Нептуний Np

Открытие

В середине 1930-х годов группа Энрико Ферми облучала уран нейтронами и полагала, что получила 93-й элемент. Однако большая часть того, что они на самом деле получили, оказалась осколками деления — недоразумение, прояснившееся лишь после открытия самого деления в 1938 году.

Настоящий 93-й элемент идентифицировали в 1940 году Эдвин Макмиллан и Филип Абельсон в Радиационной лаборатории в Беркли (Калифорния). Они облучали уран нейтронами от циклотрона и проследили новую активность с периодом полураспада около 2,4 дня, возникавшую при бета-распаде урана-239. Её химия не совпадала ни с ураном, ни с каким-либо продуктом деления. Это был нептуний-239, и с ним периодическая таблица впервые вышла за пределы урана.

Макмиллан начал охоту и за 94-м элементом, но был отозван на военные исследования радаров, и эстафету приняла группа Гленна Сиборга. Макмиллан и Сиборг разделили Нобелевскую премию по химии 1951 года за работы по трансурановым элементам. Поскольку реакторы производят нептуний постоянно, позже он стал доступен в килограммовых количествах.

Происхождение названия

Уран был назван в честь планеты Уран, поэтому его преемник получил имя Нептуна — следующей планеты от Солнца. Нептун, в свою очередь, — римский бог моря. Символ Np состоит из первых двух букв. Планетный ряд продолжил плутоний.

Основные применения

• Получение плутония-238: облучение нептуния-237 в реакторе превращает его через нептуний-238 в плутоний-238, чьё стабильное тепловыделение при распаде питает радиоизотопные термоэлектрические генераторы космических аппаратов, улетающих далеко от Солнца.
• Регистрация нейтронов: нептуний-237 делится при попадании быстрых нейтронов, поэтому используется в детекторах, измеряющих поток высокоэнергетических нейтронов.
• Исследования топливного цикла: нептуний — один из долгоживущих компонентов ядерных отходов, и исследователи изучают способы его выделения или «дожигания» в перспективных реакторах.

Изотопы

Стабильных изотопов у нептуния нет. Самый долгоживущий, нептуний-237, имеет период полураспада около 2,14 миллиона лет — мало по геологическим меркам, так что весь первичный нептуний давно исчез, а начинающаяся с него цепочка распада, ряд нептуния, в природе практически вымерла. Нептуний-239, открытый первым, имеет период полураспада около 2,4 дня и путём бета-распада превращается в плутоний-239 — именно так в реакторах нарабатывается плутоний. Ничтожные количества нептуния непрерывно образуются в урановых рудах под действием природных нейтронов.

В повседневной жизни

В повседневной жизни нептуний никакой роли не играет. Почти весь он на Земле происходит из реакторов и атмосферных ядерных испытаний XX века. Это альфа-излучатель, который при попадании в организм может накапливаться в костях и печени, поэтому с ним работают только на специализированных объектах. Металл удивительно плотен — около 20 граммов на кубический сантиметр.