Jump to content

Изотопы Нептуния

(Перенаправлен из Neptunium-219 )
Изотопы Нептуния  ( 93 NP)
Основные изотопы [ 1 ] Разлагаться
abun­dance период полураспада ( T 1/2 ) режим pro­duct
235 Например синтезатор 396.1 d а 231 Затем
эн 235 В
236 Например синтезатор 1.54 × 10 5 и эн 236 В
беременный 236 Мог
а 232 Затем
237 Например след 2.144 × 10 6 и а 233 Затем
239 Например след 2.356 d беременный 239 Мог

Neptunium ( 93 NP) обычно считается искусственным элементом , хотя количества трассировки обнаруживаются в природе, поэтому стандартный атомный вес нельзя определить . Как и все трассировки или искусственные элементы, у него нет стабильных изотопов . Первый изотоп, который должен быть синтезирован и идентифицирован был 239 NP в 1940 году, созданный бомбардированием 238
В
с нейтронами для производства 239
В
, который затем бета подвергся 239
Например
.

Количество следов обнаружено в природе из захвата нейтронов реакций по атомам урана , факт, не обнаруженный до 1951 года. [ 2 ]

двадцать пять радиоизотопов Neptunium, с наиболее стабильным существом Были охарактеризованы 237
Например
с периодом полураспада 2,14 миллиона лет, 236
Например
с полураспадом 154 000 лет, и 235
Например
с периодом полураспада 396,1 дня. Все оставшиеся радиоактивные изотопы имеют период полураспада, которые составляют менее 4,5 дней, и большинство из них имеют период полураспада, которые составляют менее 50 минут. Этот элемент также имеет пять мета -состояний , с наиболее стабильным существом 236 м
Например
(T 1/2 22,5 часа).

Изотопы нептуния варьируются от 219
Например
к 244
Например
, хотя промежуточный изотоп 221
Например
еще не наблюдается. Первичный режим распада перед наиболее стабильным изотопом, 237
Например
, это захват электронов (с большим количеством альфа -эмиссии ), а первичный режим после бета -эмиссии . Основные продукты распада до 237
Например
являются изотопами урана и протактиния , а первичные продукты - это изотопы плутония . расположение протонной капельной линии Neptunium является самым тяжелым элементом, для которого известно ; самый легкий изотоп 220 Например. [ 3 ]

Список изотопов

[ редактировать ]
Нуклид
[ n 1 ]
С Не Изотопная масса ( И ) [ 4 ]
[ N 2 ] [ n 3 ]
Период полураспада
Разлагаться
режим

[ N 4 ]
Дочь
изотоп

[ n 5 ]
Спин и
паритет
[ n 6 ] [ n 7 ]
Изотопический
избыток
Энергия возбуждения [ n 7 ]
219
Например
[ 5 ] [ n 8 ]
93 126 219.03162(9) 0.15 +0.72
−0,07
мс
а 215 Затем (9/2−)
220
Например
[ 3 ]
93 127 220.03254(21)# 25 +14
−7
мкс
а 216 Затем 1−#
222
Например
[ 6 ]
93 129 380 +260
−110
нс
а 218 Затем 1-#
223
Например
[ 7 ]
93 130 223.03285(21)# 2.15 +100
−52
мкс
а 219 Затем 9/2−
224
Например
[ 8 ]
93 131 224.03422(21)# 38 +26
-11
мкс
A (83%) 220m1 Затем 1−#
А (17%) 220m2 Затем
225
Например
93 132 225.03391(8) 6 (5) MS а 221 Затем 9/2−#
226
Например
93 133 226.03515(10)# 35 (10) MS а 222 Затем
227
Например
93 134 227.03496(8) 510 (60) MS A (99,95%) 223 Затем 5/2−#
беременный + (.05%) 227 В
228
Например
93 135 228.03618(21)# 61.4 (14) с беременный + (59%) 228 В
A (41%) 224 Затем
беременный + , SF (0,012%) (различный)
229
Например
93 136 229.03626(9) 4,0 (2) мин A (51%) 225 Затем 5/2+#
беременный + (49%) 229 В
230
Например
93 137 230.03783(6) 4.6 (3) мин беременный + (97%) 230 В
A (3%) 226 Затем
231
Например
93 138 231.03825(5) 48,8 (2) мин беременный + (98%) 231 В (5/2)(+#)
A (2%) 227 Затем
232
Например
93 139 232.04011(11)# 14,7 (3) мин беременный + (99.99%) 232 В (4+)
A (0,003%) 228 Затем
233
Например
93 140 233.04074(5) 36.2 (1) мин беременный + (99.99%) 233 В (5/2+)
A (0,001%) 229 Затем
234
Например
93 141 234.042895(9) 4.4 (1) d беременный + 234 В (0+)
234 м
Например
~ 9 мин [ 9 ] ЭТО 234 Например 5+
ЕС 234 В
235
Например
93 142 235.0440633(21) 396.1 (12) d ЕС 235 В 5/2+
A (0,0026%) 231 Затем
236
Например
[ n 9 ]
93 143 236.04657(5) 1.54(6)×10 5 и ЕС (87,3%) 236 В (6−)
беременный (12.5%) 236 Мог
(.16%) 232 Затем
236 м
Например
60 (50) опыт 22,5 (4) ч ЕС (52%) 236 В 1
беременный (48%) 236 Мог
237
Например
[ n 10 ]
93 144 237.0481734(20) 2.144(7)×10 6 и а 233 Затем 5/2+ След [ n 11 ]
SF (2 × 10 −10 %) (различный)
CD (4 × 10 −12 %) 207 TL
30 Мг
238
Например
93 145 238.0509464(20) 2.117 (2) d беременный 238 Мог 2+
238 м
Например
2300 (200) # Рейтинги 112 (39) нс
239
Например
93 146 239.0529390(22) 2.356 (3) d беременный 239 Мог 5/2+ След [ n 11 ]
240
Например
93 147 240.056162(16) 61,9 (2) мин беременный 240 Мог (5+) След [ n 12 ]
240 м
Например
20 (15) Опыт 7.22 (2) мин беременный (99.89%) 240 Мог 1(+)
Это (.11%) 240 Например
241
Например
93 148 241.05825(8) 13,9 (2) мин беременный 241 Мог (5/2+)
242
Например
93 149 242.06164(21) 2.2 (2) мин беременный 242 Мог (1+)
242 м
Например
0 (50) # рейтинги 5,5 (1) мин 6+#
243
Например
93 150 243.06428(3)# 1,85 (15) мин беременный 243 Мог (5/2−)
244
Например
93 151 244.06785(32)# 2.29 (16) мин беременный 244 Мог (7−)
Этот заголовок и нижний колонтитул таблицы:
  1. ^ м NP - возбужденный ядерный изомер .
  2. ^ () - Неопределенность (1 σ ) приведена в краткой форме в скобках после соответствующих последних цифр.
  3. ^ # - атомная масса, отмеченная #: значение и неопределенность, полученные не из чисто экспериментальных данных, но, по крайней мере, отчасти от тенденций с массовой поверхности (TMS).
  4. ^ Способы распада:
    CD: Распад кластера
    ЕС: Электронный захват
    ЭТО: Изомерный переход
    SF: Спонтанное деление
  5. ^ Символ смелого курения как дочь - дочерний продукт почти стабилен.
  6. ^ () Значение спина - указывает на спин со слабыми аргументами назначения.
  7. ^ Jump up to: а беременный # - Значения, отмеченные #, не являются исключительно из экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично от тенденций соседних нукли (TNN).
  8. ^ Самое тяжелое известное ядро, по состоянию на 2019 год , это за пределами протонной линии .
  9. ^ Расщепленный нуклид
  10. ^ Наиболее распространенный нуклид
  11. ^ Jump up to: а беременный Производится захватом нейтронов в урановой руде
  12. ^ Промежуточный продукт распада 244 Мог

Актиниды против продуктов деления

[ редактировать ]
Актиниды [ 10 ] по цепочке распада Период полураспада
Диапазон ( а )
деления Продукты 235 U с урожайностью [ 11 ]
4 н 4 N + 1 4 N + 2 4 N + 3 4.5–7% 0.04–1.25% <0,001%
228 Солнце 4–6 а 155 Евросоюз тур
248 Бенк [ 12 ] > 9 а
244 См ƒ 241 Мог ƒ 250 См 227 И 10–29 а 90 Старший 85 КР 113 м Диск тур
232 В ƒ 238 Мог ƒ 243 См ƒ 29–97 а 137 CS 151 СМ тур 121 м С
249 См ƒ 242 м Являюсь ƒ 141–351 а

Никакие продукты деления не имеют периода полураспада
В диапазоне 100 a - 210 ka ...

241 Являюсь ƒ 251 См ƒ [ 13 ] 430–900 а
226 Солнце 247 Бенк 1.3-1.6 IS
240 Мог 229 Тур 246 См ƒ 243 Являюсь ƒ 4.7-7.4
245 См ƒ 250 См 8.3-8.5
239 Мог ƒ 24.1
230 Тур 231 Затем 32-76
236 Например ƒ 233 В ƒ 234 В 150-250-это 99 ТК 126 С
248 См 242 Мог 327-375 IS 79 С
1.33 и 135 CS
237 Например ƒ 1.61-6.5 и 93 Zr 107 ПД
236 В 247 См ƒ 15-24 и 129 я
244 Мог 80 и

... ни за пределы 15,7 млн ​​лет [ 14 ]

232 Тур 238 В 235 В N - nhabe 0,7-14,1 здесь

Примечательные изотопы

[ редактировать ]

Нептун-235

[ редактировать ]

Neptunium-235 имеет 142 нейтрона и период полураспада 396,1 дня. Этот изотоп распадается:

Этот изотоп Neptunium имеет вес 235.044 063 3 U.

Нептун-236

[ редактировать ]

Neptunium-236 имеет 143 нейтрона и период полураспада 154 000 лет. Он может разлагаться следующими методами:

  • Захват электронов : энергия распада составляет 0,93 МэВ, а продукт распада- уран-236 . Обычно это распадается (с периодом полураспада 23 миллиона лет) до Тория-232 .
  • Бета-эмиссия : энергия распада составляет 0,48 МэВ, а продукт распада- плутоний-236 . Это обычно распадается (полураспада 2,8 года) до урана-232 , который обычно распадается (период полураспада 69 лет) до Тория-228 , который за несколько лет распадается до 208 года .
  • Альфа-эмиссия : энергия распада составляет 5,007 МэВ, а продукт распада- протактиний-232 . Это распадается с периодом полураспада 1,3 дня до урана-232.

Этот конкретный изотоп Neptunium имеет массу 236.04657 U. Это расщепленный материал; Он имеет предполагаемую критическую массу 6,79 кг (15,0 фунтов), [ 15 ] Хотя точные экспериментальные данные недоступны. [ 16 ]

236
Например
производится в небольших количествах через реакции захвата (n, 2n) и (γ, n) 237
Например
, [ 17 ] Тем не менее, практически невозможно отделить в каких -либо значительных количествах от его родителей 237
Например
. [ 18 ] Именно по этой причине, несмотря на свою низкую критическую массу и высокий сечение нейтронов, он не был тщательно исследован как ядерное топливо в оружии или реакторах. [ 16 ] Тем не менее, 236
Например
рассматривался для использования в масс-спектрометрии и в качестве радиоактивного индикатора , потому что он ослабляет преимущественно путем бета-эмиссии с длительным периодом полураспада. [ 19 ] Было исследовано несколько альтернативных производственных маршрутов для этого изотопа, а именно те, которые уменьшают изотопное отделение от 237
Например
или изомер 236 м
Например
Полем Наиболее благоприятные реакции на накопление 236
Например
Было показано, что это протон и декотерона облучения урана-238 . [ 19 ]

Нептун-237

[ редактировать ]
Схема распада Neptunium-237 (упрощенная)

237
Например
распадаются через серию Neptunium , которая заканчивается Thallium-205 , который является стабильным, в отличие от большинства других актинидов , которые распадаются до стабильных изотопов свинца .

В 2002 году, 237
Например
Было показано, что способен поддерживать цепную реакцию с быстрыми нейтронами , как в ядерном оружии , с критической массой около 60 кг. [ 20 ] Тем не менее, он имеет низкую вероятность деления на бомбардировке термическими нейтронами , что делает его непригодным в качестве топлива для ядерных электростанций с легкой водой (в отличие от быстрого реактора или ускорителя систем ).

Инвентарь в отработанном ядерном топливе

[ редактировать ]

237
Например
является единственным изотопом Neptunium, продуцируемым в значительном количестве в ядерном топливном цикле , как последовательным захватом нейтронов ураном -235 (который больше всего, но не все время), так и урана-236 или (n, 2n), где быстро Нейтрон иногда выбивает нейтрон из урана-238 или изотопов плутония . В долгосрочной перспективе 237
Например
Также образуется в отработанном ядерном топливе как продукт распада Americium-241 .

237
Например
считается одним из наиболее мобильных радионуклидов в месте репозитория ядерных отходов в горе Юкка ( Невада ), где преобладают условия окисления в ненасыщенной зоне вулканического туфа над столом воды .

Сырье для 238
PU
Production

[ редактировать ]

При воздействии нейтронной бомбардировки 237
Например
может захватить нейтрон, подвергнуться бета -распаду и стать 238
Мог
, этот продукт полезен в качестве источника тепловой энергии в радиоэлектрическом генераторе радиоизотопного термоэлектрического генератора (RTG или RITEG) для производства электроэнергии и тепла. Первый тип термоэлектрического генератора Snap ( системы для ядерной вспомогательной мощности ) был разработан и использован НАСА в 1960 -х годах и во время миссий Аполлона для питания инструментов, оставленных на поверхности луны астронавтами. Термоэлектрические генераторы также были начаты на борту зондов глубокого пространства , таких как миссии Pioneer 10 и 11 , программа Voyager , Миссия Кассини -Хуйгенс и новые горизонты . Они также обеспечивают электрическую и термическую силу в научную лабораторию Марса (Curiosity Rover) и Mars 2020 Mission ( Perseverance Rover ), оба исследуя холодную поверхность Марса . Rovers Curiosity и Perseverance оснащены последней версией Multi Mission RTG , более эффективной и стандартизированной системой, получившей название MMRTG .

Эти приложения экономически практичны, где фотоэлектрические источники энергии являются слабыми или противоречивыми из -за того, что зонда, слишком далеко от солнца, или роверс, сталкивающиеся с климатическими событиями, которые могут препятствовать солнечному свету в течение длительных периодов (например, марсианские пыльные бури ). Космические зонды и роверс также используют тепловой выход генератора, чтобы их инструменты и внутренние органы были теплыми. [ 21 ]

Нехватка 237
НП
запасы

[ редактировать ]

Длинный период полураспада (t ½ ~ 88 лет) 238
Мог
и отсутствие γ-излучения , которое может мешать работой электронных компонентов или облученных людей, делает его радионуклидом выбора для электрических термогенераторов.

237
Например
Следовательно, является ключевым радионуклидом для производства 238
Мог
, что важно для зондов глубокого пространства, требующих надежного и долговечного источника энергии без технического обслуживания.

Запасы 238
Мог
Созданный в Соединенных Штатах со времен Манхэттенского проекта , благодаря ядерному комплексу Хэнфорда (работающий в штате Вашингтон с 1943 по 1977 год) и развитию атомного оружия , теперь почти исчерпаны. Извлечение и очистка достаточных новых количеств 237
Например
поэтому из облученного ядерного топлива необходимо для возобновления 238
Мог
Производство для пополнения акций, необходимых для изучения космоса роботизированными зондами.

Нептун-239

[ редактировать ]

Neptunium-239 имеет 146 нейтронов и период полураспада 2,356 дня. Продуцируется через β распад недолгого урана-239 и подвергается еще одному β разложение до плутония-239 . Это основной путь для изготовления плутония, как 239 U может быть сделан с помощью нейтронного захвата у урана-238 . [ 22 ]

Уран-237 и Neptunium-239 считаются ведущими опасными радиоизотопами в течение первого часа до недели после ядерных последствий от ядерной детонации, с 239 NP доминирует «Спектр в течение нескольких дней». [ 23 ] [ 24 ]

  1. ^ Kondev, FG; Ван, М.; Хуан, WJ; Naimi, S.; Audi, G. (2021). «Оценка ядерных свойств Nubase2020» (PDF) . Китайская физика c . 45 (3): 030001. DOI : 10.1088/1674-1137/Abddae .
  2. ^ ПЕСПАРД, DF; Мейсон, GW; Серый, PR; Мех, JF (1952). «Появление серии (4n + 1) в природе» (PDF) . Журнал Американского химического общества . 74 (23): 6081–6084. doi : 10.1021/ja01143a074 .
  3. ^ Jump up to: а беременный Чжан, Зи; Ган, ZG; Ян, HB; и др. (2019). "Новый изотоп 220 NP: зондирование надежности n = 126 закрытия оболочки в Нептунии ». Письма о физическом обзоре . 122 (19): 192503. Bibcode : Phrvl.122S2503Z . DOI : 10.1103/PhysRevlett.122.192503 . PMID   31144958. . S2CID   169038981 2019
  4. ^ Ван, М.; Audi, G.; Kondev, FG; Хуан, WJ; Naimi, S.; Сюй, X. (2017). «Оценка атомной массы AME2016 (II). Таблицы, графики и ссылки» (PDF) . Китайская физика c . 41 (3): 030003-1–030003-442. doi : 10.1088/1674-1137/41/3/030003 .
  5. ^ Ян, ч; MA, L; Чжан, Z; Ян, c; Ган, Z; Чжан, м; и др. (2018). "Свойства альфа-распада полумагического ядра 219 NP " . Физические буквы b . 777 : 212–216. Bibcode : 2018phlb..777..212y . DOI : 10.1016/j.physletb.2017.12.017 .
  6. ^ MA, L.; Чжан, Зи; Ган, ZG; и др. (2020). "Кратков α-излучающий изотоп 222 стабильность Magic . Shell n NP = и 126 »   
  7. ^ Солнце, MD; и др. (2017). "Новый недолговечный изотоп 223 Np и отсутствие z = 92 закрытия подболлы вблизи n = 126 " . Физические буквы b . 771 : 303–308. Bibcode : 2017 phlb..771..303s . Doi : 10.1016/j.physletb.2017.03.074 .
  8. ^ Хуан, Т.Х; и др. (2018). "Идентификация нового изотопа 224 NP " (PDF) . Физический обзор c . 98 (4): 044302. BIBCODE : 2018 PHRVC..98D4302H . DOI : 10.1103/PhysRevc.98.044302 . S2CID   125251822 .
  9. ^ Asai, M.; Suekawa, Y.; Higashi, M.; и др. Обнаружение 234 NP Isomer и его свойства распада (PDF) (отчет) (на японском языке).
  10. ^ Плюс радий (элемент 88). Несмотря на то, что на самом деле субактинид, он немедленно предшествует актиниуму (89) и следует за трехэлементным разрывом нестабильности после полония (84), где нуклиды не имеют периода полураспада, по меньшей мере, четырех лет (самый долговечный нуклид в разрыве-это разрыв. Радон-222 с полураспадом менее четырех дней ). Самый длинный изотоп Радиума в 1600 лет, таким образом, заслуживает включения элемента здесь.
  11. ^ Технично из теплового деления урана-235, например, в типичном ядерном реакторе .
  12. ^ Milsted, J.; Фридман, Ам; Стивенс, CM (1965). «Альфа-период полураспада Беркелия-247; новый долгоживущий изомер Беркелия-248». Ядерная физика . 71 (2): 299. Bibcode : 1965nucph..71..299m . doi : 10.1016/0029-5582 (65) 90719-4 .
    "Изотопный анализ раскрыл вид массы 248 в постоянном изобилии в трех образцах, проанализированных в течение около 10 месяцев. Это было приписано изомеру BK 248 с полураспадом превышает 9 лет. Нет роста CF 248 был обнаружен и нижний предел для β Жизненный период может быть установлен на 10 4 [годы]. Альфа -активность, связанная с новым изомером, не обнаружена; Альфа-период полураспада, вероятно, превышает 300 [лет] ».
  13. ^ Это самый тяжелый нукли с периодом полураспада, по крайней мере, за четыре года до « моря нестабильности ».
  14. ^ За исключением этих « классически стабильных » нуклидов с полураспадами значительно превышает 232 Th; например, в то время как 113 м CD имеет период полураспада всего четырнадцати лет, который 113 CD составляет восемь четырехлетних лет.
  15. ^ Окончательный отчет, Оценка данных о безопасности ядерной критичности и ограничения для актинидов в транспорте (PDF) (отсрочка). Республика Франция, Институт ядерной радиационной защиты, Департамент профилактики и профилактики и изучения несчастных случаев. Архивировано из оригинала (PDF) 2011-05-19.
  16. ^ Jump up to: а беременный Рид, Британская Колумбия (2017). "Изучение потенциальной бомб бомбы нуклидов, отличных от 235 U и 239 PU ». Американский журнал физики . 85 : 38–44. DOI : 10.1119/1.4966630 .
  17. ^ Анализ повторного использования урана, восстановленного после переработки коммерческого отработавшего топлива LWR , Министерство энергетики США, Национальная лаборатория Оук -Ридж.
  18. ^ ** Юкка Лехто; Xiaolin Hou (2011). "15.15: Нептун". Химия и анализ радионуклидов (1 -е изд.). Джон Уайли и сыновья . 231. ISBN  978-3527633029 .
  19. ^ Jump up to: а беременный Джером, См; Иванов, П.; Larijani, C.; Паркер, DJ; Риган, PH (2014). «Производство Neptunium-236G». Журнал экологической радиоактивности . 138 : 315–322. doi : 10.1016/j.jenvrad.2014.02.029 . PMID   24731718 .
  20. ^ П. Вайс (26 октября 2002 г.). «Neptunium nukes? Маленький металлический металл идет критическим» . doi : 10.2307/4014034 . JSTOR   4014034 . Архивировано из оригинала 26 мая 2024 года. Это все неправильно. {{cite journal}}: Проверьте значения даты в: |archive-date= ( помощь ) ; Cite Journal требует |journal= ( помощь )
  21. ^ Витце, Александра (2014-11-27). «Ядерная энергетика: отчаянно ищет плутония» . Природа . 515 (7528): 484–486. Bibcode : 2014natur.515..484W . doi : 10.1038/515484a . PMID   25428482 .
  22. ^ «Периодическая таблица элементов: lanl - neptunium» . Лос -Аламос Национальная лаборатория . Получено 2013-10-13 .
  23. ^ [Дозиметрия фильма в атмосферных ядерных испытаниях Комитет по дозиметрии комитета по фильму в атмосферных ядерных испытаниях, Комиссия по техническим и техническим системам, Отдел по техническим и физическим наукам, Национальный исследовательский совет. PG24-35]
  24. ^ Ограничивающий анализ влияния фракционирования радионуклидов на Fallout на оценку доз на атомные ветераны DTRA-TR-07-5. 2007
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 7a8c0d1355c56ff28f4a7ad44cd595b6__1726936860
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/7a/b6/7a8c0d1355c56ff28f4a7ad44cd595b6.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Isotopes of neptunium - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)