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October 20, 2021

镎是一种合成化学元素,符号为 Np,原子序数为 93。镎是一种放射性金属元素,是超铀元素中的第一个,属于锕系元素。其最稳定的同位素镎 237 是在核反应堆中产生的。在铀矿石中也发现了痕量。它于 1940 年在加州大学被发现。由于它在元素周期表中以铀命名,因此以海王星命名,海王星以太阳系中的天王星命名。

历史的

镎是由 Edwin McMillan 和 Philip Abelson 于 1940 年发现的。 这一发现是在加州大学伯克利分校的伯克利辐射实验室做出的,该团队在那里生产了镎的 239 同位素,半衰期为 2.4 天,轰击铀238 中子。这是导致生产钚 239 的中间阶段。它以海王星命名,具有类似于铀的化学性质,以前以太阳系中海王星之前的天王星命名。

化学性质

镎是通过在 1200°C 的锂或钡蒸气中还原化合物 NpF3 以金属形式制备的。外观为银,化学反应性很强,至少有 3 种同素异形结构:α-镎(室温下),正交晶系,比重:20.25; β-镎(280℃以上),四方,比重(313℃时):19.36; Gamma-neptunium(577°C以上),立方,密度(600°C时):18.00.镎形成NpF3、NpF4、NpCl4、NpBr3、NpI3等卤化物。它还形成类似于氧化铀的价态氧化物,特别是 Np3O8 和 NpO2。在水性介质中,这种元素可以在四种氧化程度中找到: Np3+:无 +3(淡紫色),类似于稀有离子 Pm3+;Np4+:无+4(黄绿色);NpO2+:无 +5(蓝绿色);NpO22+:无 +6(淡粉色)。

同位素

已鉴定出 20 种镎的放射性同位素。最稳定的是237Np,半衰期为214万年,而236Np的半衰期为15.4万年,235Np为396.1天。所有其他同位素的半衰期都小于 4.5 天,并且在大多数情况下小于 50 分钟。镎同位素的原子量范围从 225Np 的 225.0339 u 到 244Np 的 244.068 u。

军事应用

Neptunium 236 是热中子裂变,裂变截面接近 2,800 barns(根据 HBPC),因此这是一个相当高的值。镎 237 在热中子中易裂变,裂变截面根据 HBPC 为 19 毫巴;高能中子的裂变截面无疑更高。因此,镎 237 理论上可以用作反应堆的燃料或制造裂变武器系统。该信息由美国能源部于 1992 年公开。然而,迄今为止尚未确定实际使用镎来生产武器。 2002 年 9 月,加利福尼亚大学(洛斯阿拉莫斯国家实验室)的研究人员致力于一个项目美国的大规模杀伤性武器表明,镎 237 和浓缩铀的混合物可以制造出镎 237 含量低于先前想象的裂变武器。可以注意到,铀 233(裂变)比镎 237 少 4 个核子。这是第一个基于使用镎 237 的核临界质量,与浓缩铀混合,而不是钚或铀。镎 237 被认为具有促进核武器扩散的潜力,并加强了单独的材料保护。镎 237 是轻水反应堆产生的主要次锕系元素(占 45% 的核使用过的燃料中的次要锕系元素)。

注释和参考

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镎237

外部链接

(zh)“海王星的技术数据”(2016 年 8 月 11 日查阅),在子页面中包含每个同位素的已知数据。化学门户 核门户