El óxido de neptunio (IV) , o dióxido de neptunio , es un sólido cristalino radiactivo de color verde oliva [4] cúbico [5] con la fórmula NpO 2 . Emite partículas α y γ. [3]
Industrialmente, el dióxido de neptunio se forma a partir de la precipitación de oxalato de neptunio (IV) a partir de una solución de alimentación de neptunio con ácido oxálico, seguida de calcinación a dióxido de neptunio. La solución de alimentación de neptunio (que incluye diversos estados de oxidación del neptunio) se reduce a una solución predominantemente de neptunio (IV) mediante ácido ascórbico antes de la adición de ácido oxálico. Inicialmente se agrega un inhibidor de hidrazina a la solución de alimentación de neptunio para proteger el neptunio y el ácido ascórbico de la descomposición. [6]
El dióxido de neptunio también se puede formar eficazmente a partir de la precipitación de peróxido de neptunio (IV), pero se ha descubierto que la reducción de oxalato es más eficiente industrialmente. [6]
Como subproducto de los desechos nucleares, el dióxido de neptunio se puede purificar mediante fluoración , seguida de reducción con exceso de calcio en presencia de yodo. [3] Sin embargo, la síntesis antes mencionada produce un sólido bastante puro, con menos del 0,3% en peso de impurezas. Generalmente, la purificación adicional es innecesaria. [6]
El dióxido de neptunio contribuye [ ¿cómo? ] a la desintegración α de 241 Am, lo que reduce su vida media habitual en una cantidad no probada pero apreciable. [7] El compuesto tiene una capacidad calorífica específica baja (900 K, en comparación con la capacidad calorífica específica del dióxido de uranio de 1400 K), una anomalía que, según la teoría, se debe a su recuento de electrones 5f. [8] Otro rasgo único del dióxido de neptunio es su "misteriosa fase ordenada a baja temperatura". Mencionado anteriormente, hace referencia a un nivel anormal de orden para un complejo de dióxido de actínido a baja temperatura. [9] Una discusión más detallada de estos temas podría indicar tendencias físicas útiles en los actínidos.
El complejo de dióxido de neptunio se utiliza como un medio para estabilizar y disminuir la "carga ambiental a largo plazo" [10] del neptunio como subproducto de la fisión nuclear. Los desechos nucleares que contienen actínidos se tratarán comúnmente de modo que se formen varios complejos de AnO2 ( donde An = U, Np, Pu, Am, etc.). En el dióxido de neptunio, el neptunio tiene una radiotoxicidad reducida en comparación con el neptunio metálico puro y, por lo tanto, es más deseable para el almacenamiento y la eliminación. También se ha demostrado que el dióxido de neptunio contribuye a aumentar las tasas de descomposición de los metales radiactivos, una aplicación que se está explorando actualmente. [10]