Меню Главная Случайная статья Настройки Нептуний-237 Материал из https://ru.wikipedia.org Нептуний-237 — 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 Гленном Сиборгом и Артуром Валем[3] в результате бомбардировки урана-238 нейтронами[4]: ${\displaystyle \mathrm {^{238}_{92}U} (\mathrm {n} ,\mathrm {2n} )\mathrm {^{237}_{92}U} \ {\xrightarrow[{6,75\ \mathrm {d} }]{\beta ^{-}\ 518,6\ \mathrm {keV} }}\ \mathrm {^{237}_{93}Np} .}$ 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 1,21012[4]. Является родоначальником вымершего радиоактивного семейства 4n+1, называемого рядом нептуния; все члены этого семейства (кроме предпоследнего, висмута-209) давно распались (самый долгоживущий среди них — уран-233 имеет период полураспада 159 тыс. лет). Активность одного грамма этого нуклида составляет приблизительно 26,03 МБк. Содержание 1 Образование и распад 1.1 Другие каналы распада 2 Получение 3 Применение 4 См. также 5 Примечания Образование и распад Нептуний-237 образуется в результате следующих распадов: -распад нуклида 237U (период полураспада составляет 6,75(1)[2] суток): ${\displaystyle \mathrm {^{237}_{92}U} \rightarrow \,\mathrm {^{237}_{93}Np} +e^{-}+{\bar {\nu }}_{e};}$ Осуществление e-захвата нуклидом 237Pu (период полураспада составляет 45,2(1)[2] суток): ${\displaystyle \mathrm {^{237}_{94}Pu} +e^{-}\rightarrow \,\mathrm {^{237}_{93}Np} +\nu _{e};}$ -распад нуклида 241Am (период полураспада составляет 432,2(7)[2] лет): ${\displaystyle \mathrm {^{241}_{95}Am} \rightarrow \,\mathrm {^{237}_{93}Np} +\mathrm {^{4}_{2}He} .}$ Из возможных каналов распада нептуния-237 экспериментально обнаружен только -распад в 233Pa (вероятность 100 %[2], энергия распада 4958,3(12) кэВ[1]): ${\displaystyle \mathrm {^{237}_{93}Np} \rightarrow \,\mathrm {^{233}_{91}Pa} +\mathrm {^{4}_{2}He} .}$ Спектр испускаемых при распаде -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. Другие каналы распада Спонтанное деление теоретически возможно, но в эксперименте не наблюдалось (вероятность 21010 %)[2]. То же относится и к кластерному распаду; экспериментально установленное верхнее ограничение на вероятность кластерного распада с вылетом ядра 30Mg по реакции ${\displaystyle \mathrm {^{237}_{93}Np} \rightarrow \,\mathrm {^{207}_{81}Tl} +\mathrm {^{30}_{12}Mg} }$ составляет 41012 %[2]. Получение Нептуний-237 образуется в урановых реакторах в результате той же реакции, которая привела к открытию данного нуклида. Содержание 237Np в облученном урановом топливе составляет примерно 500 г на тонну урана, или 0,05%[8]. При использовании уранового топлива, обогащенного изотопами 235U и 236U, нептуний-237 образуется преимущественно по следующей ядерной реакции[4][5]: ${\displaystyle \mathrm {^{235}_{92}U} (\mathrm {n} ,\gamma )\mathrm {^{236}_{92}U} (\mathrm {n} ,\gamma )\mathrm {^{237}_{92}U} \ {\xrightarrow[{6,75\ d}]{\beta ^{-}\ 518,6\ keV}}\ \mathrm {^{237}_{93}Np} .}$ 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]. Применение Путём облучения нейтронами нептуния-237 получают весовые количества изотопно чистого плутония-238, который используется в малогабаритных радиоизотопных источниках энергии (например, в РИТЭГах, кардиостимуляторах)[9]. См. также Изотопы нептуния Примечания 1 2 3 4 5 Audi G., Wapstra A. H., Thibault C. The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references (англ.) // Nuclear Physics A. — 2003. — Vol. 729. — P. 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 A. H. The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties // Nuclear Physics A. — 2003. — Т. 729. — С. 3—128. — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. — . Волков В. А., Вонский Е. В., Кузнецова Г. И. Выдающиеся химики мира. — М.: Высшая школа, 1991. — С. 603. — 656 с. 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 Свойства 237Np на сайте МАГАТЭ (IAEA, International Atomic Energy Agency) (недоступная ссылка) WWW Table of Radioactive Isotopes (англ.). — Свойства 237Np. Дата обращения: 2 апреля 2011. Архивировано 27 июля 2012 года. Отработанное ядерное топливо тепловых реакторов  (неопр.). Дата обращения: 30 марта 2021. Архивировано 15 мая 2021 года. Химическая энциклопедия, 1992, с. 581.