Jabarkan Keterjadian dari Neptunium

Karena semua isotop neptunium memiliki waktu paruh yang berkali-kali lebih pendek dari usia Bumi, setiap neptunium primordial seharusnya sudah meluruh sekarang. Bahkan, setelah hanya sekitar 80 juta tahun, konsentrasi isotop yang paling lama hidup, 237Np, akan berkurang menjadi kurang dari sepertriliun (10−12) jumlah aslinya. Jadi, neptunium hadir di alam hanya dalam jumlah yang dapat diabaikan yang dihasilkan sebagai produk peluruhan perantara dari isotop lain.

Jumlah renik isotop neptunium-237 dan -239 ditemukan secara alami sebagai produk peluruhan dari reaksi transmutasi dalam bijih uranium. Secara khusus, 239Np dan 237Np adalah isotop yang paling umum; mereka langsung terbentuk dari penangkapan neutron oleh atom uranium-238. Neutron ini berasal dari fisi spontan uranium-238, fisi uranium-235 yang diinduksi oleh neutron secara alami, spalasi inti sinar kosmik, dan unsur ringan yang menyerap partikel alfa dan memancarkan neutron. Waktu paruh 239Np sangatlah singkat, meskipun deteksi anaknya yang berumur lebih panjang 239Pu di alam pada tahun 1951 secara definitif menetapkan kejadian alaminya. Pada tahun 1952, 237Np diidentifikasi dan diisolasi dari konsentrat bijih uranium dari Kongo Belgia: dalam mineral ini, rasio neptunium-237 terhadap uranium kurang dari atau sama dengan sekitar 10−12 banding 1.

Sebagian besar neptunium (dan plutonium) yang sekarang ditemui di lingkungan disebabkan oleh ledakan nuklir atmosfer yang terjadi antara peledakan bom atom pertama pada tahun 1945 dan ratifikasi Traktat Pelarangan Sebagian Uji Coba Nuklir pada tahun 1963. Jumlah total neptunium yang dilepaskan oleh ledakan ini dan beberapa uji atmosfer yang telah dilakukan sejak tahun 1963 diperkirakan sekitar 2500 kg. Sebagian besar terdiri dari isotop berumur panjang 236Np dan 237Np karena bahkan 235Np yang berumur sedang (waktu paruh 396 hari) akan meluruh hingga kurang dari sepermiliar (10−9) konsentrasi aslinya selama beberapa dekade. Jumlah neptunium tambahan yang sangat kecil, yang dihasilkan oleh penyinaran neutron dari uranium alami dalam air pendingin reaktor nuklir, dilepaskan ketika air dibuang ke sungai atau danau. Konsentrasi 237Np dalam air laut kira-kira 6,5 × 10−5 milibecquerel per liter: konsentrasi ini berada di antara kisaran 0,1% dan 1% konsentrasi plutonium.

Begitu berada di lingkungan, neptunium umumnya teroksidasi dengan cukup cepat, biasanya menjadi +4 atau +5. Terlepas dari keadaan oksidasinya, unsur tersebut menunjukkan mobilitas yang jauh lebih besar daripada aktinida lainnya, terutama karena kemampuannya untuk dengan mudah membentuk larutan berair dengan berbagai unsur lainnya. Dalam sebuah penelitian yang membandingkan laju difusi neptunium(V), plutonium(IV), dan amerisium(III) dalam batu pasir dan batu gamping, neptunium menembus lebih dari sepuluh kali seperti unsur lainnya. Np(V) juga akan bereaksi secara efisien pada tingkat pH yang lebih besar dari 5,5 jika tidak ada karbonat dan dalam kondisi ini ia juga diamati mudah berikatan dengan kuarsa. Ia juga telah diamati untuk mengikat dengan baik dengan goetit, koloid ferioksida, dan beberapa lempung meliputi kaolinit dan smektit. Np(V) tidak mudah berikatan dengan partikel tanah dalam kondisi agak asam, mirip seperti amerisium dan kurium dengan urutan besarnya hampir sama. Perilaku ini memungkinkannya untuk bermigrasi dengan cepat melalui tanah saat berada dalam larutan tanpa menjadi tetap di tempatnya, berkontribusi lebih jauh pada mobilitasnya. Np(V) juga mudah diserap oleh beton, sehingga radioaktivitasnya menjadi pertimbangan yang harus diperhatikan saat membangun fasilitas penyimpanan limbah nuklir. Ketika diserap dalam beton, ia direduksi menjadi Np(IV) dalam waktu yang relatif singkat. Np(V) juga direduksi oleh asam humat jika terdapat pada permukaan goetit, hematit, dan magnetit. Np(IV) diserap secara efisien oleh tuf, granodiorit, dan bentonit; meskipun penyerapan oleh yang terakhir paling menonjol dalam kondisi agak asam. Ia juga menunjukkan kecenderungan kuat untuk mengikat partikulat koloid, efek yang ditingkatkan saat berada di tanah dengan kandungan lempung yang tinggi. Perilaku ini memberikan bantuan tambahan dalam mobilitas tinggi yang teramati dari unsur ini.