Faktai Apie „Neptunium“

{h1}

Neptūnio elemento savybės, šaltiniai ir naudojimo būdai.

Neptūnas, 93 elementas periodinėje elementų lentelėje, buvo pirmasis sintetiniu būdu pagamintas transuranio elementas ir pirmasis atrastas aktinidų serijos transuranio elementas. Jo atradimas įvyko po kelių melagingų elemento radinių, įskaitant Enrico Fermi bandymą bombarduoti uraną neutronais. Šis eksperimentas lėmė dalijimąsi arba atomų suskaidymą.

Neptūnas yra dedamas ant periodinės lentelės tarp urano ir plutonio, kurie taip pat yra radioaktyvūs. Visų šių trijų elementų, pavadintų planetų vardu, branduoliai turi tarp 92 ir 94 protonų, pakankamai didelių, kad galėtų įvykti branduolio dalijimosi reakcija arba „atomo suskaidymas“. Dėl šios galimybės uranas ir plutonis yra plačiai naudojami atominėse elektrinėse ir ginkluote.

Tačiau „Neptunium“ buvo atrastas žymiai vėliau nei bet kurio iš periodinių lentelių kaimynų istorijoje ir nėra plačiai naudojamas. Neptunis išlieka svarbiu tyrimo elementu, nes jis gaminamas vykdant urano ir plutonio branduolines reakcijas ir gali išlikti kaip kenksmingos radioaktyviosios atliekos milijonus metų, teigiama Ramiojo vandenyno šiaurės vakarų branduolinės laboratorijos 2003 m. Ataskaitoje. Neptunio chemija yra labai svarbi norint užtikrinti saugų ilgalaikį branduolinių atliekų saugojimą.

Tiesiog faktai

  • Atominis skaičius (protonų skaičius branduolyje): 93
  • Atominis simbolis (periodinėje elementų lentelėje): Np
  • Atominis svoris (vidutinė atomo masė): 237
  • Tankis: 11,48 uncijos už kubinį colį (19,86 gramo kubiniame cm)
  • Fazė kambario temperatūroje: kieta
  • Lydymosi temperatūra: 1,191 laipsnio pagal Farenheitą (644 laipsniai šilumos)
  • Virimo temperatūra: 7,052 F (3900 C)
  • Natūralių izotopų skaičius (to paties elemento atomai su skirtingu neutronų skaičiumi): 4 - Neptunium-237 per neptunium-240. Yra dar 21 žinomas laboratorijoje sukurtas izotopas.
  • Dažniausias izotopas: Np-237

Neptūnas

Neptūnas

Kreditas: Andrejus Marincas Shutterstockas

Atradimas: trečiojo karto žavesys

Pasak Johno Emsley savo knygoje „Gamtos statybiniai blokai: AZ vadovas elementams“ (Oxford University Press, 1999), italų mokslininkas Enrico Fermi pirmasis pareiškė, kad 1934 m. Atrado 93 elementą. Jis iškėlė hipotezę, kad elementai yra sunkesni. nei uranas (92 elementas) galėtų būti sukurtas bombarduojant uraną neutronais. Teoriškai tai prie urano atomų pridėtų vieną neutralų masės vienetą, kuris vėliau būtų beta sugedimas arba neigiamo krūvio praradimas, paverčiant neutroną protonu, gaunant elementą su 93 protonais. Fermio eksperimentas nepadarė elemento; Vietoj neutronų, susiliejančių su urano atomais, jie padalija urano atomus į daugelį radioizotopų fragmentus. Fermi buvo kritikuojamas dėl melagingo reikalavimo ir tuo metu nežinojo, kad iš tikrųjų atliko pirmąjį atomo padalijimo arba dalijimosi eksperimentą.

Praėjus vos ketveriems metams, 1938 m., Rumunų fizikas Horia Hulubei ir prancūzų chemikė Yvette Cauchois pateikė panašų melagingą pranešimą apie 93 elemento atradimą. Jie teigė, kad elementą rado natūraliai randamame mineralų pavyzdyje. Tuo metu mokslininkai tai atmetė, manydami, kad gamtoje nėra jokių elementų, turinčių daugiau protonų nei uranas (transuranio elementai).

93 elementas buvo priimtas kaip esamas elementas 1940 m. Kalifornijos universitete, Berkeley. Profesorius Edwinas McMillanas ir magistrantas Philipas Abelsonas naudojo techniką, panašią į Fermi, tačiau turi vieną svarbų skirtumą: jie naudojo lėtai judančius neutronus. McMillanas naudojo mašiną, vadinamą ciklotronu, norėdamas sulėtinti neutronus ir nukreipdamas juos į urano-238 taikinį. Šį kartą neutronai iš tikrųjų dirbo kurdami elementą 93, susiliedami su urano atomais, užuot juos suskaidę. Abelsonas išanalizavo gautą mėginį ir pastebėjo neįprastą beta spinduliuotę, kuri parodė naują izotopą (vėliau pavadintą Np-289). McMillanas ir Abelsonas nusprendė elementą pavadinti neptuniumu, nes Neptūnas yra kita planeta, esanti už Urano Saulės sistemoje. Šis atradimas buvo pirmasis laboratorijoje susintetintas transuranio elementas, 1951 m. Pelnęs Nobelio premiją McMillanui.

Neptunio šaltiniai

Nors mokslininkai manė, kad neptuniumą galima sukurti tik sintetiniu būdu, gamtoje rasta pėdsakų iš keturių 25-ių neptunio izotopų, teigia Los Alamos nacionalinė laboratorija. Uranas, randamas uolienose, dirvožemyje ir vandenyje, patiria natūralią branduolinę reakciją, kurios metu išsiskiria nedideli izotopų Np-237 iki Np-240 kiekiai.

Tačiau didžioji dalis neptunio yra antropogeninė; tai yra, jis sukurtas kaip reakcija į atominių elektrinių šalutinį produktą. Iš panaudoto branduolinio kuro mokslininkai gali išgauti neptunį dideliais kiekiais. Dėl ilgojo pusinės eliminacijos periodo - 2,14 milijono metų - Np-237 yra gausiausias sukurto neptūno izotopas. Daugumos kitų neptūno izotopų pusinės eliminacijos laikas yra trumpas ir skyla per kelias dienas.

Neptūno savybės

„Neptunium“ yra aktinidų serijos, periodinės lentelės 5f eilutės, narys. Ši eilutė (kartu su aukščiau esančia lantanido eilute) dažnai vaizduojama žemiau ir atskirai nuo likusios periodinės lentelės, nes ji yra per ilga, kad tilptų normalių matmenų puslapyje. Visi 15 aktinidų elementų turi labai didelius atominius spindulius ir yra radioaktyvūs.

Neptūnas yra sidabro metalas ir labai reaktyvus, turintis keturias skirtingas oksidacijos būsenas. Kai jis derinamas su kitais elementais, tai būna skirtingų spalvų tirpalai (violetinė, geltona, žalia ir rožinė). Net pats savaime neptūnas atsiranda kaip trys skirtingi alotropai arba fizinės formos, priklausomai nuo temperatūros. Tai yra tankiausias aktinidų kiekis ir gali likti skysčiu didžiausiame bet kurio žinomo elemento temperatūros diapazone.

Ar galime ja naudotis?

Dabartinės „Neptunium“ programos yra ribotos. Neptūnas buvo laikomas, o ne faktiškai naudojamas, kaip skilusis branduolinis kuras. Tačiau neptunium-237 yra naudojamas kuriant plutonį-238, kuris vėliau naudojamas specialiuose energijos generatoriuose, kurie ilgą laiką gali maitinti palydovus, erdvėlaivius ir švyturius. „Neptunium-237“ taip pat naudojamas atliekant branduolinės fizikos tyrimus kaip prietaiso, aptinkančio aukštos energijos neutronus, dalis.

Ar tai gali mums pakenkti?

Jūsų namuose gali būti radioaktyviojo neptūno! Neptūnas kaupiasi bendrame buities daikte: jonizuojančiuose dūmų detektoriuose. Norėdami aptikti dūmus, kitas aktinidinis elementas, americium-241, skleidžia radiaciją ir virsta neptunium-237. Tačiau nereikia jaudintis: pasak Emsley, radioaktyviųjų medžiagų kiekis dūmų detektoriuose yra nežymus ir nedaro jokios žalos žmonių sveikatai. Dūmų detektoriuose yra mažiau nei 0,00000001 uncijos (0,0000003 gramų) amerikio, kuris suyra taip lėtai, kad tik apie 0,2 proc. Šio jau mažo kiekio kasmet virsta neptuniu.

Vis dėlto mokslininkams rūpi ilgalaikis panaudoto branduolinio kuro neptūno saugojimas, teigiama „Berkeley Lab“ 2005 m. Nors neptūnas sudaro tik nedidelę visų radioaktyviųjų atliekų dalį, jis kelia ypatingą grėsmę, nes yra ilgalaikis ir sunkiai išgaunamas. Notre Dame inžinerijos koledžo docentė Amy Hixon ištyrė mažiau pažįstamus aktinidų elementus ir kaip juos geriau sulaikyti.

„Neptunis, esantis panaudoto branduolinio kuro lazdele, gali tęstis milijonus metų, ir aš neperdedu“, - aiškino Hixonas, aiškindamas neptūno sudėtį. Jos laboratorijoje tiriama, kaip neptuniumas ir kiti aktinidai juda per medžiagas, imituojančias geologinius kapinynus, kaip antai tas, kuris siūlomas Yucca kalnui Nevadoje. Nors šios giliųjų saugojimo vietos yra laikomos saugiausiomis ilgalaikio saugojimo vietomis, šiuo metu JAV jų nėra. „Yucca“ kalnų branduolinių atliekų saugykla buvo atmesta pagal Obamos administraciją 2011 metais. Trumpo administracija sumažino visą finansavimą giliųjų gręžinių atliekų tyrimams, tačiau Kongresas gali persvarstyti finansavimą kitame 2018 m. Biudžeto cikle.

Papildomi resursai

  • Čia rasite daugiau informacijos apie neptuniumą iš „Los Alamos“ nacionalinės laboratorijos.
  • Štai ką „Jefferson Lab“ sako apie neptunį.
  • Karališkoji chemijos draugija taip pat svarsto apie neptunį.


Vaizdo Papildas: .




Tyrimas


Vaizdai: Rykliai Ir Banginiai Iš Viršaus
Vaizdai: Rykliai Ir Banginiai Iš Viršaus

Ar Aukštas Jūros Lygis Pakils Iki 2100 M.?
Ar Aukštas Jūros Lygis Pakils Iki 2100 M.?

Mokslas Naujienos


Ankstyvas Vikingų Kapo Kapas Aptiktas Norvegijoje
Ankstyvas Vikingų Kapo Kapas Aptiktas Norvegijoje

Klindamicinas: Vartojimas Ir Šalutinis Poveikis
Klindamicinas: Vartojimas Ir Šalutinis Poveikis

Tavo Smegenys: Kodėl Tam Tikros Dainos Teikia Malonumą?
Tavo Smegenys: Kodėl Tam Tikros Dainos Teikia Malonumą?

Kodėl Smegenys Pamiršta Detales, Kad Suprastų Didesnį Paveikslą
Kodėl Smegenys Pamiršta Detales, Kad Suprastų Didesnį Paveikslą

Gerumo Gyvatės! Bendradarbiaujantys Raiteliai Susigraudina Su Savo Kin
Gerumo Gyvatės! Bendradarbiaujantys Raiteliai Susigraudina Su Savo Kin


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com