Nettunio

iso = isotopo
NA = abbondanza in natura
TD = tempo di dimezzamento
DM = modalità di decadimento
DE = energia di decadimento in MeV
DP = prodotto del decadimento

Il nettunio, conosciuto anche come poseidonio, è l'elemento chimico della tavola periodica degli elementi, che ha come simbolo Np e come numero atomico il 93.

È un elemento metallico di colore argenteo, ed è il primo elemento transuranico: appartiene alla serie degli attinidi. Il suo isotopo più stabile, il nettunio-237, è un sottoprodotto delle reazioni che hanno luogo nei reattori nucleari e si può usare nelle apparecchiature per la rivelazione dei neutroni. Il nettunio si trova anche in tracce nei minerali di uranio.

[modifica] Caratteristiche

Di color argento, il nettunio metallico è piuttosto reattivo e si può trovare in tre forme allotropiche solide:

alfa-nettunio, ortorombica, densità 20,250 kg/m³,
beta-nettunio (oltre i 280°C), tetragonale, densità 19,360 kg/m³ a 313 °C, e
gamma-nettunio (oltre 577°C), cubica, densità 18,000 kg/m³ a 600°C.

Questo elemento ha quattro stati di ossidazione quando è in soluzione acquosa:

Np⁺³ (viola pallido), analogo allo ione Pm⁺³;
Np⁺⁴ (giallo-verde);
NpO²⁺ (blu-verde);
NpO²⁺⁺ (rosa pallido).

Il nettunio forma tri- e tetraalogenuri come il NpF₃, NpF₄, NpC_l4, NpBr₃, NpI₃, e ossidi di varie composizioni come quelli che si trovano nei sistemi uranio-ossigeno, compreso Np₃O₈ e NpO₂.

[modifica] Storia

Il nettunio (così battezzato in onore del pianeta Nettuno) fu scoperto da Edwin McMillan e Philip Abelson nel 1940, nei Berkeley Radiation Laboratory della Università di Berkeley in California, dove il gruppo produsse l'isotopo ²³⁹Np (emivita 2,4 giorni) bombardando uranio con neutroni accelerati da un ciclotrone. Fu il primo elemento transuranico prodotto sinteticamente e il primo elemento scoperto della serie degli attinidi.

[modifica] Disponibilità

Tracce di nettunio si trovano in natura nei minerali di uranio, come prodotti di decadimento dalle reazioni di trasmutazione. L'isotopo ²³⁷Np viene estratto tramite la riduzione di NpF₃ con vapori di bario o litio a circa 1200 °C, quasi sempre da barre di combustibile nucleare esaurite e/o come sottoprodotto della produzione di plutonio.

[modifica] Isotopi

Sono noti 19 radioisotopi del nettunio, di cui i più stabili sono il ²³⁷Np con emivita di 2,14 milioni di anni, il ²³⁶Np con emivita di 154.000 anni e ²³⁵Np con emivita di 396,1 giorni. Tutti gli altri isotopi radioattivi hanno emivite di meno di 5 giorni, e anzi la maggior parte non arriva a un'ora. Questo elemento ha anche 4 stati metastabili, di cui il più stabile è il ^236mNp (t_½ 22,5 ore).

Gli isotopi di nettunio hanno un peso atomico che va da 225,0339 amu (²²⁵Np) a 244,068 amu (²⁴⁴Np). Il principale modo di decadimento prima dell'isotopo più stabile, ²³⁷Np, è la cattura elettronica (con una buona parte di emissione alfa), mentre il modo principale dopo l'isotopo più stabile è l'emissione beta. I prodotti di decadimento prima di ²³⁷Np sono isotopi di uranio (ma l'emissione alfa produce invece isotopi di protoattinio), e i prodotti principali dopo di esso sono isotopi di plutonio.

[modifica] Applicazioni militari

Nel settembre 2002 i ricercatori dell'Università della California che conducevano ricerche per il programma di sviluppo di armi di distruzione di massa degli Stati Uniti hanno creato la prima massa critica nucleare usando nettunio, invece che plutonio o uranio. I responsabili americani del progetto, nel marzo 2004, hanno deciso di spostare le riserve nazionali di nettunio arricchito in un sito nel Nevada.