Techniklexikon

Neptunium

Chemie, Physikalische Chemie, Np, Element der Gruppe der Actinoide des Periodensystems, ein Transuran-Element (benannt nach dem Planeten Neptun, der auf Uranus folgt). In der Natur kommt es in geringen Mengen als Begleiter in der Pechblende vor. Neptunium besitzt die Elektronenkonfiguration [Rn]5f⁴6d¹7s² und ist radioaktiv. Bis jetzt sind 15 Isotope mit den Massenzahlen 228-242 bekannt. Neptunium wird durch künstliche Elementumwandlung aus Uran hergestellt. Durch Beschuss von  mit langsamen Neutronen entsteht , das in  zerfällt:

Wird  dagegen mit schnellen Neutronen beschossen, so bildet sich , aus dem  entsteht:

Da im Uran-Reaktor auch die Uran-Isotope 237 und 239 gebildet werden, treten hier auf Grund der oben genannten Kernreaktionen die entsprechenden Neptuniumisotope auf. Das kurzlebige Isotop  wandelt sich rasch in das langlebige Plutonium-Isotop  um. Dagegen reichert sich das Isotop  im Reaktor an (0,1 % der -Produktion). Es wird technisch dazu verwendet, das Plutonium-Isotop  herzustellen. Vom Neptunium-Isotop  leitet sich die künstliche (4n + 1)-Neptunium-Zerfallsreihe ab:

.

Neptunium 1: Wichtiges Isotop.

bottom-alt:solid black .6pt;padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> Isotop	bottom:solid black 1.0pt;border-right:none; mso-border-top-alt:solid black .6pt;mso-border-bottom-alt:solid black .6pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> Natürliche Häufigkeit [%]	bottom:solid black 1.0pt;border-right:none; mso-border-top-alt:solid black .6pt;mso-border-bottom-alt:solid black .6pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> Atommasse	bottom-alt: solid black .6pt;mso-border-right-alt:solid black .75pt;padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> Halbwertszeit T1 / 2
bottom:solid black 1.0pt;border-right:none;mso-border-top-alt:solid black .6pt; mso-border-top-alt:solid black .6pt;mso-border-left-alt:solid black .75pt; mso-border-bottom-alt:solid black .6pt;padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> 237Np	bottom:solid black 1.0pt; mso-border-top-alt:solid black .6pt;mso-border-top-alt:solid black .6pt; mso-border-bottom-alt:solid black .6pt;padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> 0	bottom:solid black 1.0pt; mso-border-top-alt:solid black .6pt;mso-border-top-alt:solid black .6pt; mso-border-bottom-alt:solid black .6pt;padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> 237,048 167	bottom:solid black 1.0pt;border-right:solid black 1.0pt;mso-border-top-alt: solid black .6pt;mso-border-top-alt:solid black .6pt;mso-border-bottom-alt: solid black .6pt;mso-border-right-alt:solid black .75pt;padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> 2,14 × 106 a

 

Neptunium 2: Allgemeine, chemische und festkörperphysikalische Eigenschaften.

bottom:none;border-right:none; mso-border-top-alt:solid black .75pt;mso-border-left-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> Ordnungszahl	bottom:none;border-right:solid black 1.0pt; mso-border-top-alt:solid black .75pt;mso-border-right-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> 93
relative Atommasse (12C = 12,000 0)	237,048 2
Dichte [g cm-3]	20,45
Molvolumen [cm3]	11,71
bottom:solid black 1.0pt;border-right:none; mso-border-left-alt:solid black .75pt;mso-border-bottom-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> Oxidationszahlen	bottom:solid black 1.0pt;border-right:solid black 1.0pt; mso-border-bottom-alt:solid black .75pt;mso-border-right-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> II-VII

 

Neptunium 3: Thermische und elektromagnetische Eigenschaften.

bottom:none;border-right:none; mso-border-top-alt:solid black .75pt;mso-border-left-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> Siedetemperatur [K]	bottom:none;border-right:solid black 1.0pt; mso-border-top-alt:solid black .75pt;mso-border-right-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> 4 175
Schmelztemperatur [K]	913
Siedeenthalpie [kJ mol-1]	336,6
Schmelzenthalpie [kJ mol-1]	9,46
Wärmeleitfähigkeit (300 K) [W m-1K-1]	6,3
thermischer Längenausdehungskoeffizient [10-6 K-1]	27,5
bottom:solid black 1.0pt;border-right:none; mso-border-left-alt:solid black .75pt;mso-border-bottom-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> spezifischer Widerstand [10-8 Wm]	bottom:solid black 1.0pt;border-right:solid black 1.0pt;mso-border-bottom-alt: solid black .75pt;mso-border-right-alt:solid black .75pt;padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'>   122

 

Neptunium 4: Atom- und kernphysikalische Eigenschaften.

bottom:none;border-right:none; mso-border-top-alt:solid black .75pt;mso-border-left-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> Termsymbol	bottom:none;border-right:solid black 1.0pt; mso-border-top-alt:solid black .75pt;mso-border-right-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> 5I4, 6L11 / 2
1. Ionisierungsenergie [eV]	6,27
Elektronegativität (Pauling)	1,36
effektive Kernladung (Slater)	1,80
Ionenradius (Np7+) [nm]	0,071
Atomradius [nm]	0,131
Kernspin (237Np)	5/2
magnetisches Moment (237Np) [mK]	3,14
bottom:solid black 1.0pt;border-right:none; mso-border-left-alt:solid black .75pt;mso-border-bottom-alt:solid black .6pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> Einfangquerschnitt für thermische Neutronen (237Np) [barn]	bottom:solid black 1.0pt;border-right:solid black 1.0pt;mso-border-bottom-alt: solid black .6pt;mso-border-right-alt:solid black .75pt;padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> 180