Neptunium

**Neptunium** is en cheemsch Element mit dat Atomteken **Np** un de Atomtall 93. Dorbi hannelt sik dat üm en Swoormetall, dat giftig un radioaktiv is, un in’t Periodensystem to de Grupp vun de Actinoiden höört. Neptunium is dat eerste Transuran, also dat eerste Element achter dat Uran, de in de Natur – afsehn vun Plutoniumsporen, de eerst na Inföhren vun den Begreep opdeckt weern – nich vörkamt. De Naam is ut dat Sünnsystem afleidt, woneem de Planeten Uranus, Neptun un Pluto openanner folgt, jüst so as in’t Periodensystem de Elementen Uran, Neptunium un Plutonium.

## Historie
In’n Mai 1934 hett sik Ida Noddack to de Lücken in’t Periodensystem vun de Elementen utlaten, de dat dormols noch geven het. An’t Enn vun ehr Arbeit schreev se wieter över de Mööglichkeit vun Transuranen. Wenige Weken later hett Enrico Fermi to dit Thema dree Arbeiten publizeert. In’n November 1934 hett sik Noddack kritisch mit de vörgeevliche Opdecken vun’t Element 93 vun Fermi utenannersett. In ehr Afhanneln hett se ünner annern de Opdecken vun de neutroneninduzeert Karnsplitten vörweg nahmen. Se segg, dat dat mööglich weer, dat swore Karns in verschedene grote Stücken verfallt, wenn se mit Neutronen beschaten warrt. Disse Brookstücken weer denn woll Isotopen vun bekannte Elementen, aver keen Navers vun de bestrahlten Elementen.

Dat radioaktive Element Neptunium is 1940 to’n eersten mol dör E.&nbsp;M.&nbsp;McMillan un P.&nbsp;H.&nbsp;Abelson bi’t Bescheten vun Uran mit Neutronen synthetiseert worrn.

:\mathrm{^{238}_{\ 92}U\ +\ ^{1}_{0}n\ \longrightarrow \ ^{239}_{\ 92}U\ \xrightarrow[23 \ min]{\beta^-} \ ^{239}_{\ 93}Np\ \xrightarrow[2,355 \ d]{\beta^-} \ ^{239}_{\ 94}Pu}
:Anmarken: De angeven Tieten sünd Halfweertstieten.

In’t Johr 1942 hebbt Arthur C. Wahl un Glenn T. Seaborg dat Neptunium-Isotop 237Np opdeckt. Dat entsteiht ut 237U, wat en β-Strahler mit en Halfweertstiet vun ruchweg söven Daag is. Ut 238U warrt dat dör en (n, 2n)-Vörgang billt. 237Np is en α-Strahler mit en Halfweertstiet vun 2,144&nbsp;·&nbsp;106 Johren.

:\mathrm{^{238}_{\ 92}U\ \xrightarrow[]{(n,\ 2n)} \ ^{237}_{\ 92}U\ \xrightarrow[7 \ d]{\beta^-} \ ^{237}_{\ 93}Np\ \xrightarrow[2,144\ x\ 10^6\ a]{\alpha} \ ^{233}_{\ 92}U}

Ut 233U, 235U un 238U weern 1950 dör Bescheten mit Deuteronen de Neptunium-Isotopen 231Np, 232Np un 233Np tüügt. In’t Johr 1958 weer ut hoochanriekert 235U dör Bescheten mit Deuteronen de Neptunium-Isotopen 234Np, 235Np un 236Np tüügt. De 1-Stünnen Neptunium-Aktivität, de vörher dat 241Np torekent weer, höört dorgegen to dat Isotop 240Np.

## Winnen un Dorstellen

### Winnen vun Neptunium-Isotopen
Neptunium entsteiht as „Biprodukt“ bi’t Energiewinnen in Karnreakters. Een Tünn verbrukten Karnbrennstoff schall ruchweg 500&nbsp;g Neptunium bargen. Neptunium, dat op dissen Weg entstahn is, besteiht meist blots ut dat Isotop 237Np. Entstahn deit dat ut dat Uran-Isotop 235U dör dubbelten Neutroneninfang mit ansluten β-Zerfall.

:\mathrm{^{235}_{\ 92}U\ +\ ^{1}_{0}n\ \longrightarrow \ ^{236}_{\ 92}U_m\ \xrightarrow[120 \ ns]{} \ ^{236}_{\ 92}U\ +\ \gamma}

:\mathrm{^{236}_{\ 92}U\ +\ ^{1}_{0}n\ \longrightarrow \ ^{237}_{\ 92}U\ \xrightarrow[6,75 \ d]{\beta^-} \ ^{237}_{\ 93}Np}

### Dorstellen vun elementar Neptunium
Metallsch Neptunium kann dör Redukschoon ut sien Verbinnen dorstellt warrn. As eerst is Neptunium(III)-fluorid mit elementar Barium oder Lithium bi 1200&nbsp;°C to’n reageeren bröcht worrn:

:\mathrm{2\ NpF_3\ +\ 3\ Ba\ \longrightarrow \ 2\ Np\ +\ 3\ BaF_2}

## Egenschoppen
### physikaalsch
Neptinium is en Metall mit en sülvern Utsehn, dat cheemsch reaktiv is un in tomindst dree verschedene Modifikatschonen vörkummt:

:

### cheemsch
Neptunium bill en Reeg vu Verbinnen, in de dat in de Oxidatschoonsstopen +3 bit +7 hebben kann. Tosamen mit Plutonium billt Neptunium dormit de höchste Oxidatschoonsstoop vun all Actinoiden. In waterige Lösen hebbt de Neptinium-Ionen tyypsche Klören: so is Np3+ purpurvigelett, Np4+ geelgröön, NpVO2+ gröön, NpVIO22+ rosaroot un NpVIIO23+ deepgröön.

### bioloogsch
En bioloogsche Funkschoon is vun’t Neptunium nich bekannt, as dat ok to vermoden is bi en Elemente, dat in de Natur nich vörkummt. Anaerobe Mikroorganismen künnt mit Mn(II/III)- un Fe(II)-Spezies Np(V) to Np(IV) reduzeeren.. Bito weern de Fakters ünnersöcht, de de Biosorpschoon un Bioakkumulatschoon vun’t Neptunium dör Bakterien beinflussen doot.

## Isotopen
Vun’t Neptunium sünd aktuell twintig Isotopen un fief Karnisomeren bekannt. De längste Halfweertstiet hett dorbi dat 237Np mit 2,144 Mio. Johren, folgt vun 236Np mit 154.000 Johren un 235Np mit 396,1 Daag. De annern Isomeren un Isotopen hebbt Halfweertstieten twüschen 45 Nanosekunnen un 4,4 Daag.

* **<sup>235</sup>Np** verfallt to 99,99740 % dör Elektroneninfang to Uran 235U un in de annern 0,00260 % dör Alphaverfall to Protactinium 231Pa, dat sik een Stoop achter 235U op de Uran-Actinium-Reeg befinnt.

* **<sup>236</sup>Np** maakt in 87,3 % vun all Fäll en Elektroneninfang un wannelt sik dorbi in Uran 236U. In 12,5 % vun de Fäll warrt dorut Plutonium 236Pu dör Betaverfall un in de restlichen 0,16 % dörlöpt dat en Alphaverfall un wannelt sik to Protactinium 232Pa. Dat Uran 236U liggt op de Thorium-Reeg un verfallt mit 23,42 Millionen Johren Halfweertstiet to Thorium 232Th. Dat 236Pu verfallt wieter mit en Halfweertstiet vun 2,858&nbsp;Johren dör Alphaverfall to 232U, wat dorna mit 68,9 Johren to 228Th.

* **<sup>237</sup>Np** verfallt dör Alphaverfall to Protactinium 233Pa. Dat Neptunium-Isotop is de offizielle Utagngspunkt vun de Neptunium-Reeg, en Verfallskeed, de bi’t Isotop Thallium 205Tl ophöört.

## Splittborkeit
As bi de all Transuranen is ok bi de Neptunium-Isotopen Karnsplitten mööglich, de dör Neutronen utlöst waart. De Isotopen, de in’n Karn en ungrade Neutronentall hebbt – vun de Isotopen mit grote Halfweertstiet also dat 236Np – hebbt en groten Wirkdweersnitt för’t Splitten mit *thermische* Neutronen. Bi’t 236Np liggt de bi 2600&nbsp;Barn, dat also licht to splitten geiht.

Bi dat in’n Karnbrennstoff anfallen 237Np bedriggt de dorgegen blots 20 Millibarn. Man, dat Isotop is dör annere karnphysikaalsche Egenschoppen egent, üm mit dat Splitten dör *gaue* Neutronen in’t reine Material en Kedenreakschoon oprecht to hollen. In’t Los Alamos National Laboratory is sien kritische Masse in Experimenten op ruchweg 60&nbsp;kg bestimmt worrn. Dat heet, 237Np is en Material, dat för Karnwapen insett warrn künn.

## Anwennen
Dat Isotop 237Np, dat in Karnreakters ut 235U brööt warrt, kann to’n Winnen vun 238Pu bruukt warrn, wat in Radionuklidbatterien nütt warrt. Dorto warrt dat – tosamen mit lütte Mengden vun annere Neptuniumisotopen – vun afbrennten Karnbrennstoff afscheedt un in Brennstääv füllt, de blots Neptunium bargt. De warrt den wedder in Karnreakters insett, woneem se mit Neutronen bestrahlt warrt. Dorbi warrt ut dat 237Np dat Isotop 238Pu brööt.

:\mathrm{^{237}_{\ 93}Np\ +\ ^{1}_{0}n\ \longrightarrow \ ^{238}_{\ 93}Np\ \xrightarrow[2,117 \ d]{\beta^-} \ ^{238}_{\ 94}Pu}

## Verbinnen

### Oxiden
Oxiden sünd vun’t Neptunium in de Oxidatschoonsstopen +4 bit +6 bekannt:Neptunium(IV)-oxid (NpO2), Neptunium(V)-oxid (Np2O5) un Neptunium(VI)-oxid (NpO3&nbsp;·&nbsp;H2O).  Neptuniumdioxid (NpO2) is dat cheemsch bestännigste Oxid vun’t Neptunium un warrt in Brennstääv verwennt.

### Halogeniden
För Neptunium sünd Halogeniden in de Oxidatschoonsstopen +3 bit +6 bekannt. Verbinnen vun all veer Halogenen Fluor, Chlor, Brom un Jod sünd in de Stoop +3 bekannt. In de Oxidatschoonsstoop +6 is sünners dat Neptuniumhexafluorid (NpF6) vun gröttere Bedüden. Dat is en orangen Faststoff, de licht flüchtig is un al bi 56&nbsp;°C in’n gasförmigen Tostand wesselt. In disse Egenschop is dat jüst so as dat Uranhexafluorid un dat Plutoniumhexafluorid un kann dorüm jüst so ok bi’t Anriekern un bi’t Isotopenscheden insett warrn.

### Metallorgaansche Verbinnen
Analog to Uranocen, en Organometallverbinnen in de Uran vun twee Cyclooctatetraen-Liganden komplexeert is, sünd solke Komplexe ok vun Neptunium dorstellt worrn.

## Sekerheit
En Inorden na de Gefohrstoffverordnung gifft dat nich, vun wegen dat dor blots de cheemschen Gefohren binnen staht. De speelt bi Neptunium keen Rull gegenöver de Gefohr, de vun de Radioaktivität utgeiht.

## Literatur
* *Gmelins Handbuch der anorganischen Chemie*, System Nr. 71, Transurane:
** Deel A 1 II, S.&nbsp;14–17
** Deel A 2, S.&nbsp;100–118, 180–181, 250–253, 258
** Deel B 1, S.&nbsp;1–9
** Deel C, S.&nbsp;2–3, 7–10, 82–83, 92–114, 157–159, 174–175, 189–194, 200–201, 228, 245, 248–249, 251, 272
** Deel D 1, S.&nbsp;27–30, 37–58, 100–105
* C. Keller: „Die Chemie des Neptuniums“, in: *Fortschr. chem. Forsch.*, 1969/70, *13/1*, S.&nbsp;1–124; Eerste Siet.
* Zenko Yoshida, Stephen G. Johnson, Takaumi Kimura, John R. Krsul: Neptunium, in: Lester R. Morss, Norman M. Edelstein, Jean Fuger (Rgv.): *The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements*, Springer, Dordrecht 2006; ISBN 1-4020-3555-1, S.&nbsp;699–812; DOI: 10.1007/1-4020-3598-5_6.
* RADIOCHEMISTRY OF NEPTUNIUM 1974.
* Kurt Starke: „Zur Frühgeschichte des Neptuniums“, in: *Isotopes in Environmental and Health Studies*, 1990, *26*&nbsp;(8), S.&nbsp;349–351; DOI: 10.1080/10256019008624331.

## Borns


## Weblenken

* Robin Giroux: Neptunium, Chemical & Engineering News, 2003