная) |
|
| Общие сведения | |
| Название, символ | Нептуний-237, 237Np |
| Нейтронов | 144 |
| Протонов | 93 |
| Свойства нуклида | |
| Атомная масса | 237,0481734(20)[1] а. е. м. |
| Избыток массы | 44 873,3(18)[1] кэВ |
| Удельная энергия связи (на нуклон) | 7574,982(8)[1] кэВ |
| Период полураспада | 2,144(7)·106[2] лет |
| Продукты распада | 233Pa |
| Родительские изотопы | 237U (βв) 237Pu (ε) 241Am (α) |
| Спин и чётность ядра | 5/2+[2] |
| Канал распада | Энергия распада |
| α-распад | 4,9583(12)[1] МэВ |
Непту́ний-237 в радиоактивный нуклид химического элемента нептуния с атомным номером 93 и массовым числом 237. Наиболее долгоживущий изотоп нептуния, период полураспада 2,144(7)·106 лет. Был открыт в 1942 году Гленом Сиборгом и Артуром Валем (англ.)[3] в результате бомбардировки урана-238 нейтронами[4]:
![\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}.](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/ru/math/c/9/2/c928601c5116e7acaf30d97cd8ebb0cd.png)
Период полураспада этого нуклида мал по сравнению с возрастом Земли, поэтому в природных минералах нептуний встречается лишь в ничтожных количествах; первичный (существовавший в момент образования Земли) нептуний-237 давно распался, и в настоящее время в природе существует лишь радиогенный нептуний. Источником изотопов нептуния в природе являются ядерные реакции, протекающие в урановых рудах под воздействием нейтронов космического излучения и спонтанного деления урана-238[5]. Максимальное соотношение 237Np к урану в природе составляет 1,2·10в12[4].
Является родоначальником вымершего радиоактивного семейства 4n+1, называемого рядом нептуния; все члены этого семейства (кроме предпоследнего, висмута-209) давно распались.
Активность одного грамма этого нуклида составляет приблизительно 26,03 МБк.
Содержание |
[править] Образование и распад
Нептуний-237 образуется в результате следующих распадов:
Из возможных каналов распада нептуния-237 экспериментально обнаружен только α-распад в 233Pa (вероятность 100 %[2], энергия распада 4958,3(12) кэВ[1]):
Спектр испускаемых при распаде α-частиц является сложным и состоит из более чем 20 моноэнергетических линий[4], наиболее вероятны каналы распада с энергиями альфа-частиц 4788,0, 4771,4 и 4766,5 кэВ (соответствующие вероятности 47,64 %, 23,2 %, 9,3 %)[6]. Распад также сопровождается излучением гамма-квантов (и конверсионных электронов) с энергиями от 5,5 до 279,7 кэВ[7] (наиболее характерны линии 29,37 и 86,48 кэВ с соответствующими вероятностями 14,12 % и 12,4 %)[6] и квантов рентгеновского излучения дочерним 233Pa.
[править] Другие каналы распада
Спонтанное деление теоретически возможно, но в эксперименте не наблюдалось (вероятность в‰ 2·10в10 %)[2]. То же относится и к кластерному распаду; экспериментально установленное верхнее ограничение на вероятность кластерного распада с вылетом ядра 30Mg по реакции
составляет в‰4·10в12 %[2].
[править] Получение
Нептуний-237 образуется в урановых реакторах в результате той же реакции, которая привела к открытию данного нуклида. Содержание 237Np в облученном урановом топливе невелико и оценивается величиной, приблизительно равной 0,1 в 0,3 % от образовавшегося плутония или 10в4 в 10в6 % по массе от содержания урана. При использовании уранового топлива, обогащенного изотопами 235U и 236U, нептуний-237 образуется преимущественно по следующей ядерной реакции[4][5]:
![\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} .](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/ru/math/e/2/7/e2775b1cf8182316f93d8c01b53aecda.png)
Таким образом, основным сырьем для получения нептуния являются отходы плутониевого производства, получаемые при переработке облученного уранового топлива.
Нептуний-237 высокой чистоты получают из препаратов америция-241[5].
Выделение изотопов нептуния осуществляется осаждением, ионным обменом, экстракцией и экстракционно-хроматографическим методом[5].
[править] Применение
Путём облучения нейтронами нептуния-237 получают весовые количества изотопно чистого плутония-238, который используется в малогабаритных радиоизотопных источниках энергии (например, в РИТЭГах, кардиостимуляторах)[8].
[править] См. также
[править] Примечания
- в‘ 1 2 3 4 5 G. Audi, A.H. Wapstra, and C. Thibault (2003). «The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references.». Nuclear Physics A 729: 337в676. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003.
- в‘ 1 2 3 4 5 6 7 8 G. Audi, O. Bersillon, J. Blachot and A. H. Wapstra (2003). «The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties». Nuclear Physics A 729: 3128. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.
- в‘ Волков В. А., Вонский Е. В., Кузнецова Г. И. Выдающиеся химики мира. в М.: Высшая школа, 1991. в С. 603. в 656 с.
- в‘ 1 2 3 4 Михайлов В. А. Аналитическая химия нептуния. в М.: «Наука», 1971. в С. 5-12. в 218 с. в (Аналитическая химия элементов). в 1700 экз.
- в‘ 1 2 3 4 Химическая энциклопедия: в 5 т. / Редкол.: Кнунянц И. Л. (гл. ред.). в М.: Советская энциклопедия, 1992. в Т. 3. в С. 216-217. в 639 с. в 50 000 экз. в ISBN 5-85270-039-8
- в‘ 1 2 Свойства 237Np на сайте МАГАТЭ (IAEA, International Atomic Energy Agency)
- в‘ WWW Table of Radioactive Isotopes (англ.). в Свойства 237Np. Проверено 2 апреля 2011.
- в‘ Химическая энциклопедия, 1992, с. 581
| Легче: Нептуний-236 |
Нептуний-237 является изотопом нептуния |
Тяжелее: Нептуний-238 |
| Изотопы элементов · Таблица нуклидов | ||
