1940 рік. Лабораторія в Берклі. Два молоді фізики бомбардують уран нейтронами і отримують щось абсолютно нове — перший елемент, створений людьми за межами урану. Вони назвали його нептуній, як планету Нептун, що йде після Урана. Так почалася епоха трансуранових елементів.
Нептуній — сріблястий радіоактивний метал, важчий за свинець майже вдвічі. Його густина — 20,25 г/см³. У природі він практично не трапляється, зате щороку тоннами накопичується у відпрацьованому ядерному паливі. Np-237 розпадається повільно: період напіврозпаду — 2,14 мільйона років.
У чистому вигляді нептуній — блискучий сріблястий метал, що швидко тьмяніє на повітрі. Він має аж три кристалічні форми (алотропні модифікації) — більше, ніж більшість металів. Плавиться при 644 °C, кипить аж при 3 902 °C. У хімічних реакціях нептуній надзвичайно гнучкий: він може мати п'ять різних ступенів окиснення — від +3 до +7. Жоден стабільний ізотоп нептунію не існує. Усі вони радіоактивні.
Нептуній надзвичайно небезпечний. Np-237 — альфа-випромінювач із періодом напіврозпаду 2,14 млн років. При потраплянні в організм накопичується в кістках і печінці, спричиняючи рак. Критична маса — близько 60 кг, тому зберігання вимагає суворого контролю. Робота з нептунієм дозволена лише у герметичних боксах з радіаційним захистом і постійним моніторингом.
Нептуній став першим трансурановим елементом в історії. Едвін Макміллан отримав за це Нобелівську премію з хімії у 1951 році.
Назва — космічна аналогія. Уран → Нептун: планета Нептун іде після Урана, і елемент нептуній іде після урану в таблиці Менделєєва.
Np-237 розпадається неймовірно повільно — період напіврозпаду 2,14 мільйона років. Він переживе будь-яку цивілізацію.
Щороку у ядерних реакторах світу утворюється понад 1 000 кг нептунію. Він накопичується у відпрацьованому паливі як побічний продукт.
Нептуній — рекордсмен серед актиноїдів: у нього три кристалічні форми (α, β, γ). Більшість металів мають лише одну або дві.
З нептунію роблять плутоній-238 для космічних батарей (РІТЕГів). Саме такі батареї живлять апарат Voyager, який летить за межами Сонячної системи.
| Ізотоп | Маса (u) | Поширеність | Період напіврозпаду | Розпад |
|---|---|---|---|---|
236Np☢ | 236.046570 | синтетичний | 1.54×10⁵ years | EC/β− |
237Np☢ | 237.048173 | синтетичний | 2.144×10⁶ years | α |
Cyclotron bombardment of uranium