Нептуний

Химический элемент, символ Np и атомный номер 93.

Нептуний — химический элемент ; он имеет символ Np и атомный номер 93. Радиоактивный актинид металла нептуний является первым трансурановым элементом . Его положение в таблице Менделеева сразу после урана , названного в честь планеты Уран , привело к тому, что он был назван в честь Нептуна , следующей планеты после Урана. Атом нептуния имеет 93 протона и 93 электрона, из которых семь валентных электронов . Металлический нептуний имеет серебристый цвет и тускнеет на воздухе. Элемент встречается в трех аллотропных формах и обычно имеет пять степеней окисления в диапазоне от +3 до +7. Как и все актиниды, он радиоактивен , ядовит , пирофорен и способен накапливаться в костях , что делает обращение с нептунием опасным.

Хотя на протяжении многих лет было сделано много ложных заявлений о его открытии, этот элемент был впервые синтезирован Эдвином Макмилланом и Филипом Х. Абельсоном в Радиационной лаборатории Беркли в 1940 году. ^[5] С тех пор большая часть нептуния производилась и до сих пор производится нейтронами . облучение урана в ядерных реакторах. Подавляющее большинство из них образуется в качестве побочного продукта в обычных ядерных энергетических реакторах. Хотя сам нептуний в настоящее время не имеет коммерческого применения, он используется в качестве прекурсора для образования плутония-238 , который, в свою очередь, используется в радиоизотопных тепловых генераторах для обеспечения электроэнергией космических кораблей . Нептуний также использовался в детекторах нейтронов высоких энергий .

Самый долгоживущий изотоп нептуния, нептуний-237, является побочным продуктом ядерных реакторов и производства плутония . Этот изотоп и изотоп нептуний-239 также обнаруживаются в следовых количествах в урановых рудах из-за реакций захвата нейтронов и бета-распада . ^[6]

Характеристики

Физический

Нептуний — твердый , серебристый, пластичный , радиоактивный металл -актинид . В таблице Менделеева он расположен справа от актинида урана , слева от актинида плутония и ниже лантаноида прометия . ^[7] Нептуний — твердый металл, имеющий модуль объемного сжатия 118  ГПа , сравнимый с модулем упругости марганца . ^[8] Металлический нептуний похож на уран с точки зрения физической обрабатываемости. При воздействии воздуха при нормальной температуре он образует тонкий оксидный слой. Эта реакция протекает быстрее с повышением температуры. ^[7] Нептуний плавится при 639±3 °C: эта низкая температура плавления, свойство, которое металл разделяет с соседним элементом плутонием (который имеет температуру плавления 639,4 °C), обусловлено гибридизацией 5f- и 6d-орбиталей и образование направленных связей в металле. ^[9] Точка кипения нептуния эмпирически неизвестна, и обычно приводимое значение 4174 °C экстраполируется на основе давления пара элемента. Если быть точным, это дало бы нептунию самый большой диапазон жидкого состояния среди всех элементов (между его точками плавления и кипения проходит 3535 К). ^{[7] [10]}

Нептуний встречается по крайней мере в трёх аллотропах . ^[6] Были сделаны некоторые заявления о существовании четвертого аллотропа, но они пока не доказаны. ^[7] Такое разнообразие аллотропов характерно для актинидов. Кристаллические структуры нептуния, протактиния , урана и плутония не имеют явных аналогов среди лантаноидов и больше похожи на структуры 3d-  переходных металлов . ^[9]

Фазовая диаграмма нептуния

α-нептуний принимает ромбическую структуру, напоминающую сильно искаженную объемноцентрированную кубическую структуру. ^{[12] [13]} Каждый атом нептуния координирован с четырьмя другими, а длина связи Np-Np составляет 260 пм. ^[14] Это самый плотный из всех актинидов и пятый по плотности из всех встречающихся в природе элементов, уступая только рению , платине , иридию и осмию . ^[10] α-нептуний обладает полуметаллическими свойствами, такими как прочная ковалентная связь и высокое электрическое сопротивление , а его металлические физические свойства ближе к металлоидам , чем к настоящим металлам. Некоторые аллотропы других актинидов также демонстрируют подобное поведение, хотя и в меньшей степени. ^{[15] [16]} Ожидается, что плотности различных изотопов нептуния в альфа-фазе будут заметно различаться: α- ²³⁵ Np должен иметь плотность 20,303 г/см ³ ; α- ²³⁶ Np, плотность 20,389 г/см ³ ; α- ²³⁷ Np, плотность 20,476 г/см ³ . ^[17]

β-нептуний приобретает искаженную тетрагональную плотноупакованную структуру. Четыре атома нептуния составляют элементарную ячейку, а длины связей Np–Np составляют 276 пм. ^[14] γ-нептуний имеет объемноцентрированную кубическую структуру и имеет длину связи Np–Np 297 пм. γ-форма становится менее стабильной с увеличением давления, хотя температура плавления нептуния также увеличивается с давлением. ^[14] Тройная точка β-Np/γ-Np/жидкость возникает при 725 °C и 3200  МПа . ^{[14] [18]}

Сплавы

Благодаря наличию валентных 5f-электронов нептуний и его сплавы, как и многие другие актиниды, демонстрируют очень интересное магнитное поведение. Они могут варьироваться от зонированного характера, характерного для переходных металлов , до поведения локального момента, типичного для скандия , иттрия и лантаноидов . Это связано с гибридизацией 5f-орбитали с орбиталями металлических лигандов , а также с тем фактом, что 5f-орбиталь релятивистски дестабилизирована и простирается наружу. ^[19] Например, чистый нептуний парамагнитен , Np Al ₃ ферромагнитен , Np Ge ₃ не имеет магнитного упорядочения, а Np Sn ₃ ведет себя фермионно . ^[19] В настоящее время проводятся исследования в отношении сплавов нептуния с ураном, америцием , плутонием , цирконием и железом , чтобы переработать долгоживущие изотопы отходов, такие как нептуний-237, в более короткоживущие изотопы, более полезные в качестве ядерного топлива. ^[19]

Был обнаружен один сверхпроводниковый сплав на основе нептуния с формулой Np Pd ₅ Al ₂ . Такое явление в соединениях нептуния несколько удивительно, поскольку они часто обладают сильным магнетизмом, который обычно разрушает сверхпроводимость. Сплав имеет тетрагональную структуру с температурой перехода в сверхпроводимость -268,3 ° C (4,9 К). ^{[20] [21]}

Химическая

Нептуний имеет пять степеней ионного окисления от +3 до +7 при образовании химических соединений, которые одновременно можно наблюдать в растворах. Это самый тяжелый актинид, который в стабильном соединении может потерять все свои валентные электроны. Наиболее стабильное состояние в растворе +5, но в твердых соединениях нептуния предпочтительна валентность +4. Металлический нептуний очень реакционноспособен. Ионы нептуния склонны к гидролизу и образованию координационных соединений . ^[22]

Атомный

Атом нептуния имеет 93 электрона, расположенных в конфигурации [ Rn ] 5f ⁴  6d ¹  7s ² . Это отличается от конфигурации, ожидаемой в соответствии с принципом Ауфбау , тем, что один электрон находится в подоболочке 6d , а не в подоболочке 5f, как ожидалось. Это происходит из-за подобия энергий электронов подоболочек 5f, 6d и 7s. При образовании соединений и ионов все валентные электроны могут быть потеряны, оставляя после себя инертное ядро ​​из внутренних электронов с электронной конфигурацией благородного газа радона; ^[23] чаще всего теряется только часть валентных электронов. Электронная конфигурация триположительного иона Np ³⁺ представляет собой [Rn] 5f ⁴ , при этом крайние 7s и 6d электроны теряются первыми: это точно аналогично прометию, гомологу лантаноида нептуния, и соответствует тенденции, установленной другими актинидами с их [ Rn] 5f ⁿ электронные конфигурации в триположительном состоянии. Первый потенциал ионизации нептуния был измерен не более чем6,19 ± 0,12  эВ в 1974 году, исходя из предположения, что электроны 7s ионизируются раньше 5f и 6d; ^[24] более поздние измерения уточнили это значение до 6,2657 эВ. ^[25]

изотопы

Цепочка распада нептуния-237 4 n + 1 , обычно называемая «серией нептуния».

Охарактеризовано 24 радиоизотопа нептуния , наиболее стабильными из которых являются ²³⁷ Np с периодом полураспада 2,14 миллиона лет, ²³⁶ Np с периодом полураспада 154 000 лет и ²³⁵ Np с периодом полураспада 396,1 дня. Период полураспада всех остальных радиоактивных изотопов составляет менее 4,5 дней, а период полураспада большинства из них составляет менее 50 минут. Этот элемент также имеет как минимум четыре метасостояния , наиболее стабильным из которых является ^236m Np с периодом полураспада 22,5 часа. ^[26]

Атомный вес изотопов нептуния варьируется от 219,032 u ( ²¹⁹ Np) до 244,068 u ( ²⁴⁴ Np), хотя о ²²¹ Np и ²²² Np еще не сообщалось. ^[26] Большинство изотопов, которые легче, чем самый стабильный, ²³⁷ Np, распадаются в основном за счет захвата электронов , хотя значительное их количество, особенно ²²⁹ Np и ²³⁰ Np, также демонстрируют различные уровни распада через альфа-излучение с образованием протактиния . ^{Сам 237} Np, будучи бета-стабильной изобарой с массовым числом 237, распадается почти исключительно за счет альфа-излучения до ²³³ Па с очень редкими (происходящими лишь примерно один раз на триллионы распадов) спонтанным делением и кластерным распадом (выброс ³⁰ Mg с образованием ²⁰⁷ Тл). Все известные изотопы, кроме одного, который тяжелее, распадаются исключительно за счет бета-излучения . ^{[26] [27]} Единственное исключение, ^240m Np, помимо бета-излучения демонстрирует редкий (>0,12%) распад за счет изомерного перехода . ^{[26] 237} Np в конечном итоге распадается с образованием висмута -209 и таллия -205, в отличие от большинства других распространенных тяжелых ядер, которые распадаются на изотопы свинца . Эта цепочка распада известна как серия нептуния . ^{[20] [28]} Эта цепочка распада уже давно вымерла на Земле из-за короткого периода полураспада всех ее изотопов выше висмута-209, но теперь возрождается благодаря искусственному производству нептуния в тоннном масштабе. ^[29]

Предполагается, что изотопы нептуний-235, -236 и -237 будут делящимися ; ^[17] экспериментально показана расщепляемость только нептуния-237 с критической массой около 60 кг, что всего примерно на 10 кг больше, чем у обычно используемого урана-235 . ^[30] Расчетные значения критических масс нептуния-235, -236 и -237 соответственно составляют 66,2 кг, 6,79 кг и 63,6 кг: значение нептуния-236 даже ниже, чем у плутония-239 . В частности, ²³⁶ Np также имеет низкое нейтронное сечение . ^[17] Несмотря на это, нептуниевая атомная бомба так и не была создана: ^[30] уран и плутоний имеют меньшие критические массы, чем ²³⁵ Np и ²³⁷ Np, а ²³⁶ Np трудно очистить, поскольку он не содержится в большом количестве в отработавшем ядерном топливе. ^[27] и его практически невозможно отделить в сколько-нибудь значительных количествах от ²³⁷ Np. ^[31]

Вхождение

Самый долгоживущий изотоп нептуния, ²³⁷ Np, имеет период полураспада 2,14 миллиона лет, что более чем в 2000 раз короче возраста Земли . Следовательно, любой первичный нептуний должен был распасться в далеком прошлом. Примерно через 80 миллионов лет концентрация даже самого долгоживущего изотопа, ²³⁷ Np, сократилась бы до менее чем одной триллионной доли (10 ^-12 ) от его первоначального количества. ^[32] Таким образом, нептуний присутствует в природе лишь в незначительных количествах, образуясь в качестве промежуточных продуктов распада других изотопов. ^[22]

Следовые количества изотопов нептуния нептуний-237 и -239 встречаются в природе как продукты распада в результате реакций трансмутации в урановых рудах . ^{[6] [33]} В частности, ²³⁹ Np и ²³⁷ Np являются наиболее распространенными из этих изотопов; они образуются непосредственно в результате захвата нейтронов атомами урана-238. Эти нейтроны возникают в результате спонтанного деления урана-238, естественного деления урана-235, вызванного нейтронами, расщепления ядер космическими лучами и легких элементов, поглощающих альфа-частицы и испускающих нейтрон. ^[32] Период полураспада ²³⁹ Np очень короток, хотя обнаружение в 1951 году его гораздо более долгоживущей дочери ²³⁹ Pu в природе окончательно установило его естественное существование. ^[32] В 1952 году ²³⁷ Np был идентифицирован и выделен из концентратов урановой руды Бельгийского Конго : в этих минералах соотношение нептуния-237 к урану меньше или равно примерно 10 ^-12 к 1. ^{[32] [34] [35]}

Большая часть нептуния (и плутония), обнаруженного в настоящее время в окружающей среде, образовалась в результате ядерных взрывов в атмосфере, произошедших между взрывом первой атомной бомбы в 1945 году и ратификацией Договора о частичном запрещении ядерных испытаний в 1963 году. Общее количество нептуния, выброшенного в атмосферу Вес этих взрывов и нескольких атмосферных испытаний, проведенных с 1963 года, оценивается примерно в 2500 кг. Подавляющее большинство из них состоит из долгоживущих изотопов ²³⁶ Np и ²³⁷ Np, поскольку даже умеренно долгоживущий ²³⁵ Np (период полураспада 396 дней) распался бы до менее чем одной миллиардной доли (10 ^-9 ) своего первоначального концентрации в течение прошедших десятилетий. Дополнительное очень небольшое количество нептуния, образующегося в результате нейтронного облучения природного урана в охлаждающей воде ядерного реактора, высвобождается при сбросе воды в реки или озера. ^{[32] [34] [36]} Концентрация ²³⁷ Np в морской воде составляет примерно 6,5 × 10 ^-5  миллибеккерелей на литр : эта концентрация составляет от 0,1% до 1% от концентрации плутония. ^[32]

Попадая в окружающую среду, нептуний обычно довольно быстро окисляется , обычно до состояния +4 или +5. Независимо от степени окисления, этот элемент проявляет гораздо большую подвижность, чем другие актиниды, во многом благодаря его способности легко образовывать водные растворы с различными другими элементами. В одном исследовании, сравнивающем скорость диффузии нептуния (V), плутония (IV) и америция (III) в песчанике и известняке, нептуний проник более чем в десять раз лучше, чем другие элементы. Np(V) также будет эффективно реагировать при уровне pH выше 5,5, если нет карбонатов , и в этих условиях также наблюдалось, что он легко связывается с кварцем . Также было замечено, что он хорошо связывается с гетитом , коллоидами оксида железа и некоторыми глинами, включая каолинит и смектит . Np(V) не так легко связывается с частицами почвы в слабокислых условиях, как его собратья актиниды америций и кюрий, почти на порядок. Такое поведение позволяет ему быстро мигрировать по почве, находясь в растворе, не фиксируясь на месте, что еще больше способствует его мобильности. ^{[34] [37]} Np(V) также легко поглощается бетоном, что из-за радиоактивности элемента необходимо учитывать при строительстве хранилищ ядерных отходов . При поглощении бетоном он восстанавливается до Np(IV) за относительно короткий период времени. Np(V) восстанавливается также гуминовой кислотой , если она присутствует на поверхности гетита, гематита и магнетита . Np(IV) эффективно поглощается туфом , гранодиоритом и бентонитом ; хотя поглощение последним наиболее выражено в слабокислых условиях. Он также демонстрирует сильную тенденцию связываться с коллоидными частицами , и этот эффект усиливается в почве с высоким содержанием глины. Такое поведение обеспечивает дополнительную помощь в наблюдаемой высокой подвижности элемента. ^{[34] [37] [38] [39]}

История

Предыстория и ранние претензии

Таблица Дмитрия Менделеева 1871 года с пустым местом после урана.

Когда в начале 1870-х годов Дмитрий Менделеев опубликовал первую периодическую таблицу элементов , в ней после урана стоял знак «-», аналогичный нескольким другим местам для еще не открытых на тот момент элементов. Другие последующие таблицы известных элементов, в том числе публикация Казимира Фаянса об известных радиоактивных изотопах в 1913 году , также показывают пустое место после урана, элемент 92. ^[40]

Вплоть до открытия в 1932 году последнего компонента атомного ядра, нейтрона , большинство учёных серьёзно не рассматривали возможность существования элементов тяжелее урана. Хотя ядерная теория в то время прямо не запрещала их существование, было мало свидетельств того, что это так. Однако открытие Ирен и Фредериком Жолио-Кюри в конце 1933 года наведенной радиоактивности открыло совершенно новый метод исследования элементов и вдохновило небольшую группу итальянских ученых во главе с Энрико Ферми начать серию экспериментов с нейтронной бомбардировкой. Хотя эксперимент Жолио-Кюри включал бомбардировку образца ²⁷ Al альфа- частицами для получения радиоактивного ³⁰ P , Ферми понял, что использование нейтронов, не имеющих электрического заряда, скорее всего, даст даже лучшие результаты, чем положительно заряженные альфа-частицы. Соответственно, в марте 1934 года он начал систематически подвергать все известные тогда элементы нейтронной бомбардировке, чтобы определить, могут ли другие также стать радиоактивными. ^{[41] [42]}

После нескольких месяцев работы группа Ферми предварительно определила, что более легкие элементы будут рассеивать энергию захваченного нейтрона, испуская протон или альфа -частицу , а более тяжелые элементы обычно будут делать то же самое, испуская гамма-лучи . Последнее поведение позже приведет к бета-распаду нейтрона на протон, тем самым переместив полученный изотоп на одну позицию вверх в таблице Менделеева. Когда команда Ферми бомбардировала уран, они также наблюдали такое поведение, что убедительно свидетельствует о том, что полученный изотоп имел атомный номер 93. Ферми первоначально не хотел публиковать такое заявление, но после того, как его команда наблюдала несколько неизвестных периодов полураспада в уране. продуктов бомбардировки, которые не совпадали с продуктами ни одного известного изотопа, в июне 1934 года он опубликовал статью под названием « Возможное производство элементов с атомным номером выше 92». В ней он предложил название аузоний (атомный символ Ао) для элемента 93, в честь греческого название Аузония (Италия). ^[43]

Быстро было выдвинуто несколько теоретических возражений против утверждений статьи Ферми; в частности, в то время не был до конца понятен точный процесс, который происходил, когда атом захватывал нейтрон . Это, а также случайное открытие Ферми три месяца спустя того, что ядерные реакции могут быть вызваны медленными нейтронами, вызвали дальнейшие сомнения в умах многих ученых, особенно Аристида фон Гроссе и Иды Ноддак , в том, что в результате эксперимента был создан элемент 93. Хотя утверждение фон Гроссе о том, что Ферми был фактическое образование протактиния (элемент 91) было быстро проверено и опровергнуто. Предложение Ноддака о том, что уран распался на два или более фрагментов гораздо меньшего размера, было просто проигнорировано большинством, потому что существующая ядерная теория не предусматривала возможности, позволяющей сделать это возможным. Ферми и его команда утверждали, что на самом деле они синтезировали новый элемент, но вопрос оставался нерешенным в течение нескольких лет. ^{[44] [45] [46]}

Хотя множество различных и неизвестных периодов полураспада радиоактивных веществ в результатах эксперимента показали, что происходит несколько ядерных реакций, группа Ферми не смогла доказать, что элемент 93 создавался, если они не смогли изолировать его химически. Они и многие другие ученые пытались добиться этого, в том числе Отто Хан и Лиза Мейтнер , которые были одними из лучших радиохимиков в мире в то время и поддерживали утверждение Ферми, но все они потерпели неудачу. Намного позже было установлено, что основная причина этой неудачи заключалась в том, что предсказания химических свойств элемента 93 были основаны на периодической таблице, в которой отсутствовал ряд актинидов . В таком расположении протактиний располагался ниже тантала, уран — ниже вольфрама, а также предполагалось, что элемент 93, который в тот момент назывался эка-рением, должен быть подобен элементам группы 7 , включая марганец и рений. Торий, протактиний и уран с их доминирующими степенями окисления +4, +5 и +6 соответственно обманули ученых, заставив их думать, что они принадлежат к ряду ниже гафния, тантала и вольфрама, а не ниже ряда лантаноидов, как это было в то время. рассматривается как случайность, и все члены которой имеют доминирующие состояния +3; нептуний, с другой стороны, имеет гораздо более редкое и нестабильное состояние +7, причем +4 и +5 являются наиболее стабильными. После обнаружения того, что плутоний и другие трансурановые элементы также имеют доминирующие состояния +3 и +4, а также открытия f-блока , актинидный ряд был твердо установлен. ^{[47] [48]}

Хотя вопрос о том, произвел ли эксперимент Ферми элемент 93, зашел в тупик, появились еще два заявления об открытии этого элемента, хотя, в отличие от Ферми, они оба утверждали, что наблюдали его в природе. Первое из этих заявлений было сделано чешским инженером Одоленом Кобличем в 1934 году, когда он извлек небольшое количество материала из промывной воды нагретой настуранки . Он предложил для элемента название богемия , но после анализа выяснилось, что образец представляет собой смесь вольфрама и ванадия . ^{[49] [50] [51]} Другое заявление, сделанное в 1938 году румынским физиком Хорией Хулубеем и французским химиком Иветтой Кошуа , утверждало, что они открыли новый элемент с помощью спектроскопии в минералах. Они назвали свой элемент секваниум , но это утверждение было проигнорировано, поскольку преобладающая в то время теория заключалась в том, что если бы он вообще существовал, элемент 93 не существовал бы в природе. Однако, поскольку нептуний действительно встречается в природе в следовых количествах, как было продемонстрировано, когда он был обнаружен в урановой руде в 1952 году, вполне возможно, что Хулубей и Кошуа действительно наблюдали нептуний. ^{[33] [52] [53] [54]}

Хотя к 1938 году некоторые ученые, в том числе Нильс Бор , все еще не хотели признавать, что Ферми действительно произвел новый элемент, он, тем не менее, был удостоен Нобелевской премии по физике в ноябре 1938 года «за демонстрацию существования новых радиоактивных элементов, производимых нейтронами». облучение и за связанное с ним открытие ядерных реакций, вызываемых медленными нейтронами». Месяц спустя почти совершенно неожиданное открытие ядерного деления Ханом, Мейтнер и Отто Фришем положило конец возможности открытия Ферми элемента 93, поскольку большая часть неизвестных периодов полураспада, наблюдавшихся командой Ферми, была быстро идентифицирована. как и продукты деления . ^{[55] [56] [57] [58] [59]}

Пожалуй, самая близкая из всех попыток получить недостающий элемент 93 была предпринята японским физиком Ёсио Нисиной в сотрудничестве с химиком Кенджиро Кимурой в 1940 году, незадолго до начала войны на Тихом океане в 1941 году: они бомбардировали ²³⁸ U быстрыми нейтронами. Однако в то время как медленные нейтроны имеют тенденцию вызывать захват нейтронов посредством реакции (n, γ), быстрые нейтроны имеют тенденцию вызывать реакцию «выбивания» (n, 2n), когда один нейтрон добавляется, а еще два удаляются, что приводит к чистая потеря нейтрона. Нишина и Кимура, опробовав этот метод на ²³² Th и успешно получив известный ²³¹ Th и его долгоживущую дочернюю группу бета-распада ²³¹ Pa (оба происходят в естественной цепочке распада ²³⁵ U ), поэтому правильно определили новую половину продолжительностью 6,75 дней. -жизненную активность они наблюдали у нового изотопа ²³⁷ U. Они подтвердили, что этот изотоп также является бета-излучателем и, следовательно, должен распадаться до неизвестного нуклида ²³⁷ 93. Они попытались изолировать этот нуклид, перенося его с предполагаемым более легким родственным ему рением, но Никакого бета- или альфа-распада ренийсодержащей фракции не наблюдалось: Нишина и Кимура, таким образом, правильно предположили, что период полураспада ²³⁷ 93, как и у ²³¹ Па, очень велик и, следовательно, его активность будет настолько слабой, что ее невозможно будет измерить. своим оборудованием, завершив тем самым последний и ближайший безуспешный поиск трансурановых элементов. ^[60]

Открытие

60-дюймовый циклотрон в радиационной лаборатории Лоуренса Калифорнийского университета в Беркли, август 1939 года.

По мере продвижения исследований ядерного деления в начале 1939 года Эдвин Макмиллан из Радиационной лаборатории Беркли Калифорнийского университета в Беркли решил провести эксперимент по бомбардировке урана с использованием мощного 60-дюймового (1,52 м) циклотрона , который недавно был построен в университете. . Цель заключалась в том, чтобы разделить различные продукты деления, образовавшиеся в результате бомбардировки, используя огромную силу, которую осколки приобретают в результате взаимного электрического отталкивания после деления. Хотя он не обнаружил из этого ничего примечательного, Макмиллан все же наблюдал два новых периода полураспада бета-распада в самой мишени из триоксида урана, а это означало, что все, что производило радиоактивность, не сильно отталкивало друг друга, как обычные продукты деления. Он быстро понял, что один из периодов полураспада близко соответствует известному 23-минутному периоду распада урана-239, но другой период полураспада, составляющий 2,3 дня, был неизвестен. Макмиллан передал результаты своего эксперимента химику и коллеге-профессору из Беркли Эмилио Сегре , чтобы попытаться изолировать источник радиоактивности. Оба учёных начали свою работу, используя преобладающую теорию о том, что химический состав элемента 93 аналогичен рению, но Сегре быстро определил, что образец Макмиллана совсем не похож на рений. Вместо этого, когда он прореагировал на него с фтористым водородом (HF) в присутствии сильного окислителя , он повел себя во многом как редкоземельные элементы . Поскольку эти элементы составляют большой процент продуктов деления, Сегре и Макмиллан решили, что период полураспада, должно быть, был просто еще одним продуктом деления, назвав статью «Неудачный поиск трансурановых элементов». ^{[61] [62] [63]}

Однако по мере того, как стало доступно больше информации о делении, вероятность того, что осколки ядерного деления все еще могли присутствовать в мишени, становилась все более отдаленной. Макмиллан и несколько ученых, в том числе Филип Х. Абельсон , снова попытались определить причину неизвестного периода полураспада. В начале 1940 года Макмиллан понял, что его эксперимент с Сегре 1939 года не смог с достаточной строгостью проверить химические реакции радиоактивного источника. В новом эксперименте Макмиллан попытался подвергнуть неизвестное вещество воздействию HF в присутствии восстановителя , чего он раньше не делал. Эта реакция привела к осаждению образца с помощью HF, что окончательно исключило возможность того, что неизвестное вещество было редкоземельным металлом. Вскоре после этого Абельсон, получивший ученую степень в университете, посетил Беркли на короткий отпуск, и Макмиллан попросил более способного химика помочь с разделением результатов эксперимента. Абельсон очень быстро заметил, что все, что имело период полураспада 2,3 дня, не имело химического состава, подобного любому известному элементу, и на самом деле было больше похоже на уран, чем на редкоземельный металл. Это открытие, наконец, позволило изолировать источник, а позже, в 1945 году, привело к классификации ряда актинидов . В качестве последнего шага Макмиллан и Абельсон подготовили гораздо больший образец бомбардируемого урана, который имел заметный 23-минутный период полураспада из ²³⁹ U, и убедительно продемонстрировали, что неизвестный период полураспада в 2,3 дня увеличивается вместе с уменьшением 23-минутную активность посредством следующей реакции: ^[64]

${\displaystyle {\ce {{^{238}_{92}U}+{^{1}_{0}n}->{^{239}_{92}U}->[\beta ^{-}][23\ {\ce {min}}]{^{239}_{93}Np}->[\beta ^{-}][2.355\ {\ce {days}}]{^{239}_{94}Pu}}}}$ (Время полураспада .)

Это доказало, что неизвестный радиоактивный источник возник в результате распада урана, а в сочетании с предыдущими наблюдениями о том, что источник химически отличается от всех известных элементов, вне всякого сомнения доказало, что был открыт новый элемент. Макмиллан и Абельсон опубликовали свои результаты в статье под названием «Радиоактивный элемент 93» в журнале «Physical Review» ^от 27 мая 1940 года . следующая планета за Ураном в нашей солнечной системе. ^{[20] [65] [66] [67]} Успех Макмиллана и Абельсона по сравнению с почти неудачей Нишины и Кимуры можно объяснить благоприятным периодом полураспада ²³⁹ Np для радиохимического анализа и быстрым распадом ²³⁹ U, в отличие от более медленного распад ²³⁷ U и чрезвычайно длительный период полураспада ²³⁷ Np. ^[60]

Последующие события

Было также понятно, что бета-распад ²³⁹ Np должен производить изотоп элемента 94 (теперь называемый плутонием ), но количества, задействованные в первоначальном эксперименте Макмиллана и Абельсона, были слишком малы, чтобы выделить и идентифицировать плутоний вместе с нептунием. ^[68] Открытию плутония пришлось подождать до конца 1940 года, когда Гленн Т. Сиборг и его команда идентифицировали изотоп плутоний-238 . ^[69]

В 1942 году Хан и Фриц Штрассман , а также независимо Курт Старке сообщили о подтверждении элемента 93 в Берлине. ^[70] Группа Хана не стала заниматься поиском элемента 94, вероятно, потому, что их обескуражила неспособность Макмиллана и Абельсона изолировать его. Поскольку на тот момент у них был доступ к более мощному циклотрону в Париже, группа Хана, вероятно, смогла бы обнаружить элемент 94, если бы попыталась, хотя и в крошечных количествах (несколько беккерелей ). ^[70]

Уникальные радиоактивные характеристики нептуния позволили отследить его прохождение через различные соединения в химических реакциях. Поначалу это был единственный доступный метод, позволяющий доказать, что его химический состав отличается от других элементов. Поскольку первый обнаруженный изотоп нептуния имеет такой короткий период полураспада, Макмиллан и Абельсон не смогли подготовить образец, который был бы достаточно большим для проведения химического анализа нового элемента с использованием доступной на тот момент технологии. Однако после открытия в 1942 году Гленном Сиборгом и Артуром Валем долгоживущего изотопа ²³⁷ Np образование значительных количеств нептуния стало реалистичной задачей. ^{[20] [71]} Первоначально его период полураспада был определен примерно в 3 миллиона лет (позже пересмотрен до 2,144 миллиона лет), что подтверждает предсказания Нишины и Кимуры об очень долгом периоде полураспада. ^[60]

Ранние исследования этого элемента были несколько ограничены, поскольку большинство физиков-ядерщиков и химиков в Соединенных Штатах в то время были сосредоточены на огромных усилиях по исследованию свойств плутония в рамках Манхэттенского проекта . Исследования этого элемента продолжались в рамках незначительной части проекта, и первый объемный образец нептуния был выделен в 1944 году. ^{[20] [71] [72]}

С тех пор большая часть исследований свойств нептуния была сосредоточена на понимании того, как удержать его как часть ядерных отходов. Поскольку у него есть изотопы с очень длительным периодом полураспада, он вызывает особую озабоченность в контексте проектирования защитных сооружений, которые могут прослужить тысячи лет. Он нашел ограниченное применение в качестве радиоактивного индикатора и прекурсора для различных ядерных реакций с получением полезных изотопов плутония. Однако большая часть нептуния, образующегося в качестве побочного продукта реакции на атомных электростанциях, считается отходами. ^{[20] [71]}

Производство

Блок-схема , показывающая процесс Purex и вероятную степень окисления нептуния в технологическом растворе ^[73]

Синтез

Подавляющее большинство нептуния, существующего в настоящее время на Земле, было получено искусственно в результате ядерных реакций. Нептуний-237 является наиболее часто синтезируемым изотопом, поскольку он единственный, который может быть создан путем захвата нейтронов , а также имеет достаточно длительный период полураспада, чтобы можно было легко изолировать весовые количества. Таким образом, это, безусловно, наиболее распространенный изотоп, используемый в химических исследованиях элемента. ^[27]

• Когда атом ²³⁵ U захватывает нейтрон, он переходит в возбужденное состояние ²³⁶ U. Около 81% возбужденных ядер ²³⁶ U подвергаются делению, а остальные распадаются до основного состояния ²³⁶ U с испусканием гамма-излучения . При дальнейшем захвате нейтронов образуется ²³⁷ U, период полураспада которого составляет 7 дней, и который быстро распадается до ²³⁷ Np в результате бета-распада . Во время бета-распада возбужденный ²³⁷ U испускает электрон, а атомное слабое взаимодействие превращает нейтрон в протон , создавая таким образом ²³⁷ Np. ^[27]

${\displaystyle {\begin{cases}{\ce {^{235}_{92}U + ^{1}_{0}n -> ^{236m}_{92}U ->[][120 \ {\ce {ns}}] ^{236}_{92}U + \gamma}}\\{\ce {^{236}_{92}U + ^{1}_{0}n -> ^{237}_{92}U ->[\beta^-][6.75 \ {\ce {d}}] ^{237}_{93}Np}}\end{cases}}}$

• ²³⁷ U также получают в результате реакции ( n ,2n) с ²³⁸ U. Это происходит только с очень энергичными нейтронами. ^[27]
• ²³⁷ Np — продукт альфа - распада 241 Am , который образуется при нейтронном облучении урана-238 . ^[27]

Более тяжелые изотопы нептуния быстро распадаются, а более легкие изотопы нептуния не могут быть получены путем захвата нейтронов, поэтому химическое отделение нептуния от охлажденного отработавшего ядерного топлива дает почти чистый ²³⁷ Np. ^[27] Короткоживущие более тяжелые изотопы ²³⁸ Np и ²³⁹ Np, полезные в качестве радиоактивных индикаторов , образуются в результате нейтронного облучения ²³⁷ Np и ²³⁸ U соответственно, тогда как более долгоживущие более легкие изотопы ²³⁵ Np и ²³⁶ Np производятся в результате облучения ²³⁵ U с протонами и дейтронами в циклотроне . ^[27]

Искусственный металл ²³⁷ Np обычно выделяют реакцией ²³⁷ NpF ₃ с жидким барием или литием при температуре около 1200° С и чаще всего извлекают из отработавших ядерных топливных стержней в килограммовых количествах как побочный продукт при производстве плутония . ^[33]

2 NpF ₃ + 3 Ba → 2 Np + 3 BaF ₂

По весу выбросы нептуния-237 примерно на 5% превышают выбросы плутония и примерно 0,05% выбросов отработанного ядерного топлива. ^[74] Однако даже эта доля по-прежнему составляет более пятидесяти тонн в год во всем мире. ^[75]

Методы очистки

Извлечение урана и плутония из отработанного ядерного топлива для повторного использования является одним из важнейших процессов ядерного топливного цикла . Поскольку альфа-излучатель ²³⁷ Np имеет длительный период полураспада, чуть более 2 миллионов лет, он является одним из основных изотопов второстепенных актинидов , выделяемых из отработанного ядерного топлива. ^[76] Для выделения нептуния использовалось множество методов разделения, действующих как в малых, так и в больших масштабах. Целью мелкомасштабных операций по очистке является получение чистого нептуния как предшественника металлического нептуния и его соединений, а также выделение и концентрирование нептуния в пробах для анализа. ^[76]

Большинство методов разделения ионов нептуния используют различное химическое поведение различных степеней окисления нептуния (от +3 до +6 или иногда даже +7) ​​в растворе. ^[76] Среди методов, которые используются или использовались, являются: экстракция растворителем (с использованием различных экстрагентов , обычно мультидентатных производных β-дикетона, фосфорорганических соединений и аминных соединений), хроматография с использованием различных ионообменных или хелатных смол, соосаждение (возможны матрицы включают LaF ₃ , BiPO4, BaSO ₄ , Fe(OH) ₃ и MnO ₂ ), электроосаждение и биотехнологические методы. ^[77] В настоящее время коммерческие заводы по переработке используют процесс Purex, включающий экстракцию урана и плутония растворителем трибутилфосфатом . ^[73]

Химия и соединения

Химический раствор

Ионы нептуния в растворе

В водном растворе нептуний может существовать в любой из пяти возможных степеней окисления (от +3 до +7), и каждая из них имеет характерный цвет. ^[2] Стабильность каждой степени окисления сильно зависит от различных факторов, таких как наличие окислителей или восстановителей , pH раствора , наличие координационных комплексообразующих лигандов и даже концентрации нептуния в растворе. ^[78]

В кислых растворах ионы от нептуния(III) до нептуния(VII) существуют в виде Np ³⁺ , Np ⁴⁺ , ​​NpO.⁺
₂, НпО²⁺
₂и NpO⁺
₃. В основных растворах они существуют в виде оксидов и гидроксидов Np(OH) ₃ , NpO ₂ , NpO ₂ OH, NpO ₂ (OH) ₂ и NpO.³⁻
₅. Для характеристики нептуния в основных растворах проведено не так много работ. ^[78] Np ³⁺ и Np ⁴⁺ легко восстанавливаются и окисляются друг к другу, как и NpO.⁺
₂и Нпо²⁺
₂. ^[79]

Нептуний(III)

Np(III) или Np ³⁺ существует в виде гидратных комплексов в кислых растворах, Np(H
₂О)³⁺
_н. ^[20] Он темно-сине-фиолетового цвета и аналогичен своему более легкому родственнику , розовому редкоземельному иону Pm ³⁺ . ^{[20] [80]} В присутствии кислорода он быстро окисляется до Np(IV), если не присутствуют сильные восстановители. Тем не менее, это второй наименее легко гидролизуемый ион нептуния в воде, образующий ион NpOH ²⁺ . ^[81] Np ³⁺ является преобладающим ионом нептуния в растворах с pH 4–5. ^[81]

Нептуний(IV)

Np(IV) или Np ⁴⁺ имеет бледно-желто-зеленый цвет в кислых растворах ^[20] , где он существует в виде гидратных комплексов ( Np(H
₂О)⁴⁺
_н). Достаточно неустойчив к гидролизу в кислых водных растворах при pH 1 и выше с образованием NpOH ³⁺ . ^[81] В основных растворах Np ⁴⁺ имеет тенденцию гидролизоваться с образованием нейтрального гидроксида нептуния (IV) (Np(OH) ₄ ) и оксида нептуния (IV) (NpO ₂ ). ^[81]

Нептуний(V)

Np(V) или NpO⁺
₂в водном растворе имеет зелено-синий цвет ^[20] , в котором он ведет себя как сильная кислота Льюиса . ^[78] Это стабильный ион ^[78] и наиболее распространенная форма нептуния в водных растворах. В отличие от соседних гомологов UO⁺
₂и ПуО⁺
₂, НпО⁺
₂не вызывает спонтанной диспропорции , за исключением очень низкого pH и высокой концентрации: ^[79]

2 Нпо⁺
₂+ 4 H ⁺ ⇌ Np ⁴⁺ + NpO²⁺
₂+ 2 Н ₂ О

В основных растворах гидролизуется с образованием NpO ₂ OH и NpO.
₂(ОЙ)⁻
₂. ^[81]

Нептуний(VI)

Np(VI) или NpO²⁺
₂, ион нептунила, имеет светло-розовый или красноватый цвет в кислом растворе и желто-зеленый в противном случае. ^[20] Это сильная кислота Льюиса ^[78] и основной ион нептуния, встречающийся в растворах с pH 3–4. ^[81] Хотя он стабилен в кислых растворах, он довольно легко восстанавливается до иона Np(V) ^[78] и не так стабилен, как гомологичные шестивалентные ионы его соседей урана и плутония ( ионы уранила и плутонила). В основных растворах гидролизуется с образованием оксо- и гидроксо-ионов NpO ₂ OH ⁺ , (NpO
₂)
₂(ОЙ)²⁺
₂, и (NpO
₂)
₃(ОЙ)⁺
₅. ^[81]

Нептуний(VII)

Np(VII) в сильноосновном растворе имеет темно-зеленый цвет . Хотя его химическая формула в основном растворе часто упоминается как NpO.³⁻
₅, это упрощение, и реальная структура, вероятно, ближе к гидроксогруппам, таким как [NpO
₄(ОЙ)
₂]^3-
. ^{[20] [80]} Np(VII) был впервые получен в основном растворе в 1967 году. ^[78] В сильнокислом растворе Np(VII) встречается в виде NpO.⁺
₃; вода быстро восстанавливает его до Np(VI). ^[78] Продукты его гидролиза не охарактеризованы. ^[81]

Гидроксиды

Оксиды и гидроксиды нептуния тесно связаны с его ионами. В целом гидроксиды Np на различных уровнях окисления менее стабильны, чем актиниды, стоящие перед ним в периодической таблице, такие как торий и уран, и более стабильны, чем актиниды после него, такие как плутоний и америций. Это явление связано с тем, что стабильность иона увеличивается по мере увеличения отношения атомного номера к радиусу иона. Таким образом, актиниды, расположенные выше в периодической таблице, легче подвергаются гидролизу . ^{[78] [81]}

Гидроксид нептуния(III) достаточно стабилен в кислых растворах и в средах, лишенных кислорода, но в присутствии воздуха быстро окисляется до IV состояния. Он не растворяется в воде. ^[71] Гидроксиды Np(IV) существуют в основном в виде электрически нейтрального Np(OH) ₄ , и его мягкая растворимость в воде совершенно не зависит от pH раствора. Это предполагает, что другой гидроксид Np(IV), Np(OH)⁻
₅, не имеет значительного присутствия. ^{[81] [82]}

Поскольку ион Np(V) NpO⁺
₂очень стабилен, он может образовывать гидроксид только при высоких уровнях кислотности. При помещении в 0,1  М раствор перхлората натрия он существенно не реагирует в течение нескольких месяцев, хотя более высокая молярная концентрация, равная 3,0 М, приводит к почти немедленной реакции с твердым гидроксидом NpO ₂ OH. Гидроксид Np(VI) более реакционноспособен, но все же достаточно стабилен в кислых растворах. Он образует соединение NpO ₃ · H ₂ O в присутствии озона при различных давлениях углекислого газа . Np(VII) недостаточно изучен, и о нейтральных гидроксидах не сообщалось. Вероятно, он существует в основном как [NpO
₄(ОЙ)
₂]^3-
. ^{[81] [83] [84] [85]}

Оксиды

Сообщалось о трех безводных оксидах нептуния: NpO ₂ , Np ₂ O ₅ и Np ₃ O ₈ , хотя в некоторых исследованиях ^[86] утверждается, что существуют только первые два из них, что позволяет предположить, что заявления о Np ₃ O ₈ на самом деле являются результат ошибочного анализа Np ₂ O ₅ . Однако, поскольку полная степень реакций, происходящих между нептунием и кислородом, еще не исследована, неясно, какое из этих утверждений верно. Хотя оксиды нептуния не были получены с нептунием в столь высоких степенях окисления, как это возможно с соседним актинидом урана, оксиды нептуния более стабильны при более низких степенях окисления. Такое поведение иллюстрируется тем, что NpO ₂ можно получить простым сжиганием нептуниевых солей оксикислот на воздухе. ^{[20] [87] [88] [89]}

Зеленовато-коричневый NpO ₂ очень стабилен в широком диапазоне давлений и температур и не претерпевает фазовых переходов при низких температурах. Он действительно демонстрирует фазовый переход от гранецентрированной кубической формы к орторомбической при давлении около 33–37 ГПа, хотя при сбросе давления он возвращается в исходную фазу. Он остается стабильным при давлении кислорода до 2,84 МПа и температуре до 400 °C. Np ₂ O ₅ имеет черно-коричневый цвет, моноклинную структуру с размером решетки 418×658×409 пикометров. Он относительно нестабилен и разлагается на NpO ₂ и O ₂ при 420–695 °С. Хотя Np ₂ O ₅ первоначально подвергался нескольким исследованиям, в которых утверждалось, что он получен взаимопротиворечащими методами, в конечном итоге его удалось успешно получить нагреванием пероксида нептуния до 300–350 ° C в течение 2–3 часов или нагреванием его под слоем воды. в ампуле при 180°С. ^{[87] [89] [90] [91]}

Нептуний также образует большое количество оксидных соединений с самыми разными элементами, хотя оксиды нептуната, образующиеся с щелочными и щелочноземельными металлами, на сегодняшний день являются наиболее изученными. Тройные оксиды нептуния обычно образуются при взаимодействии NpO ₂ с оксидом другого элемента или при осаждении из щелочного раствора. Li ₅ NpO ₆ получают взаимодействием Li ₂ O и NpO ₂ при 400 °C в течение 16 часов или взаимодействием Li ₂ O ₂ с NpO ₃ · H ₂ O при 400 °C в течение 16 часов в кварцевой трубке и токе кислорода. . Щелочные нептунатные соединения K ₃ NpO ₅ , Cs ₃ NpO ₅ и Rb ₃ NpO ₅ образуются по сходной реакции:

NpO ₂ + 3 MO ₂ → M ₃ NpO ₅  (M = K, Cs, Rb)

Оксидные соединения KNpO ₄ , CsNpO ₄ и RbNpO ₄ образуются в результате реакции Np(VII) ( [NpO
₄(ОЙ)
₂]^3-
) с соединением нитрата щелочного металла и озона . Дополнительные соединения были получены путем взаимодействия NpO ₃ и воды с твердыми щелочами и щелочными пероксидами при температуре 400–600 °С в течение 15–30 часов. Некоторые из них включают Ba ₃ (NpO ₅ ) ₂ , Ba ₂ Na NpO ₆ и Ba ₂ LiNpO ₆ . Также значительное количество оксидов шестивалентного нептуния образуется при взаимодействии твердофазного NpO ₂ с различными оксидами щелочных или щелочноземельных металлов в среде проточного кислорода. Многие из полученных соединений также имеют эквивалентное соединение, заменяющее нептуний ураном. Некоторые охарактеризованные соединения включают Na ₂ Np ₂ O ₇ , Na ₄ NpO ₅ , Na ₆ NpO ₆ и Na ₂ NpO ₄ . Их можно получить путем нагревания различных комбинаций NpO ₂ и Na ₂ O до различных температурных порогов, а дальнейшее нагревание также приведет к тому, что эти соединения проявят различные аллотропы нептуния. Оксиды нептуната лития Li ₆ NpO ₆ и Li ₄ NpO ₅ могут быть получены аналогичными реакциями NpO ₂ и Li ₂ O. ^{[92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99 ] ]}

С помощью различных способов получения было охарактеризовано большое количество дополнительных щелочных и щелочных соединений оксида нептуния, таких как Cs ₄ Np ₅ O ₁₇ и Cs ₂ Np ₃ O _{10 .} Также было обнаружено, что нептуний образует тройные оксиды со многими дополнительными элементами в группах с 3 по 7, хотя эти соединения гораздо менее изучены. ^{[92] [100] [101]}

Галогениды

Хотя галогенидные соединения нептуния изучены не так хорошо, как его оксиды, довольно большое их количество успешно охарактеризовано. Из них фториды нептуния были наиболее широко исследованы, в основном из-за их потенциального использования при отделении этого элемента от ядерных отходов. Сообщалось о четырех бинарных соединениях фторида нептуния: Np F ₃ , NpF ₄ , NpF ₅ и NpF _{6 .} Первые два довольно стабильны и впервые были получены в 1947 году посредством следующих реакций:

NpO ₂ + 1 ⁄ 2 H ₂ + 3 HF → NpF ₃ + 2 H ₂ O (400°С)

NpF ₃ + 1 ⁄ 2 O ₂ + HF → NpF ₄ + 1 ⁄ 2 H ₂ O (400°С)

Позднее NpF ₄ был получен непосредственно путем нагревания NpO ₂ до различных температур в смесях либо фтористого водорода , либо чистого газообразного фтора. NpF ₅ создать гораздо сложнее, и большинство известных методов получения включают взаимодействие соединений NpF ₄ или NpF ₆ с различными другими фторидными соединениями. NpF ₅ разлагается на NpF ₄ и NpF ₆ при нагревании примерно до 320 °C. ^{[102] [103] [104] [105]}

NpF ₆ или гексафторид нептуния чрезвычайно летучи, как и соседние с ним актинидные соединения гексафторид урана (UF ₆ ) и гексафторид плутония (PuF ₆ ). Эта нестабильность привлекла большой интерес к этому соединению в попытке разработать простой метод извлечения нептуния из отработанных топливных стержней атомных электростанций. NpF ₆ был впервые получен в 1943 году путем реакции NpF ₃ и газообразного фтора при очень высоких температурах, а первые объемные количества были получены в 1958 году путем нагревания NpF ₄ и капания на него чистого фтора в специально подготовленном аппарате. Дополнительные методы, с помощью которых удалось успешно получить гексафторид нептуния, включают взаимодействие BrF ₃ и BrF ₅ с NpF ₄ и взаимодействие нескольких различных соединений оксида и фторида нептуния с безводными фторидами водорода. ^{[103] [106] [107] [108]}

Сообщалось о четырех соединениях оксифторида нептуния : NpO ₂ F, NpOF ₃ , NpO ₂ F ₂ и NpOF _{4 , хотя ни одно из них не было тщательно изучено.} NpO ₂ F ₂ представляет собой розоватое твердое вещество, которое можно получить путем взаимодействия NpO ₃ · H ₂ O и Np ₂ F ₅ с чистым фтором при температуре около 330 °C. NpOF ₃ и NpOF ₄ можно получить путем взаимодействия оксидов нептуния с безводным фтористым водородом при различных температурах. Нептуний также образует множество фторидных соединений с различными элементами. Некоторые из них, которые были охарактеризованы, включают CsNpF ₆ , Rb ₂ NpF ₇ , Na ₃ NpF ₈ и K ₃ NpO ₂ F ₅ . ^{[103] [105] [109] [110] [111] [112] [113]}

Охарактеризованы два хлорида нептуния , Np Cl ₃ и NpCl _{4 .} Хотя было предпринято несколько попыток создать NpCl ₅ , они не увенчались успехом. NpCl ₃ создается путем восстановления диоксида нептуния водородом и четыреххлористым углеродом ( C Cl ₄ ), а NpCl ₄ - путем реакции оксида нептуния с CCl ₄ при температуре около 500 °C. Сообщалось также о других соединениях хлорида нептуния, включая NpOCl ₂ , Cs ₂ NpCl ₆ , Cs ₃ NpO ₂ Cl ₄ и Cs ₂ NaNpCl ₆ . _{Созданы} также бромиды нептуния NpBr3 и _NpBr4 ; последний - путем реакции бромида алюминия с NpO ₂ при 350 °C, а первый - почти идентично, но с присутствием цинка . Йодид нептуния Np I ₃ также получен тем же способом, что и NpBr ₃ . ^{[114] [115] [116]}

Халькогениды, пниктиды и карбиды

Соединения халькогена и пниктогена нептуния хорошо изучены прежде всего в рамках исследования их электронных и магнитных свойств, а также взаимодействия в природной среде. Соединения пниктидов и карбидов также вызвали интерес из-за их присутствия в топливе нескольких усовершенствованных конструкций ядерных реакторов, хотя последняя группа не проводила столько исследований, как первая. ^[117]

Халькогениды

Охарактеризовано большое разнообразие соединений сульфида нептуния, включая чистые сульфидные соединения Np S , NpS ₃ , Np ₂ S ₅ , Np ₃ S ₅ , Np ₂ S ₃ и Np ₃ S ₄ . Из них наиболее хорошо изучен Np ₂ S ₃ , полученный реакцией NpO ₂ с сероводородом и сероуглеродом при температуре около 1000 °C, и известны три аллотропные формы. Форма α существует примерно до 1230 °C, форма β — до 1530 °C, а форма γ, которая также может существовать в виде Np ₃ S ₄ , при более высоких температурах. NpS можно получить путем реакции Np ₂ S ₃ и металлического нептуния при 1600 °C, а Np ₃ S ₅ можно получить путем разложения Np ₂ S ₃ при 500 °C или путем взаимодействия серы и гидрида нептуния при 650 °C. Np ₂ S ₅ получают нагреванием смеси Np ₃ S ₅ и чистой серы до 500 °С. Все сульфиды нептуния, за исключением β- и γ-форм Np ₂ S ₃ , изоструктурны эквивалентному сульфиду урана, а некоторые, включая NpS, α-Np ₂ S ₃ и β-Np ₂ S ₃ , также изоструктурны эквивалентному сульфиду урана. сульфид плутония. Также созданы оксисульфиды NpOS, Np ₄ O ₄ S и Np ₂ O _{2 S, хотя последние три изучены недостаточно.} NpOS был впервые получен в 1985 году путем вакуумной упаковки NpO ₂ , Np ₃ S ₅ и чистой серы в кварцевую трубку и нагревания ее до 900 °C в течение одной недели. ^{[117] [118] [119] [120] [121] [122] [123]}

Сообщалось, что соединения селенида нептуния включают Np Se , NpSe ₃ , Np ₂ Se ₃ , Np ₂ Se ₅ , Np ₃ Se ₄ и Np ₃ Se ₅ . Все они были получены только путем нагревания гидрида нептуния и металлического селена до различных температур в вакууме в течение длительного периода времени, а известно, что Np ₂ Se ₃ существует в аллотропе γ только при относительно высоких температурах. Известны два оксиселенидных соединения нептуния, NpOSe и Np ₂ O ₂ Se, которые образуются аналогичными методами путем замены гидрида нептуния диоксидом нептуния. Известные соединения теллурида нептуния Np Te , NpTe ₃ , Np ₃ Te ₄ , Np ₂ Te ₃ и Np ₂ O ₂ Te образуются по процедурам, аналогичным селенидам, а Np ₂ O ₂ Te изоструктурен эквивалентным соединениям урана и плутония. . Соединений нептуния с полонием не обнаружено. ^{[117] [123] [124] [125] [126]}

Пниктиды и карбиды

Нитрид нептуния (Np N ) был впервые получен в 1953 году путем реакции гидрида нептуния и газообразного аммиака при температуре около 750 ° C в кварцевой капиллярной трубке. Позже его стали производить путем реакции различных смесей азота и водорода с металлическим нептунием при различных температурах. Он также был создан путем восстановления диоксида нептуния двухатомным газообразным азотом при 1550 ° C. NpN изоморфен мононитриду урана (UN) и мононитриду плутония (PuN) и имеет температуру плавления 2830 ° C при давлении азота около 1 МПа. Сообщалось о двух соединениях фосфида нептуния : Np P и Np ₃ P ₄ . Первый имеет гранецентрированную кубическую структуру и готовится путем превращения металлического нептуния в порошок и последующей реакции его с газообразным фосфином при 350 °C. Np ₃ P ₄ можно получить путем реакции металлического нептуния с красным фосфором при 740 °C в вакууме, а затем сублимировать лишний фосфор . Соединение не реагирует с водой, но реагирует с азотной кислотой с образованием раствора Np(IV). ^{[127] [128] [129]}

Получены три соединения арсенида нептуния: Np As , NpAs ₂ и Np ₃ As ₄ . Первые два были впервые созданы путем нагревания мышьяка и гидрида нептуния в вакуумной трубке в течение примерно недели. Позже NpAs также был получен путем заключения металлического нептуния и мышьяка в вакуумную трубку, разделения их кварцевой мембраной и нагревания до температуры чуть ниже точки плавления нептуния, равной 639 ° C, что немного выше, чем точка сублимации мышьяка, равная 615 ° C. С. Np ₃ As ₄ получают по аналогичной методике с использованием йода в качестве переносчика . Кристаллы NpAs ₂ имеют коричнево-золотой цвет, а Np ₃ As ₄ — черный. Соединение антимонида нептуния Np Sb было создано в 1971 году путем помещения равных количеств обоих элементов в вакуумную трубку, нагревания их до температуры плавления сурьмы, а затем дальнейшего нагрева до 1000 ° C в течение шестнадцати дней. Эта процедура также привела к образованию следовых количеств дополнительного антимонидного соединения Np ₃ Sb ₄ . Сообщалось также об одном соединении нептуния- висмута , NpBi. ^{[127] [128] [130] [ 131 ] [132] [133]}

О карбидах нептуния Np C , Np ₂ C ₃ и NpC ₂ (предварительно) сообщалось, но они не охарактеризованы подробно, несмотря на высокую важность и полезность карбидов актинидов в качестве топлива для усовершенствованных ядерных реакторов. NpC является нестехиометрическим соединением , и его лучше обозначить как NpC _x (0,82 ≤ x ≤ 0,96). Его можно получить в результате реакции гидрида нептуния с графитом при 1400 °C или путем нагревания составляющих элементов вместе в электродуговой печи с использованием вольфрамового электрода. Он реагирует с избытком углерода с образованием чистого Np ₂ C ₃ . NpC ₂ образуется при нагревании NpO ₂ в графитовом тигле при температуре 2660–2800 °С. ^{[127] [128] [134] [135]}

Прочие неорганические

Гидриды

Нептуний реагирует с водородом аналогично своему соседу плутонию, образуя гидриды NpH _{2+ x} ( гранецентрированный кубический ) и NpH ₃ ( гексагональный ). Они изоструктурны соответствующим гидридам плутония, хотя в отличие от PuH _{2+ x} параметры решетки NpH 2+ _{x становятся} больше с увеличением содержания водорода ( x ). Гидриды требуют особой осторожности при обращении, поскольку они разлагаются в вакууме при температуре 300 °C с образованием мелкодисперсного металлического нептуния, который является пирофорным . ^[136]

Фосфаты, сульфаты и карбонаты

Будучи химически стабильными, фосфаты нептуния исследовались на предмет потенциального использования для иммобилизации ядерных отходов. Пирофосфат нептуния (α-NpP ₂ O ₇ ), зеленое твердое вещество, был получен в реакции между диоксидом нептуния и фосфатом бора при 1100 ° C, хотя фосфат нептуния (IV) до сих пор оставался неуловимым. Известен ряд соединений NpM ₂ (PO ₄ ) ₃ , где М – щелочной металл ( Li , Na , K , Rb или Cs ). Охарактеризованы некоторые сульфаты нептуния, как водные, так и твердые, находящиеся в различных степенях окисления нептуния (наблюдаются с IV по VI). Кроме того, карбонаты нептуния были исследованы с целью лучшего понимания поведения нептуния в геологических хранилищах и окружающей среде, где он может вступать в контакт с водными растворами карбонатов и бикарбонатов и образовывать растворимые комплексы. ^{[137] [138]}

Металлоорганический

Структура нептуноцена

Известно и химически охарактеризовано несколько нептунийорганических соединений, хотя и не так много, как урана, из-за нехватки нептуния и его радиоактивности. Наиболее известными нептунийорганическими соединениями являются циклопентадиенильные и циклооктатетраенильные соединения и их производные. ^[139] Трехвалентное циклопентадиенильное соединение Np(C ₅ H ₅ ) ₃ · THF было получено в 1972 году в результате реакции Np(C ₅ H ₅ ) ₃ Cl с натрием , хотя более простое Np(C ₅ H ₅ ) получить не удалось. ^[139] Циклопентадиенил четырехвалентного нептуния, красновато-коричневый комплекс, был синтезирован в 1968 году путем взаимодействия хлорида нептуния (IV) с циклопентадиенидом калия: ^[139]

NpCl ₄ + 4 KC ₅ H ₅ → Np(C ₅ H ₅ ) ₄ + 4 KCl

Он растворим в бензоле и ТГФ и менее чувствителен к кислороду и воде, чем Pu (C ₅ H ₅ ) ₃ и Am (C ₅ H ₅ ) ₃ . ^[139] Другие циклопентадиенильные соединения Np(IV) известны по многим лигандам : они имеют общую формулу (C ₅ H ₅ ) ₃ NpL, где L представляет собой лиганд. ^[139] Нептуноцен , Np(C ₈ H ₈ ) ₂ , был синтезирован в 1970 году путем взаимодействия хлорида нептуния (IV) с K ₂ (C ₈ H ₈ ). Он изоморфен ураноцену и плутоноцену , и химически они ведут себя одинаково: все три соединения нечувствительны к воде или разбавленным основаниям, но чувствительны к воздуху, быстро реагируют с образованием оксидов и лишь слабо растворимы в бензоле и толуоле . ^[139] Другие известные производные циклооктатетраенила нептуния включают Np(RC ₈ H ₇ ) ₂ (R = этанол , бутанол ) и KNp(C ₈ H ₈ )·2THF, который изоструктурен соответствующему соединению плутония. ^[139] Кроме того, были получены гидрокарбилы нептуния, а сольватированные трииодидные комплексы нептуния являются предшественниками многих органонептуниевых и неорганических соединений нептуния. ^[139]

Координационные комплексы

Существует большой интерес к координационной химии нептуния, поскольку все его пять степеней окисления демонстрируют свое особое химическое поведение, а на координационную химию актинидов сильно влияет сжатие актинидов (большее, чем ожидалось, уменьшение ионных радиусов поперек актинидный ряд, аналог лантаноидного сокращения ). ^[140]

Твердое состояние

Известно немного координационных соединений нептуния (III), поскольку Np (III) легко окисляется кислородом воздуха в водном растворе. Однако формальдегидсульфоксилат натрия может восстанавливать Np(IV) до Np(III), стабилизируя более низкую степень окисления и образуя различные труднорастворимые координационные комплексы Np(III), такие как Np
₂(С
₂О
₄)
₃·11H ₂ O, Нп
₂(С
₆ЧАС
₅АсО
₃)
₃·H ₂ O и Np
₂[С
₆ЧАС
₄(OH)COO]
₃. ^[140]

Сообщалось о многих координационных соединениях нептуния (IV), первое из которых (Et
₄Н)Np(NCS)
₈, который изоструктурен аналогичному координационному соединению урана (IV). ^[140] Известны и другие координационные соединения Np(IV), некоторые из которых включают другие металлы, такие как кобальт ( CoNp
₂Ф
₁₀·8H ₂ O, образуется при 400 К) и медь ( CuNp
₂Ф
₁₀·6H ₂ O, образуется при 600 К). ^[140] Известны также сложные нитратные соединения: экспериментаторы, получившие их в 1986 и 1987 годах, получали монокристаллы медленным испарением раствора Np(IV) при температуре окружающей среды в концентрированной азотной кислоте и избытке 2,2'- пиримидина . ^[140]

Координационная химия нептуния (V) широко исследовалась благодаря наличию катион-катионных взаимодействий в твердом состоянии, которые уже были известны для актинильных ионов. ^{[140] Некоторые известные такие соединения включают} димер нептунила Na.
₄(НпО
₄)
₂С
₁₂О
₁₂·8H ₂ O и гликолат нептуния, оба из которых образуют зеленые кристаллы. ^[140]

Соединения нептуния (VI) варьируются от простого оксалата NpO.
₂С
₂О
₄(который нестабилен и обычно превращается в Np(IV)) к таким сложным соединениям, как зеленый (NH
₄)
₄НпО
₂(КО
₃)
₃. ^[140] Обширные исследования были проведены на соединениях формы M
₄АнО
₂(КО
₃)
₃, где M представляет собой одновалентный катион, а An представляет собой уран, нептуний или плутоний. ^[140]

С 1967 г., когда был открыт нептуний(VII), были получены и изучены некоторые координационные соединения с нептунием в степени окисления +7. Первое сообщение о таком соединении первоначально было охарактеризовано как Co(NH
₃)
₆НпО
₅· n H ₂ O в 1968 году, но в 1973 году было предложено иметь формулу [Co(NH
₃)
₆][NpO
₄(ОЙ)
₂] ·2H ₂ O, исходя из того, что Np(VII) встречается как [NpO
₄(ОЙ)
₂]^3-
в водном растворе. ^[140] Это соединение образует темно-зеленые призматические кристаллы с максимальной длиной ребра 0,15–0,4  мм . ^[140]

В водном растворе

Большинство известных в растворе координационных комплексов нептуния содержат элемент в степенях окисления +4, +5 и +6: координационные комплексы нептуния (III) и (VII) проведены лишь в нескольких исследованиях. ^[141] В первом случае NpX ²⁺ и NpX⁺
₂(X = Cl , Br ) были получены в 1966 г. в концентрированных растворах LiCl и LiBr соответственно: для последнего в экспериментах 1970 г. было обнаружено, что NpO³⁺
₂ион может образовывать сульфатные комплексы в кислых растворах, например NpO
₂ТАК⁺
₄и Нпо
₂(ТАК
₄)⁻
₂; Было обнаружено, что они имеют более высокие константы стабильности , чем ион нептунила ( NpO²⁺
₂). ^[141] Известно очень много комплексов для других степеней окисления нептуния: участвующие неорганические лиганды представляют собой галогениды , иодат , азид , нитрид , нитрат , тиоцианат , сульфат , карбонат , хромат и фосфат . Известно, что многие органические лиганды могут использоваться в координационных комплексах нептуния: к ним относятся ацетат , пропионат , гликолат , лактат , оксалат , малонат , фталат , меллитат и цитрат . ^[141]

Аналогично своим соседям, урану и плутонию, порядок ионов нептуния по способности к комплексообразованию Np ⁴⁺ > NpO²⁺
₂≥ Np ³⁺ > NpO⁺
₂. (Относительный порядок двух средних ионов нептуния зависит от используемых лигандов и растворителей.) ^[141] Последовательность устойчивости комплексов Np(IV), Np(V) и Np(VI) с одновалентными неорганическими лигандами: F − > ЧАС
₂ПО⁻
₄> СКН ⁻ > НЕТ⁻
₃> Cl − > ClO⁻
₄; порядок двухвалентных неорганических лигандов - CO.²⁻
₃> ГПО²⁻
₄> ТАК²⁻
₄. Они соответствуют силе соответствующих кислот . Двухвалентные лиганды образуют более сильные комплексообразователи, чем одновалентные. ^[141] НпО⁺
₂также может образовывать сложные ионы [ NpO⁺
₂М³⁺
] (M = Al , Ga , Sc , In , Fe , Cr , Rh ) в растворе хлорной кислоты : сила взаимодействия между двумя катионами следует порядку Fe > In > Sc > Ga > Al. ^[141] Ионы нептунила и уранила также могут образовывать комплекс вместе. ^[141]

Приложения

Прекурсор при производстве плутония

Важным применением ²³⁷ Np является прекурсор при производстве плутония, где его облучают нейтронами для создания ²³⁸ Pu , альфа-излучателя для радиоизотопных тепловых генераторов для космических кораблей и военного применения. ²³⁷ Np захватит нейтрон с образованием ²³⁸ Np и бета-распадом с периодом полураспада чуть более двух дней до ²³⁸ Pu. ^[142]

${\displaystyle {\ce {^{237}_{93}Np + ^{1}_{0}n -> ^{238}_{93}Np ->[\beta^-][2.117 \ {\ce {d}}] ^{238}_{94}Pu}}}$

²³⁸ Pu также присутствует в значительных количествах в отработавшем ядерном топливе , но его необходимо отделить от других изотопов плутония . ^[143] Облучение нептуния-237 электронными пучками, вызывающее тормозное излучение , также дает довольно чистые образцы изотопа плутония-236 , который можно использовать в качестве индикатора для определения концентрации плутония в окружающей среде. ^[143]

Оружие

Нептуний расщепляется и теоретически может использоваться в качестве топлива в реакторе на быстрых нейтронах или в ядерном оружии с критической массой около 60 килограммов. ^[75] В 1992 году Министерство энергетики США рассекретило заявление о том, что нептуний-237 «может быть использован для ядерного взрывного устройства». ^[144] Не считается, что настоящее оружие когда-либо было создано с использованием нептуния. По состоянию на 2009 год мировое производство нептуния-237 коммерческими энергетическими реакторами составляло более 1000 критических масс в год, но извлечение изотопа из облученных топливных элементов было бы крупным промышленным предприятием. ^[145]

В сентябре 2002 года исследователи Лос-Аламосской национальной лаборатории на короткое время создали первую известную критическую массу ядра , используя нептуний в сочетании с оболочками из обогащенного урана ( урана-235 ), обнаружив, что критическая масса голой сферы из нептуния-237 «колеблется от килограммов весом от пятидесяти до шестидесяти», ^[1] показывая, что он «примерно такой же хороший материал для бомбы, как [уран-235]». ^[30] В марте 2004 года федеральное правительство США разработало планы по перемещению американских запасов выделенного нептуния на полигон для захоронения ядерных отходов в Неваде . ^[145]

Физика

²³⁷ Np используется в устройствах для регистрации нейтронов высоких энергий (МэВ). ^[146]

Роль в ядерных отходах

Нептуний накапливается в коммерческих бытовых детекторах дыма с ионизационной камерой в результате распада (обычно) 0,2 микрограмма америция-241, первоначально присутствующего в качестве источника ионизирующего излучения . При периоде полураспада 432 года америций-241 в ионизационном детекторе дыма включает около 3% нептуния через 20 лет и около 15% через 100 лет.

Нептуний-237 является наиболее мобильным актинидом в условиях глубоких геологических хранилищ . ^[147] Это делает его и его предшественников, таких как америций-241, кандидатами на уничтожение путем ядерной трансмутации . ^[148] Из-за своего длительного периода полураспада нептуний станет основным источником общей радиотоксичности через 10 000 лет. Поскольку неясно, что произойдет с защитной оболочкой за такой длительный период времени, добыча нептуния свела бы к минимуму загрязнение окружающей среды, если бы ядерные отходы можно было мобилизовать через несколько тысяч лет. ^{[145] [149]}

Биологическая роль и меры предосторожности

Нептуний не играет биологической роли, так как он имеет короткий период полураспада и в природе встречается лишь в небольших количествах. Тесты на животных показали, что он не всасывается через пищеварительный тракт . При введении он концентрируется в костях, из которых медленно высвобождается. ^[33]

Мелкодисперсный металлический нептуний представляет опасность пожара, поскольку нептуний пирофорен ; мелкие зерна самопроизвольно воспламеняются на воздухе при комнатной температуре. ^[87]

Рекомендации

1. Санчес, Рене Г.; Лоаиза, Дэвид Дж.; Кимпланд, Роберт Х.; Хейс, Дэвид К.; Каппиелло, Шарлин К.; Майерс, Уильям Л.; Джагерс, Питер Дж.; Клемент, Стивен Д.; Баттерфилд, Кеннет Б. «Критичность сферы 237Np» (PDF) . Японское агентство по атомной энергии . Проверено 6 августа 2014 г.
2. наблюдались ab Np(II), (III) и (IV), см. Дуткевич, Михал С.; Апостолидис, Христос; Уолтер, Олаф; Арнольд, Полли Л. (2017). «Восстановительная химия циклопентадиенидных комплексов нептуния: от структуры к пониманию». хим. Наука . 8 (4): 2553–2561. дои : 10.1039/C7SC00034K. ПМК 5431675 . ПМИД  28553487. 
3. Магнитная восприимчивость элементов и неорганических соединений, в Справочнике по химии и физике, 81-е издание, CRC press.
4. Кондев, ФГ; Ван, М.; Хуанг, WJ; Наими, С.; Ауди, Г. (2021). «Оценка ядерных свойств NUBASE2020» (PDF) . Китайская физика C . 45 (3): 030001. doi :10.1088/1674-1137/abddae.
5. Макмиллан, Эдвин; Абельсон, Филип Хауге (15 июня 1940 г.). «Радиоактивный элемент 93». Физический обзор . 57 (12): 1185–1186. Бибкод : 1940PhRv...57.1185M. дои : 10.1103/PhysRev.57.1185.2 .
6. CR Hammond (2004). Элементы в Справочнике по химии и физике (81-е изд.). ЦРК Пресс. ISBN 978-0-8493-0485-9.
7. Yoshida et al., p. 718.
8. Дабос, С.; Дюфур, К.; Бенедикт, У.; Пажес, М. (1987). «Модуль объемного сжатия и соотношение P – V до 52 ГПа металлического нептуния при комнатной температуре». Журнал магнетизма и магнитных материалов . 63–64: 661–3. Бибкод : 1987JMMM...63..661D. дои : 10.1016/0304-8853(87)90697-4.
9. Ю. Д. Третьяков, изд. (2007). Неорганическая химия в трех томах . Химия переходных элементов. Том. 3. Москва: Академия. ISBN 978-5-7695-2533-9.
10. Теодор Грей. Элементы . Страница 215.
11. Ли, Дж.; Мардон, П.; Пирс, Дж.; Холл, Р. (1959). «Некоторые физические свойства металлического нептуния II: исследование аллотропных превращений в нептунии». Журнал физики и химии твердого тела . 11 (3–4): 177–181. Бибкод : 1959JPCS...11..177L. дои : 10.1016/0022-3697(59)90211-2.
12. Лемир, Р.Дж. и др., Химическая термодинамика нептуния и плутония , Elsevier, Амстердам, 2001.
13. «Структуры кристаллической решетки: структура αNp (Ac)» . Лаборатория военно-морских исследований США по вычислительному материаловедению. Архивировано из оригинала 2 октября 2012 г. Проверено 16 октября 2013 г.
14. Йошида и др., с. 719.
15. Hindman JC 1968, «Нептуний», в CA Hampel (редактор), Энциклопедия химических элементов , Рейнхольд, Нью-Йорк, стр. 434.
16. Данлэп, Б.Д.; Бродский, М.Б.; Шеной, ГК; Кальвиус, генеральный директор (1970). «Сверхтонкие взаимодействия и анизотропные колебания решетки ²³⁷ Np в металле α-Np». Физический обзор B . 1 (1): 44–46. Бибкод : 1970PhRvB...1...44D. doi : 10.1103/PhysRevB.1.44.
17. «Оценка данных о безопасности ядерной критичности и пределов содержания актинидов при транспортировке» (PDF) . Институт радиационной защиты и ядерной безопасности. п. 15 . Проверено 20 декабря 2010 г.
18. Стивенс, Д.Р. (1966). «Фазовая диаграмма и сжимаемость нептуния». Журнал физики . 27 (8): 1201–4. Бибкод : 1966JPCS...27.1201S. дои : 10.1016/0022-3697(66)90002-3.
19. Йошида и др., стр. 719–20.
20. "Периодическая таблица элементов: LANL - Нептуний" . Лос-Аламосская национальная лаборатория . Проверено 13 октября 2013 г.
21. ТД Мацуда; Ю. Хагал; Д. Аоки; Х. Сакаи; Ю. Хомма; Н. Татейва; Э. Ямамото; Ю. Онуки (2009). «Транспортные свойства нептуниевого сверхпроводника NpPd5Al2». Физический журнал: серия конференций . 150 (4): 042119. Бибкод : 2009JPhCS.150d2119M. дои : 10.1088/1742-6596/150/4/042119 .
22. В.А. Михайлов, изд. (1971). Аналитическая химия нептуния . Москва: Наука .
23. Голуб, AM (1971). Общая и неорганическая химия (Общая и неорганическая химия) . Том. 2. С. 222–7.
24. Мартин, WC; Хаган, Люси; Читатель, Джозеф; Суган, Джек (1974). «Уровни земли и потенциалы ионизации для атомов и ионов лантаноидов и актинидов» (PDF) . Дж. Физ. хим. Ссылка. Данные . 3 (3): 771–9. Бибкод : 1974JPCRD...3..771M. дои : 10.1063/1.3253147. Архивировано из оригинала (PDF) 11 февраля 2014 г. Проверено 19 октября 2013 г.
25. Дэвид Р. Лиде (редактор), Справочник CRC по химии и физике, 84-е издание . ЦРК Пресс. Бока-Ратон, Флорида, 2003 г.; Секция 10 «Атомная, молекулярная и оптическая физика»; Потенциалы ионизации атомов и атомарных ионов.
26. Nucleonica (2007–2013). «Универсальная карта нуклидов». Nucleonica: ядерная наука, управляемая через Интернет . Проверено 15 октября 2013 г. ( требуется регистрация ) .
27. Йошида и др., стр. 700–2.
28. CM Ледерер; Дж. М. Холландер; И. Перлман (1968). Таблица изотопов (6-е изд.). Нью-Йорк: Джон Уайли и сыновья .
29. Кох, Лотар (2000). «Трансурановые элементы». Трансурановые элементы, в Энциклопедии промышленной химии Ульмана . Уайли. дои : 10.1002/14356007.a27_167. ISBN 978-3527306732.
30. Вайс, Питер (2 июля 2009 г.). «Нептуниевое ядерное оружие?: Малоизученный металл становится критическим». Новости науки . 162 (17): 259. дои : 10.2307/4014034. JSTOR  4014034.
31. Юкка Лехто; Сяолинь Хоу (2011). «15.15: Нептуний». Химия и анализ радионуклидов (1-е изд.). Джон Уайли и сыновья . 231. ИСБН 978-3527633029.
32. Йошида и др., стр. 703–4.
33. Эмсли, стр. 345–347.
34. Томпсон, Рой К. (1982). «Нептуний: забытый актинид: обзор биологической и экологической литературы». Радиационные исследования . 90 (1): 1–32. Бибкод : 1982РадР...90....1Т. дои : 10.2307/3575792. JSTOR  3575792. PMID  7038752.
35. Ауди, Жорж; Берсильон, Оливье; Блашо, Жан; Вапстра, Аалдерт Хендрик (2003), «Оценка NUBASE свойств ядра и распада», Nuclear Physics A , 729 : 3–128, Bibcode : 2003NuPhA.729....3A, doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11. 001
36. Фостер, РФ (1963). Экологическое поведение хрома и нептуния в радиоэкологии . Нью-Йорк: Рейнхольд. стр. 569–576.
37. Этвуд, раздел 4.
38. Этвуд, раздел 1.
39. «Информационный бюллетень о здоровье человека — нептуний» (PDF) . Общество физики здоровья. 2001 . Проверено 15 октября 2013 г.
40. Фаянс, Казимир (1913). «Die radioaktiven Umwandlungen und das periodische System der Elemente (Радиоактивные превращения и периодическая таблица элементов)». Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft . 46 : 422–439. дои : 10.1002/cber.19130460162.
41. Родос, стр. 201–202.
42. Родос, стр. 209–210.
43. Ферми, Э. (1934). «Возможное производство элементов с атомным номером выше 92». Природа . 133 (3372): 898–899. Бибкод : 1934Natur.133..898F. дои : 10.1038/133898a0 .
44. Хоффман, стр. 120–123.
45. Ида Ноддак (1934). «Убер дас Элемент 93». Zeitschrift für Angewandte Chemie . 47 (37): 653–655. Бибкод : 1934AngCh..47..653N. дои : 10.1002/ange.19340473707.
46. Родос, стр. 210–220.
47. Родос, стр. 221–222.
48. Родос, с. 349.
49. Коблич, Одолен (1934). «Новый радиоактивный элемент помимо урана». Природа . 134 (3376): 55. Бибкод : 1934Natur.134R..55.. doi : 10.1038/134055b0 .
50. Хоффман, с. 118.
51. Спетер, М. (1934). «Богемия - Некролог». Наука . 80 (2086): 588–9. Бибкод : 1934Sci....80..588S. doi :10.1126/science.80.2086.588-a. ПМИД  17798409.
52. Фонтани, Марко (2005). «Сумерки природных элементов: молдавий (Ml), секваний (Sq) и дор (Do)». Международная конференция по истории химии . Лиссабон. стр. 1–8. Архивировано из оригинала 24 февраля 2006 г. Проверено 13 октября 2013 г.
53. Хулубей, Х.; Кошуа, Ю. (1939). «Новые исследования на тему 93 природы». Комптес Рендус . 209 : 476–479.
54. Пеппард, Д.Ф.; Мейсон, GW; Грей, PR; Мех, Дж. Ф. (1952). «Возникновение серии (4n + 1) в природе». Журнал Американского химического общества . 74 (23): 6081–6084. дои : 10.1021/ja01143a074.
55. Родос, стр. 264–267.
56. Родос, с. 346.
57. «Нобелевская премия по физике 1938 года». Нобелевский фонд . Проверено 13 октября 2013 г.
58. Мейтнер, Лиза; Фриш, Орегон (1939). «Распад урана нейтронами: новый тип ядерной реакции». Природа . 143 (3615): 239–240. Бибкод : 1939Natur.143..239M. дои : 10.1038/143239a0. S2CID  4113262.
59. Отто Хан (1958). «Открытие деления». Научный американец . Архивировано из оригинала 24 декабря 2010 г.
60. Икеда, Нагао (25 июля 2011 г.). «Открытия урана-237 и симметричного деления — Из архивных бумаг Нишины и Кимуры». Труды Японской академии, серия B: физические и биологические науки . 87 (7): 371–6. Бибкод : 2011PJAB...87..371I. дои : 10.2183/pjab.87.371. ПМК 3171289 . ПМИД  21785255. 
61. Сегре, Эмилио (1939). «Неудачный поиск трансурановых элементов». Физический обзор . 55 (11): 1104–5. Бибкод : 1939PhRv...55.1104S. дои : 10.1103/PhysRev.55.1104.
62. Родос, стр. 346–350.
63. Ёсида и др., стр. 699–700.
64. Макмиллан, Эдвин; Абельсон, Филип (1940). «Радиоактивный элемент 93». Физический обзор . 57 (12): 1185–1186. Бибкод : 1940PhRv...57.1185M. дои : 10.1103/PhysRev.57.1185.2 .
65. Сиборг, GT (1994). «Гл. 118. Происхождение понятия актинида». В К. А. Гшнейднер-младший; Л, Айринг; Г. Р. Шоппин; Г.Х. Ландет (ред.). Справочник по физике и химии редких земель . Том. 18 – Лантаниды/Актиниды: Химия. Эльзевир. стр. 4–6, 10–14.
66. Родос, стр. 348–350.
67. Йошида и др., с. 700.
68. Кларк, Дэвид Л.; Хеккер, Зигфрид С.; Ярвинен, Гордон Д.; Ной, Мэри П. (2006). «Нептуний». В Морссе, Лестер Р.; Эдельштейн, Норман М.; Фугер, Жан (ред.). Химия актинидных и трансактинидных элементов (PDF) . Том. 3 (3-е изд.). Дордрехт, Нидерланды: Springer. п. 814. дои : 10.1007/1-4020-3598-5_7. ISBN 978-1-4020-3555-5. Архивировано из оригинала (PDF) 17 июля 2010 г. Проверено 29 июня 2014 г.
69. Гленн Т. Сиборг (сентябрь 1981 г.). «Плутониевая история». Лаборатория Лоуренса Беркли, Калифорнийский университет. LBL-13492, DE82 004551. {{cite journal}}: Требуется цитировать журнал |journal=( помощь )
70. Винтерберг, Фридвардт; Херрманн, Гюнтер; Фодор, Игорь; Вольфенштейн, Линкольн; Певец, Марк Э. (1996). «Подробнее о том, как нацистской Германии не удалось создать атомную бомбу». Физика сегодня . 49 (1): 11–15, 83. Бибкод : 1996PhT....49a..11W. дои : 10.1063/1.2807455.
71. Берни, Джорджия; Харбор, Р.М.; Подкомитет по радиохимии Национального исследовательского совета (США); Центр технической информации Комиссии по атомной энергии США (1974 г.). Радиохимия нептуния.
72. Нильссон, Карен (1989). Химия миграции нептуния. Национальная лаборатория Рисё. ISBN 978-87-550-1535-7.
73. Йошида и др., с. 710.
74. «Раздельные нептуний 237 и америций» (PDF) . Проверено 6 июня 2009 г.
75. «Новости химии, исследования и мнения».
76. Yodshida et al., стр. 704–5.
77. Ёсида и др., стр. 705–17.
78. Йошида и др., стр. 752–4.
79. Йошида и др., с. 759.
80. Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . п. 1265. ИСБН 978-0-08-037941-8.
81. Йошида и др., с. 766–70.
82. Трюгве Э. Эриксен; Пьер Ндаламба; Дацин Цуй; Жорди Бруно; и другие. (1993). «Растворимость редокс-чувствительных радионуклидов 99Tc и 237Np в восстановительных условиях в растворах от нейтральных до щелочных» (PDF) . Технический отчет СКБ . 93–18: 1–32.
83. Шея, В.; Ким, Джи; Канеллакопулос, Б. (1992). «Растворимость и поведение гидролиза нептуния (V)». Радиохим. Акта . 56 : 25–30. дои :10.1524/ract.1992.56.1.25. S2CID  99239460.
84. Като, Ю.; Кимура, Т.; Ёсида, З.; Нитани, Н. (1996). «Фазовые равновесия твердого тела и жидкости Np(VI) и U(VI) при контролируемом парциальном давлении CO _{2 ».} Радиохим. Акта . 74 : 21–25. doi :10.1524/ract.1996.74.специальный выпуск.21. S2CID  100097624.
85. Никонов, М.В.; Бессонов А.А.; Крот, Н.Н.; Перминов, В.П. (1994). «Синтез и характеристика соединения смешанной валентности Np (VI, VII)». Радиохимия . 36 : 237–8.
86. Фэйи, Дж.А.; Тюркотт, РП; Чикалла, Т.Д. (1976). «Разложение, стехиометрия и строение оксидов нептуния». Журнал неорганической и ядерной химии . 38 (3): 495–500. дои : 10.1016/0022-1902(76)80291-6.
87. Йошида и др., 724–726.
88. Шарма, Б.К. Ядерная и радиационная химия - трансурановые элементы. Кришна Пракашан Медиа. стр. 128–9. ISBN 9788185842639.
89. Рихтер К.; Сари К. (1987). «Фазовые отношения в системе нептуний-кислород». Журнал ядерных материалов . 148 (3): 266–71. Бибкод : 1987JNuM..148..266R. дои : 10.1016/0022-3115(87)90019-5.
90. Бенедикт, Ю.; Дабос, С.; Дюфур, К.; Спирлет, Дж. К. (1986). «Соединения нептуния под высоким давлением». Журнал менее распространенных металлов . 121 : 461–68. дои : 10.1016/0022-5088(86)90563-1.
91. Фэйи, JA (1986). «Нептуний». Ин Кац, Джей-Джей; Сиборг, GT; Морсс, Л.Р. (ред.). Химия актинидных элементов . Том. 1. Нью-Йорк: Чепмен и Холл. п. 456.
92. Йошида и др., стр. 728–730.
93. Келлер, К.; Кок, Л.; Уолтер, К.Х. (1965). «Реакция оксида трансурана с оксидом щелочи — I: Тернарный оксид оксида трансурана с литием и натрием». Журнал неорганической и ядерной химии . 27 (6): 1205–23. дои : 10.1016/0022-1902(65)80083-5.
94. Карналл, WT; Нойфельдт, С.Дж.; Уокер, А. (1965). «Реакции в расплавленных растворах солей. I. Образование ураната и нептуната в расплавленном нитрате лития-нитрате натрия». Неорганическая химия . 4 (12): 1808–13. дои : 10.1021/ic50034a034.
95. Морсс, ЛР; Аппельман, Э.Х.; Герц, РР; Мартин-Рове, Д. (1994). «Структурные исследования Li5ReO6, Li4NpO5 и Li5NpO6 методами нейтронной и рентгеновской порошковой дифракции». Журнал сплавов и соединений . 203 : 289–95. дои : 10.1016/0925-8388(94)90748-x.
96. Келлер, К.; Зайферт, Х. (1969). «Li ₅ NpO ₆ , первое кристаллическое соединение с нептунием; фрагмент существования плутония и америция». Письма по неорганической и ядерной химии . 5 : 51–7. дои : 10.1016/0020-1650(69)80236-9.
97. Авасти, СК; Мартинот, Л.; Фугер, Дж.; Дуйкартс, Г. (1971). «Получение и характеристика некоторых соединений Np (VII)». Письма по неорганической и ядерной химии . 7 (2): 145–51. дои : 10.1016/0020-1650(71)80143-5.
98. Пажес, М.; Некту, Ф.; Фрейндлих, В. (1971). Радиохимические и радиоаналитические письма . 7 : 155–62. {{cite journal}}: Отсутствует или пусто |title=( помощь )
99. Мефодьева, депутат; Крот, Н.Н.; Смирнова, ТВ; Гельман, А.Д. (1969). «Оксалатные соединения шестивалентного нептуния». Радиохимия . 11 : 193–200.
100. Хоекстра, HR; Геберт, Э. (1977). «Некоторые тройные оксиды нептуния и плутония с щелочными металлами». Журнал неорганической и ядерной химии . 39 (12): 2219–21. дои : 10.1016/0022-1902(77)80399-0.
101. Табуто, А.; Пажес, М. (1985). «Нептуний». В Фримене, AJ; Келлер, К. (ред.). Справочник по физике и химии актинидов . Том. 3. Амстердам: Северная Голландия. стр. 184–241.
102. С. Фрид, Н. Р. Дэвидсон: Основы сухой химии нептуния , (1947) Отчет MDDC-1332, Комиссия по атомной энергии США - Аргоннская национальная лаборатория, рассекречено: 18 июля 1947 г.
103. Йошида и др., стр. 730–736.
104. Кляйншмидт, PD; Лау, К.Х.; Хильденбранд, Д.Л. (1992). «Сублимационные исследования NpF ₄ ». Журнал химической физики . 97 (3): 1950–3. Бибкод :1992ЖЧФ..97.1950К. дои : 10.1063/1.463131.
105. Дробышевский, Ю.В.; Серик, В.Ф.; Соколов В.Б.; Тульский, МН (1978). «Синтез и некоторые свойства тетрафторида оксида нептуния и пентафторида нептуния». Радиохимия . 20 : 238–243.
106. Сиборг, GT и Браун, HS (1961) Патент США № 2,982,604.
107. Флорин, AE (1943) Отчет MUC-GTS-2165, рассекречен: 23 января 1946 г.
108. Мальм, Дж.Г.; Вайншток, Б.; Уивер, Э. (1958). «Получение и свойства NpF ₆ ; сравнение с PuF ₆ ». Журнал физической химии . 62 (12): 1506–8. дои : 10.1021/j150570a009.
109. Фрид, С. (1954). «Нептуний». В Сиборге, GT; Кац, Джей-Джей (ред.). Актинидные элементы . Нью-Йорк: МакГроу-Хилл. п. 471.
110. Эллер, П.Г.; Эспри, LB; Кинкед, ЮАР; Суонсон, Б.И.; и другие. (1998). «Реакция дифторида дикислорода с оксидами и фторидами нептуния». Журнал сплавов и соединений . 269 ​​(1–2): 63–6. дои : 10.1016/s0925-8388(98)00005-x.
111. Кляйншмидт, PD; Лау, К.Х.; Хильденбранд, Д.Л. (1992). «Сублимационные исследования NpO ₂ F ₂ ». Журнал физической химии . 97 (4): 2417–21. Бибкод :1992ЖЧФ..97.2417К. дои : 10.1063/1.463080.
112. Пикок, РД; Эдельштейн, Н. (1976). «Некоторые реакции гексафторида нептуния». Журнал неорганической и ядерной химии . 38 (4): 771–3. дои : 10.1016/0022-1902(76)80353-3.
113. Браун, Д. (1972). «Трансуран». Gmelin Handbuck der Anorganischen Chemie, Suppl. Работа . Том. 4. Вайнхайм, Германия: Verlag Chemie.
114. Ёсида и др., стр. 736–738.
115. Фрид С. и Дэвидсон Н.Р. (1951) Патент США № 2578416.
116. Лемир, стр. 143–155.
117. Йошида и др., стр. 739–742.
118. Маркон, JP (1967) CR Acad. наук. Париж 265 Серия C 235.
119. Фрид, С.; Дэвидсон, Северная Каролина (1948). «Получение твердых соединений нептуния». Журнал Американского химического общества . 70 (11): 3539–47. дои : 10.1021/ja01191a003. ПМИД  18102891.
120. Захариасен, WH (1949). «Кристаллохимические исследования элементов ТФ-ряда. X. Сульфиды и окс-сульфиды». Акта Кристаллографика . 2 (5): 291–6. дои : 10.1107/s0365110x49000758 .
121. Шарвилла, JP; Бенедикт, У.; Дэмиен, Д.; Новион, Д.; и другие. (1976). «Нептуний». В Мюллере, В.; Линдер, Р. (ред.). Транплутониевые элементы . Амстердам: Северная Голландия. п. 79.
122. Пикок, РД; Эдельштейн, Н. (1997). «Эксперименты по дифракции рентгеновских лучей при высоком давлении на NpS и PuS до 60 ГПа». Исследования высокого давления . 15 (6): 387–92. Бибкод : 1997HPR....15..387B. дои : 10.1080/08957959708240482.
123. Тевенин, Т.; Джоув, Дж.; Пейдж, М. (1985). «Кристаллохимия и мессбауэровские исследования ²³⁷ Np халькогенидов оксида нептуния NpOS и NpOSe». Бюллетень исследования материалов . 20 (6): 723–30. дои : 10.1016/0025-5408(85)90151-5.
124. Дэмиен, Д.; Бергер, Р. (1976). Спицын, В.И.; Кац, Джей-Джей (ред.). Приложение к журналу «Неорганическая и ядерная химия» — Московский симпозиум — «По химии трансурановых элементов» . Оксфорд: Пергамон Пресс. стр. 109–16.
125. Тевенин, Т.; Пейдж, М. (1982). «Кристаллографические и магнитные исследования нового селенида нептуния: Np ₂ Se ₅ ». Журнал менее распространенных металлов . 84 : 133–7. дои : 10.1016/0022-5088(82)90138-2.
126. Дэмиен, Д.; Вояковски, А. (1975). «Подготовка и параметры почты моноселениуров и монотеллуров нептуния и америция». Радиохимические и радиоаналитические письма (на французском языке). 23 : 145–54.
127. Йошида и др., стр. 742–744.
128. Шефт, И.; Фрид, С. (1953). «Соединения нептуния». Журнал Американского химического общества . 75 (5): 1236–7. дои : 10.1021/ja01101a067.
129. Олсон, WM; Малфорд РНР (1966). «Температура плавления и давление разложения мононитрида нептуния». Журнал физической химии . 70 (9): 2932–2934. дои : 10.1021/j100881a035.
130. Блез, А.; Дэмиен, Д.; Суски, В. (1981). «Электрическое сопротивление моно и диарсенида нептуния». Твердотельные коммуникации . 37 (8): 659–62. Бибкод : 1981SSCom..37..659B. дои : 10.1016/0038-1098(81)90543-3.
131. Дабос, С.; Дюфур, К.; Бенедикт, У.; Спирлет, Дж. К.; и другие. (1986). «Рентгеновская дифракция высокого давления на соединениях нептуния: последние результаты для NpAs». Физика Б. 144 (1): 79–83. Бибкод : 1986PhyBC.144...79D. дои : 10.1016/0378-4363(86)90296-2.
132. Олдред, AT; Данлэп, Б.Д.; Харви, Арканзас; Лам, диджей; и другие. (1974). «Магнитные свойства монопниктидов нептуния». Физический обзор B . 9 (9): 3766–78. Бибкод : 1974PhRvB...9.3766A. doi : 10.1103/PhysRevB.9.3766.
133. Берлет, П.; Бурдаро, Ф.; Россат-Миньо, Ж.; Санчес, JP; и другие. (1992). «Нейтронографическое исследование магнитного упорядочения в NpBi». Физика Б. 180 : 131–2. Бибкод : 1992PhyB..180..131B. дои : 10.1016/0921-4526(92)90683-J.
134. Де Новион, Швейцария; Лоренцелли, Р. (1968). «Электронные свойства монокарбюра и мононитрура нептуния». Журнал физики и химии твердого тела . 29 (10): 1901–5. дои : 10.1016/0022-3697(68)90174-1.
135. Холли, CE младший; Рэнд, Миннесота; Штормы, ЕК (1984). Химическая термодинамика актинидных элементов и соединений, часть 6. Актинидкарбиды . Вена: Международное агентство по атомной энергии. стр. 49–51.
136. Йошида и др., стр. 722–4.
137. Лемир и др., стр. 177–180.
138. Ёсида и др., стр. 744–5.
139. Йошида и др., стр. 750–2.
140. Йошида и др., стр. 745–750.
141. Йошида и др., стр. 771–82.
142. Ланге, Р; Кэрролл, В. (2008). «Обзор последних достижений радиоизотопных энергетических систем». Преобразование энергии и управление . 49 (3): 393–401. doi :10.1016/j.enconman.2007.10.028.
143. Йошида и др., стр. 702–3.
144. «Решения об ограниченном рассекречивании данных с 1946 года по настоящее время», по состоянию на 23 сентября 2006 г.
145. Яррис, Линн (29 ноября 2005 г.). «Получение нептуния из ядерных отходов». Лаборатория Беркли Министерства энергетики США . Проверено 26 июля 2014 г.
146. Дорин Н. Поэнару ; Уолтер Грейнер (1997). Экспериментальные методы в ядерной физике . Вальтер де Грюйтер. п. 236. ИСБН 978-3-11-014467-3.
147. «Юкка Маунтин» (PDF) . Проверено 6 июня 2009 г.
148. Родригес, К; Бакстер, А.; Макихерн, Д.; Фикани, М.; и другие. (2003). «Глубокий ожог: практическая трансмутация ядерных отходов». Ядерная инженерия и дизайн . 222 (2–3): 299–317. дои : 10.1016/S0029-5493(03)00034-7.
149. Дж.И. Фризе; ЕС Бак; Б.К. Макнамара; Б.Д. Хэнсон; и другие. (06 января 2003 г.). «Существующие доказательства судьбы Нептуния в хранилище Юкка-Маунтин» (PDF) . Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория Министерства энергетики США . Проверено 26 июля 2014 г.

Библиография

• Этвуд, Дэвид А. (2013). Радионуклиды в окружающей среде. Джон Уайли и сыновья. ISBN 9781118632697.
• Эмсли, Джон (2011). Строительные блоки природы: Путеводитель по элементам от Аризоны . Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета, США. ISBN 978-0-199-60563-7.
• Хоффман, Клаус (2001). Отто Хан: достижения и ответственность . Спрингер. Бибкод : 2002ohar.book.....H. ISBN 978-0-387-95057-0.
• Лемир, Роберт Дж. (2001). Химическая термодинамика нептуния и плутония. Амстердам: Эльзевир. ISBN 978-0-444-50379-4.
• Роудс, Ричард (2012). Создание атомной бомбы (изд., посвященному 25-летию). Нью-Йорк: Саймон и Шустер. ISBN 978-1-451-67761-4.
• Ёсида, Зенко; Джонсон, Стивен Г.; Кимура, Такауми; Крсул, Джон Р. (2006). «Нептуний». В Морссе, Лестер Р.; Эдельштейн, Норман М.; Фугер, Жан (ред.). Химия актинидных и трансактинидных элементов (PDF) . Том. 3 (3-е изд.). Дордрехт, Нидерланды: Springer. стр. 699–812. дои : 10.1007/1-4020-3598-5_6. ISBN 978-1-4020-3555-5. Архивировано из оригинала (PDF) 17 января 2018 г.

Литература

• Путеводитель по элементам - исправленное издание , Альберт Ствертка, (Oxford University Press; 1998) ISBN 0-19-508083-1 
• Лестер Р. Морсс, Норман М. Эдельштейн, Жан Фюгер (Hrsg.): Химия актинидных и трансактинидных элементов , Springer-Verlag, Dordrecht 2006, ISBN 1-4020-3555-1 . 
• Ида Ноддак (1934). «Убер дас Элемент 93». Zeitschrift für Angewandte Chemie . 47 (37): 653–655. Бибкод : 1934AngCh..47..653N. дои : 10.1002/ange.19340473707.
• Эрик Скерри, Очень краткое введение в периодическую таблицу, Oxford University Press, Оксфорд, 2011, ISBN 978-0-19-958249-5 . 

Внешние ссылки

• Нептуний в Периодической таблице видео (Ноттингемский университет)
• В лаборатории создана первая в мире сфера из нептуния. Архивировано 25 сентября 2006 г. в Wayback Machine , Новости исследований Министерства энергетики США.
• Банк данных по опасным веществам NLM – нептуний, радиоактивный
• Нептуний: информационный бюллетень о здоровье человека, заархивировано 6 февраля 2004 г. в Wayback Machine.
• C&EN: Это элементарно: Таблица Менделеева - Нептуний