Neptunium

Neptunium ist ein chemisches Element. Es wurde benannt nach dem Planeten Neptun, der auf den Planeten Uranus folgt. Neptunium folgt im Periodensystem auf Uran, dann folgt Plutonium. Neptunium ist das erste der sogenannten Transurane, die in der Natur des Planeten Erde, bis auf Spuren von Plutonium, nicht mehr vorkommen.

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Eigenschaften

Neptuniummetall hat ein silbernes Aussehen, ist chemisch reaktiv und existiert in mindestens drei verschiedenen Modifikationen:

• Alpha-Neptunium, orthorhombisch, Dichte 20,25 g/cm³,
• Beta-Neptunium (über 280 °C), tetragonal, Dichte bei 313 °C, 19,36 g/cm³ und
• Gamma-Neptunium (über 577 °C), kubisch, Dichte bei 600 °C, 18,0 g/cm³.

Wie im ²³⁵U und ²³⁹Pu kann auch mit ²³⁷Np eine sich selbst aufrecht erhaltende Kettenreaktion erzeugt werden. Somit ist ²³⁷Np prinzipiell auch zum Bau von Kernwaffen geeignet. Im September 2002 fanden Forscher im Los Alamos National Laboratory heraus, dass die kritische Masse von ²³⁷Np geringer ist als bisher gedacht.^[1].

²³⁷Np ist Ausgangspunkt der Neptunium-Reihe, einer Zerfallskette, die beim Isotop Thallium ²⁰⁵Tl endet.

Verwendung

Das aus ²³⁵U erbrütete ²³⁷Np wird zusammen mit unwesentlichen Mengen anderer Neptuniumisotope vom Atommüll abgetrennt und in Brennstäbe gefüllt, die nur Neptunium enthalten. Diese werden wieder in den Kernreaktor eingesetzt, wo sie erneut mit Neutronen bestrahlt werden und aus dem ²³⁷Np ²³⁸Pu erbrütet wird. Das ²³⁸Pu wird in Radioisotopengeneratoren verwendet.

Die angegebenen Zeiten sind Halbwertszeiten.

Eine Tonne abgebranntes Spaltmaterial aus einem Kernreaktor soll 500 Gramm Neptunium enthalten.^[2]

Isotope

Neptunium hat Insgesamt 20 Isotope und 5 Kernisomere. Von diesen sind die Isotope ²³⁷Np mit 2,14 Mio. Jahren-, ²³⁶Np mit 1540 Jahren- und ²³⁵Np mit 396,1 Tagen Halbwertszeit die langlebigsten. Die restlichen Isotope und Kernisomere haben Halbwertszeiten zwischen 45 Nanosekunden und 4,4 Tagen.

Literatur

Walter Seifritz: Nukleare Sprengkörper - Bedrohung oder Energieversorgung für die Menschheit? Thiemig-Verlag, München 1984

David Albright and Kimberly Kramer: Neptunium 237 and Americium: World Inventories and Proliferation Concerns, June 10, 2005, Revised August 22, 2005, http://www.isis-online.org/global_stocks/end2003/np_237_and_americium.pdf

Quellen

1. ↑ Weiss, P. (October 26, 2002). Little-studied metal goes critical - Neptunium Nukes?. Science News. Gefunden am 29. September 2006.
2. ↑ Klaus Hoffmann: Kann man Gold machen? Gauner, Gaukler und Gelehrte. Aus der Geschichte der chemischen Elemente Urania-Verlag; Leipzig, Jena, Berlin 1979; keine ISBN; Seite 233