Neptunium(IV) oksida

Neptunium(IV) oksida atau neptunium dioksida adalah sebuah padatan kristal kubik berwarna hijau zaitun. Rumus kimia untuk Neptunium(IV) oksida ialah NpO2. Neptunium(IV) oksida mengalami pelruhan radioaktif dan memancarkan partikel α dan γ.

Produksi
Secara industri, neptunium dioksida dibentuk dengan presipitasi neptunium(IV) oksalat, diikuti dengan kalsinasi menjadi neptunium dioksida.

Produksi dimulai dengan larutan umpan asam nitrat yang mengandung ion neptunium dalam berbagai tingkat oksidasi. Pertama, inhibitor hidrazin ditambahkan untuk memperlambat oksidasi yang terjadi di udara. Kemudian asam askorbat mereduksi larutan umpan menjadi neptunium(IV) yang dominan:
2Np5+ + C6H8O6 → 2Np4+ + C6H6O6 + 2H+
Np6+ + C6H8O6 → Np4+ + C6H6O6 + 2H+
Penambahan asam oksalat mengendapkan neptunium oksalat terhidrasi ...
Np4+ + 2H2C2O4 + 6H2O → Np(C2O4)2.6H2O(v) + 4H+ 
...yang mengalami pirolisis ketika dipanaskan:  Equations extrapolated from verbal description. 

Np(C2O4)2.6H2O  Np(C2O4)2  NpO2 + 2CO(g)
Neptunium dioksida juga dapat terbentuk dari presipitasi neptunium(IV) peroksida, namun prosesnya jauh lebih sensitif.

Pemurnian
Sebagai produk sampingan reaktor fisi nuklir, neptunium dioksida dapat dimurnikan melalui fluorinasi, diikuti dengan reduksi dengan kalsium berlebih dengan adanya iodin. Namun, sintesis yang disebutkan di atas menghasilkan padatan yang cukup murni, dengan fraksi massa pengotor kurang dari 0,3%. Umumnya, pemurnian lebih lanjut tidak diperlukan.

Sifat lainnya
Neptunium dioksida berkontribusi pada peluruhan α dari 241Am, mengurangi waktu paruh biasanya dalam jumlah yang belum teruji tetapi cukup berarti. Senyawa ini memiliki kapasitas panas spesifik yang rendah (900 K, dibandingkan dengan kapasitas panas spesifik uranium dioksida sebesar 1400 K), suatu kelainan yang diteorikan berasal dari jumlah elektron 5f-nya. Sifat unik lain dari neptunium dioksida adalah "fase suhu rendah yang misterius". Seperti disebutkan di atas, hal ini merujuk pada tingkat keteraturan yang abnormal untuk kompleks aktinitida dioksida pada suhu rendah. Pembahasan lebih lanjut tentang topik tersebut dapat menunjukkan tren fisik yang berguna dalam aktinida.

Penggunaan
Kompleks neptunium dioksida digunakan sebagai sarana untuk menstabilkan dan mengurangi "beban lingkungan jangka panjang" dari neptunium sebagai produk sampingan fisi nuklir. Bahan bakar nuklir bekas yang mengandung aktinida biasanya diolah sehingga terbentuk berbagai kompleks AnO2 (di mana An = U, Np, Pu, Am, dan lain-lain.). Dalam neptunium dioksida, neptunium memiliki radiotoksisitas yang lebih rendah dibandingkan dengan neptunium unsur dan dengan demikian lebih diinginkan untuk penyimpanan dan pembuangan. Neptunium dioksida juga telah terbukti berkontribusi terhadap peningkatan laju peluruhan unsur radioaktif, suatu aplikasi yang saat ini sedang dieksplorasi.

Neptunium dioksida juga digunakan secara eksperimental untuk penelitian kimia dan fisika nuklir, dan diperkirakan dapat digunakan untuk membuat senjata nuklir yang efisien. Dalam reaktor nuklir, neptunium dioksida juga dapat digunakan sebagai target pemboman plutonium.

Selain itu, paten untuk roket bertenaga neptunium dioksida dipegang oleh Shirakawa Toshihisa, tetapi hanya ada sedikit informasi yang tersedia mengenai penelitian dan produksi yang terkait dengan produk tersebut.

Referensi

Kategori:Senyawa neptunium(IV)
Kategori:Oksida