Jelaskan Produksi dari Neptunium

Sebagian besar neptunium yang saat ini ada di Bumi diproduksi secara artifisial dalam reaksi nuklir. Neptunium-237 adalah isotop yang paling sering disintesis karena ia merupakan satu-satunya isotop yang dapat dibuat melalui penangkapan neutron dan juga memiliki waktu paruh yang cukup lama untuk memungkinkan jumlah yang dapat ditimbang mudah diisolasi. Dengan demikian, ia adalah isotop yang paling umum digunakan dalam studi kimia unsur tersebut.

Ketika sebuah atom 235U menangkap sebuah neutron, ia diubah menjadi keadaan tereksitasi 236U. Sekitar 81% dari inti 236U yang tereksitasi mengalami fisi, tetapi sisanya meluruh menjadi keadaan dasar 236U dengan memancarkan radiasi gama. Penangkapan neutron lebih lanjut akan menghasilkan 237U yang memiliki waktu paruh 7 hari dan dengan cepat meluruh menjadi 237Np melalui peluruhan beta. Selama peluruhan beta, 237U yang tereksitasi memancarkan sebuah elektron, sedangkan interaksi atom lemah mengubah sebuah neutron menjadi sebuah proton, sehingga menciptakan 237Np.

237U juga diproduksi melalui reaksi (n,2n) dengan 238U. Ini hanya terjadi dengan neutron yang sangat energik.

237Np adalah produk peluruhan alfa 241Am, yang dihasilkan melalui penyinaran neutron dari uranium-238.

Isotop neptunium yang lebih berat meluruh dengan cepat, dan isotop neptunium yang lebih ringan tidak dapat dihasilkan oleh penangkapan neutron, jadi pemisahan kimiawi neptunium dari bahan bakar nuklir bekas yang didinginkan menghasilkan 237Np yang hampir murni. Isotop berat berumur pendek 238Np dan 239Np, berguna sebagai pelacak radioaktif, diproduksi melalui penyinaran neutron masing-masing dari 237Np dan 238U, sedangkan isotop ringan berumur lebih panjang 235Np dan 236Np diproduksi melalui penyinaran 235U dengan proton dan deuteron dalam sebuah siklotron.

Logam 237Np buatan biasanya diisolasi melalui reaksi 237NpF3 dengan barium atau litium cair pada suhu sekitar 1200 °C dan paling sering diekstraksi dari batang bahan bakar nuklir bekas dalam jumlah kilogram sebagai produk sampingan dalam produksi plutonium.

2 NpF3 + 3 Ba → 2 Np + 3 BaF2

Berdasarkan beratnya, pelepasan neptunium-237 sekitar 5% lebih besar dari pelepasan plutonium dan sekitar 0,05% dari pelepasan bahan bakar nuklir bekas. Namun, bahkan fraksi ini masih berjumlah lebih dari lima puluh ton per tahun secara global.