| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
El neptunio ( 93 Np) generalmente se considera un elemento artificial , aunque se encuentran trazas en la naturaleza, por lo que no se puede dar un peso atómico estándar . Como todos los elementos traza o artificiales, no tiene isótopos estables . El primer isótopo que se sintetizó e identificó fue 239 Np en 1940, producido al bombardear 238 U con neutrones para producir 239 U, que luego experimentó la desintegración beta a 239 Np.
Se encuentran trazas en la naturaleza a partir de reacciones de captura de neutrones por átomos de uranio , un hecho que no se descubrió hasta 1951. [1]
Se han caracterizado veinticinco radioisótopos de neptunio , siendo el más estable237
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con una vida media de 2,14 millones de años,236
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con una vida media de 154.000 años, y 235
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con una vida media de 396,1 días. Todos los isótopos radiactivos restantes tienen vidas medias inferiores a 4,5 días, y la mayoría de ellos tienen vidas medias inferiores a 50 minutos. Este elemento también tiene 4 estados meta , siendo el más estableLos 236m
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(t 1/2 22,5 horas).
Los isótopos del neptunio van desde 219
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para 244
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, aunque el isótopo intermedio 221
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aún no se ha observado. El modo de desintegración primario antes del isótopo más estable,237
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, es la captura de electrones (con una gran cantidad de emisión alfa ), y el modo primario después es la emisión beta . Los productos de descomposición primaria antes237
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son isótopos de uranio y protactinio , y los productos primarios posteriores son isótopos de plutonio . El uranio-237 y el neptunio-239 se consideran los principales radioisótopos peligrosos en el primer período de una hora a la semana después de la lluvia radiactiva de una detonación nuclear, con 239 Np dominando "el espectro durante varios días". [2] [3]
Nuclido [n 1] | Z | norte | Masa isotópica ( Da ) [4] [n 2] [n 3] | Media vida | Modo de caída [n 4] | Hija isótopo [n 5] | Spin y paridad [n 6] [n 7] | Abundancia isotópica | |||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Energía de excitación [n 7] | |||||||||||||||||||
219 Notario público [5] | 93 | 126 | 219.03162 (9) | 0,15 (+ 0,72-0,07) ms | α | 215 Pa | (9 / 2−) | ||||||||||||
220 Notario público [6] | 93 | 127 | 220.03254 (21) # | 25 (+ 14-7) μs | α | 216 Pa | 1- # | ||||||||||||
222 Notario público [7] | 93 | 129 | 380 (+ 260-110) ns | α | 218 Pa | 1- # | |||||||||||||
223 Notario público [8] | 93 | 130 | 223.03285 (21) # | 2,15 (+ 100-52) μs | α | 219 Pa | 9 / 2− | ||||||||||||
224 Notario público [9] | 93 | 131 | 224.03422 (21) # | 38 (+ 26-11) μs | α (83%) | 220m1 Pa | 1- # | ||||||||||||
α (17%) | 220m2 Pa | ||||||||||||||||||
225 Notario público | 93 | 132 | 225.03391 (8) | 6 (5) ms | α | 221 Pa | 9 / 2− # | ||||||||||||
226 Notario público | 93 | 133 | 226.03515 (10) # | 35 (10) ms | α | 222 Pa | |||||||||||||
227 Notario público | 93 | 134 | 227.03496 (8) | 510 (60) ms | α (99,95%) | 223 Pa | 5 / 2− # | ||||||||||||
β + (.05%) | 227 U | ||||||||||||||||||
228 Notario público | 93 | 135 | 228.03618 (21) # | 61,4 (14) s | β + (59%) | 228 U | |||||||||||||
α (41%) | 224 Pa | ||||||||||||||||||
β + , SF (0,012%) | (varios) | ||||||||||||||||||
229 Notario público | 93 | 136 | 229.03626 (9) | 4,0 (2) min | α (51%) | 225 Pa | 5/2 + # | ||||||||||||
β + (49%) | 229 U | ||||||||||||||||||
230 Notario público | 93 | 137 | 230.03783 (6) | 4,6 (3) min | β + (97%) | 230 U | |||||||||||||
α (3%) | 226 Pa | ||||||||||||||||||
231 Notario público | 93 | 138 | 231.03825 (5) | 48,8 (2) min | β + (98%) | 231 U | (5/2) (+ #) | ||||||||||||
α (2%) | 227 Pa | ||||||||||||||||||
232 Notario público | 93 | 139 | 232.04011 (11) # | 14,7 (3) min | β + (99,99%) | 232 U | (4+) | ||||||||||||
α (0,003%) | 228 Pa | ||||||||||||||||||
233 Notario público | 93 | 140 | 233.04074 (5) | 36,2 (1) min | β + (99,99%) | 233 U | (5/2 +) | ||||||||||||
α (0,001%) | 229 Pa | ||||||||||||||||||
234 Notario público | 93 | 141 | 234.042895 (9) | 4,4 (1) d | β + | 234 U | (0+) | ||||||||||||
235 Notario público | 93 | 142 | 235.0440633 (21) | 396,1 (12) d | CE | 235 U | 5/2 + | ||||||||||||
α (0,0026%) | 231 Pa | ||||||||||||||||||
236 Notario público [n 8] | 93 | 143 | 236.04657 (5) | 1,54 (6) × 10 5 y | CE (87,3%) | 236 U | (6−) | ||||||||||||
β - (12,5%) | 236 Pu | ||||||||||||||||||
α (0,16%) | 232 Pa | ||||||||||||||||||
Los 236m Notario público | 60 (50) keV | 22,5 (4) horas | CE (52%) | 236 U | 1 | ||||||||||||||
β - (48%) | 236 Pu | ||||||||||||||||||
237 Notario público [n 8] [n 9] | 93 | 144 | 237.0481734 (20) | 2,144 (7) × 10 6 y | α | 233 Pa | 5/2 + | Seguimiento [n 10] | |||||||||||
SF (2 × 10 −10 %) | (varios) | ||||||||||||||||||
CD (4 × 10 −12 %) | 207 Tl 30 Mg | ||||||||||||||||||
238 Notario público | 93 | 145 | 238.0509464 (20) | 2.117 (2) d | β - | 238 Pu | 2+ | ||||||||||||
Los 238m Notario público | 2300 (200) # keV | 112 (39) ns | |||||||||||||||||
239 Notario público | 93 | 146 | 239.0529390 (22) | 2,356 (3) d | β - | 239 Pu | 5/2 + | Seguimiento [n 10] | |||||||||||
240 Notario público | 93 | 147 | 240.056162 (16) | 61,9 (2) mínimo | β - | 240 Pu | (5+) | Seguimiento [n 11] | |||||||||||
Los 240m Notario público | 20 (15) keV | 7.22 (2) min | β - (99,89%) | 240 Pu | 1 (+) | ||||||||||||||
ES (.11%) | 240 Np | ||||||||||||||||||
241 Notario público | 93 | 148 | 241.05825 (8) | 13,9 (2) min | β - | 241 Pu | (5/2 +) | ||||||||||||
242 Notario público | 93 | 149 | 242.06164 (21) | 2,2 (2) min | β - | 242 Pu | (1+) | ||||||||||||
Los 242m Notario público | 0 (50) # keV | 5,5 (1) min | 6 + # | ||||||||||||||||
243 Notario público | 93 | 150 | 243.06428 (3) # | 1,85 (15) min | β - | 243 Pu | (5 / 2−) | ||||||||||||
244 Notario público | 93 | 151 | 244.06785 (32) # | 2,29 (16) min | β - | 244 Pu | (7−) | ||||||||||||
Este encabezado y pie de página de la tabla: |
CD: | Decaimiento del racimo |
CE: | Captura de electrones |
ESO: | Transición isomérica |
SF: | Fisión espontánea |
Actínidos y productos de fisión por vida media | ||||||||
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Actínidos [10] por cadena de desintegración | Rango de vida media ( a ) | Productos de fisión de 235 U por rendimiento [11] | ||||||
4 n | 4 n +1 | 4 n +2 | 4 n +3 | |||||
4,5–7% | 0,04-1,25% | <0,001% | ||||||
228 Ra№ | 4 a 6 a | † | 155 Euþ | |||||
244 cmƒ | 241 Puƒ | 250 Cf | 227 Ac№ | 10-29 a | 90 Sr | 85 Kr | 113m Cdþ | |
232 Uƒ | 238 Puƒ | 243 cmƒ | 29–97 a | 137 Cs | 151 Smþ | 121m Sn | ||
248 Bk [12] | 249 Cfƒ | 242 m amƒ | 141–351 a | Ningún producto de fisión | ||||
241 amƒ | 251 Cfƒ [13] | 430–900 a | ||||||
226 Ra№ | 247 Bk | 1,3–1,6 ka | ||||||
240 Pu | 229 mil | 246 cmƒ | 243 amƒ | 4,7 a 7,4 ka | ||||
245 cmƒ | 250 cm | 8,3–8,5 ka | ||||||
239 Puƒ | 24,1 ka | |||||||
230 mil№ | 231 Pa№ | 32–76 ka | ||||||
236 Npƒ | 233 Uƒ | 234 U№ | 150-250 ka | ‡ | 99 Tc₡ | 126 Sn | ||
248 cm | 242 Pu | 327–375 ka | 79 Se₡ | |||||
1,53 Ma | 93 Zr | |||||||
237 Npƒ | 2,1–6,5 Ma | 135 Cs₡ | 107 Pd | |||||
236 U | 247 cmƒ | 15-24 Ma | 129 I₡ | |||||
244 Pu | 80 Ma | ... ni más allá de 15,7 Ma [14] | ||||||
232 mil№ | 238 U№ | 235 Uƒ№ | 0,7-14,1 Ga | |||||
Leyenda de los símbolos en superíndice |
El neptunio-235 tiene 142 neutrones y una vida media de 396,1 días. Este isótopo se descompone por:
Este isótopo de neptunio tiene un peso de 235.044 063 3 u.
El neptunio-236 tiene 143 neutrones y una vida media de 154.000 años. Puede descomponerse por los siguientes métodos:
Este isótopo particular de neptunio tiene una masa de 236,04657 u. Es un material fisible con una masa crítica de 6,79 kg (15,0 lb). [15]
236
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se produce en pequeñas cantidades a través de las reacciones de captura (n, 2n) y (γ, n) de 237
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, [16] sin embargo, es casi imposible separar en cantidades significativas de su matriz237
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. [17] Es por esta razón que a pesar de su baja masa crítica y alta sección transversal de neutrones, no se ha investigado como combustible nuclear en armas o reactores. Sin embargo,236
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se ha considerado para su uso en espectrometría de masas y como trazador radiactivo , porque decae predominantemente por emisión beta con una vida media prolongada. [18] Se han investigado varias rutas de producción alternativas para este isótopo, a saber, las que reducen la separación isotópica de237
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o el isómero Los 236m
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. Las reacciones más favorables para acumular236
Notario público
se demostró que eran irradiaciones de protones y deuterones de uranio-238 . [18]
237
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se desintegra a través de la serie del neptunio , que termina con talio-205 , que es estable, a diferencia de la mayoría de los otros actínidos , que se desintegran en isótopos estables de plomo .
En 2002, 237
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demostró ser capaz de sostener una reacción en cadena con neutrones rápidos , como en un arma nuclear , con una masa crítica de alrededor de 60 kg. [19] Sin embargo, tiene una baja probabilidad de fisión en el bombardeo con neutrones térmicos , lo que lo hace inadecuado como combustible para plantas de energía nuclear de agua ligera (a diferencia de los reactores rápidos o sistemas impulsados por aceleradores , por ejemplo).
237
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se produce el isótopo única neptunio en cantidad importante en el ciclo del combustible nuclear , tanto por los sucesivos captura de neutrones por uranio-235 (que fisiones la mayoría, pero no todo el tiempo) y el uranio-236 reacciones, o (n, 2n) cuando un rápido el neutrón ocasionalmente golpea un neutrón suelto del uranio-238 o isótopos del plutonio . En el largo plazo,237
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también se forma en el combustible nuclear gastado como producto de la desintegración del americio-241 .
237
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fue proyectado como uno de los nucleidos más móviles en el depósito de desechos nucleares de Yucca Mountain .
Cuando se expone al bombardeo de neutrones 237
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puede capturar un neutrón, sufrir desintegración beta y convertirse en 238Pu, siendo este producto útil como fuente de energía térmica en un generador termoeléctrico de radioisótopos para la producción de electricidad y calor en sondas del espacio profundo (como las sondas New Horizons y Voyager ) y, de manera reciente, el Mars Science Laboratory (Curiosity vagabundo). Estas aplicaciones son económicamente prácticas donde las fuentes de energía fotovoltaica son débiles o inconsistentes debido a que las sondas están demasiado lejos del sol o a los rovers que enfrentan eventos climáticos que pueden obstruir la luz solar durante períodos prolongados. Las sondas espaciales y los rovers también utilizan la salida de calor del generador para mantener calientes sus instrumentos y componentes internos. [20]