Das Element des Monats-Neptunium

Willkommen in der 11. Ausgabe des Elements des Monats-eine regelmäßige Funktion auf dem Radleys Blog.

Wie üblich haben wir unser Element des Monats mit einem Zufallszahlengenerator ausgewählt, um eine Zahl zwischen 1 und 118 zu erzeugen – die Anzahl der Elemente im Periodensystem (die wir kennen).

Diesen Monat betrachten wir die Ordnungszahl 93, Neptunium (Np).

Neptunium-Die wichtigsten Fakten

Neptunium ist ein radioaktives Metall in der Actinid-Reihe.

Sein Name leitet sich vom Planeten Neptun ab., Neptun ist der nächste Planet aus der Sonne nach Uranus, genau wie Neptunium ist das nächste Element im Periodensystem nach Uran.

Es wird angenommen, dass dieser silbrige Feststoff den größten Unterschied eines Elements zwischen seinem Schmelzpunkt (640°C) und seinem Siedepunkt (geschätzt auf 4174°C) aufweist.

Neptunium hat je nach Temperatur drei verschiedene mögliche allotrope (Strukturen). Es hat fünf Oxidationszustände von + 3 bis +7 mit jeweils einer anderen Farbe in Lösung, von violett bis gelbgrün.

Es hat keine stabilen Isotope., Stattdessen hat es 20 Radioisotope mit einer Reichweite von Halbwertszeiten und Massenzahlen 225 bis 244. Sein am längsten lebendes Isotop ist Neptunium-237 mit einer Halbwertszeit von 2, 14 Millionen Jahren.

Die Hauptanwendung von Neptunium-237 ist in Geräten zum Nachweis von energiereichen Neutronen.

Neptunium ist gefährlich. Es ist nicht nur radioaktiv, sondern auch pyrophorisch und kann bei Raumtemperatur spontan Feuer fangen.

Ein paar faszinierende Fakten über Neptunium

Neptunium wurde 1940 von Edwin McMillan und Philip H. Ableson am Berkeley Radiation Laboratory in Kalifornien entdeckt., Sie synthetisierten Neptunium-239 (Halbwertszeit von zweieinhalb Tagen), indem sie Uran mit Neutronen eines Zyklotronenteilchenbeschleunigers bombardierten.

Neptunium war das erste Transuranelement mit einer Atommasse, die schwerer als Uran war und einst als das schwerste Element galt.,

McMillan und Ableson waren dort erfolgreich, wo andere versagt hatten – Enrico Fermi hatte zuvor berichtet, Element 93 erzeugt zu haben, und wurde sogar 1938 mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet, zum Teil für „seine Demonstrationen der Existenz neuer radioaktiver Elemente, die durch Neutronenbestrahlung erzeugt werden“, bevor peinlich Beweise dafür auftauchten, dass seine Daten falsch interpretiert worden waren.

Es wurde einmal geglaubt, dass Neptunium nur künstlich produziert werden könnte, aber es wurde seitdem in Spuren in Uranerzen entdeckt, wo seine Anwesenheit dem Zerfall zugeschrieben werden kann., Der größte Teil des heutigen Neptuniums ist ein Nebenprodukt der Neutronenbestrahlung von Uran in Kernkraftreaktoren, und ein Großteil des in der Umwelt vorhandenen Neptuniums wurde durch nukleare Explosionen erzeugt.

Wie seine berühmteren Nachbarn im Periodensystem, Uran und Plutonium, kann Neptunium die Grundlage einer Atombombe bilden. Der Hauptgrund, warum es nicht in Atomwaffen verwendet wurde, ist einfach, dass Uran – und Plutoniumforschung bereits etabliert wurde, bevor das relativ stabile Neptunium-237-Isotop entdeckt wurde.,

Ein wichtiger potenzieller Einsatz von Neptunium ist die Herstellung von Kernbatterien für Raumfahrzeuge, ein Thema, das wir in der Woche dieses Monats in einem Blogpost behandelt haben. Es ist tatsächlich Plutonium-238, das in diesen Generatoren ist, sein radioaktiver Zerfall, der Wärme erzeugt – eine kompakte, zuverlässige Energiequelle, die für viele NASA-Missionen von entscheidender Bedeutung ist.

Plutonium-238 wurde ursprünglich in den USA aus Kernreaktoren gewonnen, aber nachdem sie heruntergefahren und die Vorräte geschrumpft waren, suchte die NASA nach einer neuen Quelle., Wissenschaftler gaben kürzlich bekannt, dass es ihnen gelungen ist, Neptunium-238 zu produzieren, indem sie Pellets aus Neptunium-237-Oxid und Aluminium mit Neutronen bombardieren, die sich dann durch Beta-Zerfall in das wertvolle Plutonium-238 verwandeln.

In einer alltäglicheren Umgebung finden Sie möglicherweise Neptunium in Ihrem Rauchmelder – obwohl es nicht absichtlich dort platziert wurde. Ionisations-Rauchmelder verwenden winzige Mengen des Radioisotops Americium-241, aber dank Alpha-Emissionen zerfällt dies im Laufe der Zeit in Neptunium-237. In etwa 50 Jahren würde die radioaktive Komponente 10% Neptunium betragen.,

Das ist also Neptunium – ein schwer fassbares radioaktives Element, das zu einem wohl falschen Nobelpreis beigetragen hat, der eine wichtige Rolle in der Raumfahrt spielen könnte und das sich möglicherweise in Ihrem Zuhause versteckt.

Kommen Sie nächsten Monat zu uns, wenn wir Californium einer erheblichen Prüfung aussetzen werden.