넵투늄

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넵투늄(93Np)
93 UNpPu
Pm

Np

Uqt
일반적 성질
, 주기, 구역 n/a, 7주기, f-구역
화학 계열 악티늄족
겉보기 은색
원자 질량 237.048 g/mol
전자 배열 [Rn] 5f4 6d1 7s2
준위전자 2, 8, 18, 32, 22, 9, 2
넵투늄의 전자껍질 (2, 8, 18, 32, 22, 9, 2)
물리적 성질
상태 고체
밀도 (실온) 20.2 g·cm−3
녹는점 910 K
끓는점 4273 K
융해열 3.20 kJ/mol
기화열 336 kJ/mol
열용량 (25 °C) 29.46 J/(mol·K)
증기압
압력(Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
온도(K) 2194 2437
원자의 성질
산화수 6, 5, 4, 3 (양쪽성 산화물)
전기 음성도 1.36 (폴링 척도)
이온화 에너지 1차: 604.5 kJ/mol
그 밖의 성질
결정 구조 사방정계, 정방정계, 입방정계
전기저항률 (22 °C) 1.220Ω·m
열전도율 (300 K) 6.3 W/(m·K)
CAS 등록번호 7439-99-8
주요 동위 원소
동위체 존재비 반감기 DM DE
(MeV)
DP
235Np 인공 396.1 d α 5.192 231Pa
ε 0.124 235U
236Np 인공 154×103 y ε 0.940 236U
β- 0.940 236Pu
α 5.020 232Pa
237Np 인공 2.144×106 y SF & α 4.959 233Pa
동위 원소 목록

넵투늄(←영어: neptunium 넵튜니엄[*], 문화어: 넵투니움←독일어: Neptunium 넵투니움[*])은 화학 원소로 기호는 Np(←라틴어: neptunium 넵투니움[*]), 원자 번호는 93이다. 악티늄족 원소이며, 가장 안정된 동위원소인 237Np는 반감기가 214만년이며 241Am이 알파붕괴되어 생성된다. 또한 235U이 중성자를 2개 먹고 생성되는데 전세계 원자로에서 약 60톤이 생성되고 있다.

이온 상태의 넵투늄[편집]

이온 상태의 넵투늄(Ions of Neptunium)은 넵투늄이 Np3+ 또는 Np4+ 상태일 때, 넵투늄 이온이라고 부른다. 넵투늄 이온 화합물은 다음의 4가지이다.

양이온[편집]

  • Np3+ (보라색), Pm3+ 이온 포함
  • Np4+ (황록색)
  • NpO2+ (청록색)
  • NpO22+ (녹색)

위에서 넵투늄과 산소의 화합물 체계를 우라늄-산소 체계라고 하는데, 이것은 Np3O8와 NpO2를 포함한다.

음이온[편집]

음이온은 아래의 4가지의 넵투늄 화합물이 넵투늄 음이온을 가지고 있는 음이온이다. 아래 4가지이다.

  • NpO2(OH)2-
  • NpO2(CO3)-
  • NpO2(CO3)23-
  • NpO2(CO3)35-

넵투늄의 사용[편집]

넵투늄-237에다 중성자를 하나 충돌시키면 넵투늄-238 원자가 만들어진다. 238Np은 반감기 2.115일의 붕괴기간을 거쳐 238Pu을 형성한다. 238Pu은 원자력 열전지 연료로 쓰이고 있는데 주로 넵투늄-237을 실험용 원자로에 집어넣어 238Pu을 생성한다. 238Pu에서 중성자가 하나 더 추가되면 239Pu이 되는데 238Pu과 239Pu이 다른 동위 원소들과 섞여 있어 238Pu의 추출은 어렵다. 또한 비싼 인건비와 위험성도 238Pu 추출에 어렵게 작용하지만 237Np은 238Pu의 생산에 주요하게 이용되고 있다.

역사[편집]

넵투늄은 1940년 캘리포니아주 버클리에드윈 맥밀런필립 H. 애벌슨이 공동으로 발견하였다. 238U이 중성자를 흡수하여 239U로 변환한다. 239U의 반감기는 23분이고 239Np으로 베타붕괴한다. 그리고 239Np의 반감기는 2,355일이고 239Pu으로 베타붕괴 한다.

\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}

외부 연결[편집]