Нептуний получение, методы

Только первые шесть членов группы актинидов (т. е. актиний, торий, протактиний, уран, нептуний и плутоний) встречаются в природе. Актиний и протактиний являются продуктами распада мало распространенного в природе изотопа — уран-235, поэтому их содержание в минералах урана невелико. Методы их получения из природных источников очень трудоемки и продолжительны по сравнению с относительно легким синтетическим методом, с помощью которого, однако, можно получить лишь небольшие количества этих элементов. Торий и уран широко распространены в земной коре и находятся в сочетании с другими элементами. Значительные количества урана содержатся также в океанах и морях. Извлечение указанных двух элементов из их руд было подробно изучено и разработано благодаря их важному значению при использовании ядерной энергии. Нептуний и плутоний, встречающиеся в природе в небольших количествах, образовались в урановых рудах путем захвата нейтронов. Получение нептуния и плутония из этих источников не осуществимо вследствие чрезвычайно малого их содержания в рудах. [c.101]

Из всех актиноидов только торий и уран в природе встречаются в относительно больших количествах, представляющих практический интерес. Содержание тория и урана в земной коре соответственно равно 8-10" и 3-10" вес.%. Элементы 93—103 получают искусственным путем, но практический интерес представляют нептуний и плутоний. Торий добывают главным образом из монацитового песка, представляющего собой смесь фосфатов тория и лантаноидов. Получают металлический торий из его галидов восстановлением активными металлами при высокой температуре или разложением иодида тория на раскаленной вольфрамовой нити. Возможно получение тория методом электролиза. [c.72]

Самой крупной лабораторией института является лаборатория радиохимии, которую возглавляет Б. Ф. Мясоедов. Главные направления ее научной деятельности — изучение химии трансплутониевых элементов, разработка методов их выделения и определения. Особое внимание уделяется способам получения и использования необычных состояний окисления трансплутониевых элементов, например америция (И) и (IV). В качестве методов разделения особенно широко используют экстракцию и сорбционные приемы, лаборатория имеет немалые достижения в этой области. Кроме того, проведен больщой цикл исследований по аналитической химии протактиния, разработаны многочисленные методы его концентрирования, выделения и определения. Ведутся исследования также по химии нептуния, актиния и урана. [c.201]

Хлебников Г. И., Дергунов Е. П. Получение прочных слоев урана, нептуния, плутония и америция методом электролитического осаждения. — Атомная энергия, 1958, 4, №4, 376—377. Библиогр. [c.210]

В настоящее время получены искусственно И изотопов нептуния с массовыми числами в интервале 231—241. Некоторые их радиоактивные свойства, а также методы получения приведены в табл. 3.39. Один из изотопов нептуния, родоначальник радиоактивного семейства [c.300]

В природе встречаются только пять элементов седьмого периода радий, актиний, торий, протактиний и уран. Крупнейшим успехом науки первой половины XX в. явился синтез еще десяти элементов этого периода франция, нептуния, плутония, америция, кюрия, берклия, калифорния, эйнштейния, фермия и менделевия. Синтез элементов с возрастающим зарядом ядра требует применения остроумных физических методов. Однако синтезировать эти десять элементов не удалось бы, если бы йе было разрешено несколько очень сложных чисто химических проблем, над решением которых работали крупнейшие ученые. В настоящее время получены элементы 102 и 103 и изучаются возможности получения элементов с еще более высокими порядковыми номерами. [c.614]

Значительный рост интереса к серусодержащим экстрагентам обусловлен начавшимся в конце 1960 х годов внедрением экстракции в цветную металлургию. Если атомная промышленность и промышленность редких металлов, где экстракция давно завоевала себе позиции основного метода выделения и разделения металлов, имеют дело главным образом с литофильными элементами (уран, плутоний, нептуний, цирконий, ниобий, лантаниды) и заинтересованы преимущественно в кислородсодержащих экстрагентах, то в цветной металлургии картина сильно меняется. Эта отрасль народного хозяйства связана с получением большого числа металлов, среди которых много халькофильных медь, золото, серебро, свинец и др. [1]. [c.5]

Первые три элемента — торий, протактиний и уран находятся в природе и открыты обычными методами (см. гл. XXV). Остальные так называемые трансурановые элементы (начиная с нептуния Ыр и кончая лоуренсием 103-м) — искусственно полученные радиоактивные элементы, причем большинство имеют очень короткий период полураспада. Нептуний и плутоний были получены 8 1940 г., америций и кюрий — в 1944 г., берклий и калифорний — в 1949—1950 гг., эйнштейний и фермий — 1954 г., менделеевий — в 1955 г., нобелий — в 1958 г., лоуренсий — в 1961 г., а в 1964 г. получен 104 элемент. [c.459]

Трехокись ксенона может найти применение как взрывчатое вещество, разлагающееся без твердого остатка. Соли кислот ксенона — ксенаты и перксенаты — возможно, будут применяться как сильные окислители. В 1971 г. в литературе появилось сообщение о том, что дифторид ксенона, а также его трехокись были успешно использованы для окисления в щелочной среде пяти- и шестивалентного нептуния до семивалентного. На основе разложения соединений ксенона можно построить метод получения чистого ксенона. [c.101]

По крайней мере в настоящее время нет какого-ни-будь практически пригодного метода получения весовых количеств нептуния-236 (период полураспада более 5000 лет), так как он не образуется при облучении нейтронами, а получается только лишь при бомбардировке заряженными частицами. [c.106]

Трехзарядный нептуний также легко окисляется до Np + кислородом. Другой метод получения растворов и заключается в катодном восстановлении в электролитической ячейке с диафрагмой. Ионы и Np + можно получить восстановлением цинком в очищенном от воздуха кислом растворе [c.129]

Нептуний, калифорний и другие элементы, обладающие более ВЫСОКИМИ атомными номерами по сравнению с ураном, называются трансурановы.ми элементами. Их получают путем бомбардировки и сильно ускоренными частицами, такими, как а-частицы, ионы углерода и ионы азота. Заряженные частицы могут быть ускорены различными методами, и для этой цели было сконструировано и построено большое число дорогостоящих установок. Путь, по которому движутся частицы в ускорителе, может быть прямым или изогнутым в соответствии с этим различают линейные ускорители и циклотроны. В циклотроне многократно используется один и тот же ускоряющий промежуток и частицы движутся от центра по спирали со все возрастающей скоростью. Чем длиннее путь, тем больше энергия частицы. Поскольку действие магнитов ускорителя должно простираться на всю зону движения ускоряемой частицы, для получения частиц с высокой энергией требуются исключительно большие и дорогие магниты. [c.470]

Вместо повторения фторидно-окислительно-вос-становительиого цикла, очистка нептуния от других элементов может быть выполнена методом экстрагирования. Осадок фторида лантана (с нептунием), полученный, как описано выше, промытый и отцен-грифугированный растворяют в минимальном количестве раствора азотнокислого цирконила. К рас-гвору прибавляют перекись водорода и, выдержав 10 мин., разбавляют раствор водой, добавив к нему плавиковой кислоты для осаждения лантана. Осадок фторида лантана увлекает нептуний, не за- [c.51]

Астат. Элемент № 85 — астат (А1) — имеет электронную конфигурацию [Хе14/1 5с( % 6/з и принадлежит к УПА-группе периодической системы, являясь более тяжелым аналогом иода. Стабильных изотопов не имеет. Известны 20 изотопов с массовыми числами 200— 219. Из них наиболее устойчив 1 "А1 (Г./, =8,3 ч). Природный астат входит в радиоактивные семейства урана, актиноурана и нептуния. Все природные изотопы астата подвергаются а-распаду, превращаясь в изотопы висмута. В свою очередь методы искусственного получения А1 основаны иа бомбардировке изотопов висмута а-части-цами, например [c.430]

В некоторых случаях дифракция рентгеновских лучей может быть использована для определения абсолютной конфигурации оптически активных веществ. В 1951 г. Бижро, Пирдеман и ван Боммель изучили натриеворубидиевую соль (+)-винной кислоты с помощью дифракции рентгеновских лучей и нашли, что ее абсолютная конфигурация соответствует той, которая была произвольно выбрана Фишером из двух возможных энантиоморфных структур 100 лет назад. Дифракция рентгеновских лучей находит также широкое применение в неорганической химии при определении как структур, так и правильных формул многих гидридов бора и карбонильных комплексов металлов, которым ранее были приписаны ошибочные формулы. Во многих случаях дифракция является единственным практическим методом установления правильного состава соединений. При изучении искусственно полученных элементов— нептуния, плутония, кюрия и америция — стало возможным быстро устанавливать их чистоту и химический состав, используя чрезвычайно малые количества вещества и не разрушая образцы. [c.583]

Галогениды и оксигалогениды плутония используются на различных стадиях технологического процесса получения плутония. Имеются также указания на применение галогенидов для разделения актинидных элементов. Описан метод [314] отделения летучего гексафторида урана от гексафторида плутония. Запатентован сухой метод отделения нептуния от плутония, основанный на относительно высокой летучести Np U по сравнению с РиС1з [415]. [c.108]

По методу, описанномуна с. 1351, гидрируют нептуний при 150 °С и давлении На 2 бар. Полученную смесь NpHj н NpHa тщательно смешивают с тонкоизмельченным углеродом, количество которого соответствует соотношению Np = 1 0,94. Смесь нагревают в спеченном корундовом тигле в вакууме (5-10 мм рт. ст.) при 1400 °С в течение 4 ч. Продукт представляет собой чистый Np . [c.1366]

Изготовление слоев оксидов редкоземельных элементов, тория, урана, протактиния, нептуния и транснептуниевых элементов электроосаждением из неводных сред имеет неоспоримые преимуш,ест-ва по сравнению с водными растворами. Образуюш,иеся на катоде при электролизе в водной среде гидроксиды лантаноидов и актиноидов аморфны. При дальнейшей термической обработке они образуют оксидные слои с большим количеством структурных дефектов. При электролизе из органических растворов на катоде образуются кристаллические структуры, которые при прокаливании легко переходят, теряя органическую составляюш,ую, в кристаллические структуры оксидов РЗЭ и актиноидов. Кроме того, метод электроосаждення из неводных растворов характеризует большая скорость проведения процесса, полнота выделения металла, прочность сцепления о подложкой слоев толщиной 1—5 мг/см , равномерность распределения покрытия на больших площадях. Наилуч-шие результаты получены из спиртовых растворов нитратов и ацетатов РЗЭ и актиноидов. Растворимость солей данных металлов в органических растворителях низка, поэтому в основном применяют насыщенные растворы. Из-за низкой проводимости растворов и окисной пленки на электроде используются высокие напряжения (порядка сотен вольт), плотности тока низкие. Большое значение при подборе оптимальных условий осаждения имеют площадь электродов, расстояние между ними, объем электролита, предварительная обработка электродов. Катодный процесс сопровождается газовыделением, вызывающим образование неравномерной пленки. Для уменьшения газовыделения добавляют специальные добавки, в частности этиловый спирт [221]. Катодный продукт наряду с металлом и кислородом содержит обычно азот, водород и углерод. Результаты количественного анализа показывают загрязнение катодного осадка растворителем или продуктами его разложения, но не образование соединений определенной стехиометрии [1077]. При термической обработке катодного осадка происходит уменьшение объема и перестройка кристаллической решетки, в результате чего слои растрескиваются и осыпаются, и лишь в случае тонких слоев оказывается достаточно поверхностных молекулярных сил сцепления для сохранения прочной связи с подложкой. Для получения покрытий толщиной порядка 1—5 мг/см необходимо многослойное нанесение продукта [1060]. [c.156]

Как и другие радиохимики, Макмиллан и Эйбельсон применяли в своих исследованиях метод изотопных носителей. С его помощью они разработали окислительно-восстановительный лантанофторидный цикл, служивший долгое время для очистки нептуния. Однако химикам этого было мало. Они стремились изучить новый элемент в растворах обычной концентрации, когда носители уже не нужны. Метод изотопных носителей — единственный, когда приходится работать с микрограммами вещества. Вместе с тем к полученным данным следует относиться с осторожностью, и во многих случаях нельзя сделать вполне определенных выводов . Это мнение Гленна Сиборга, крупнейшего специалиста в области трансуранов. Но как получить раствор высокой концентрации, если в распоряжении экспериментатора считанные микрограммы нептуния [c.383]

Нет нужды подробно описывать все стадии химического разделения плутония и урана. Обычно разделение их начинают с растворения урановых брусков в азотной кислоте, после чего содержащиеся в растворе уран, нептуний, плутоний и осколочные элементы разлучают , применяя для этого уже традиционные радиохимические методы — осаждение, экстракцию, ионный обмен и другие. Конечные плутонийсодержащие продукты этой многостадийной технологии — его двуокись РиОг или фториды — РиРз или РиР4. Их восстанавливают до металла парами бария, кальция или лития. Однако полученный в этих процессах плутоний не годится на роль конструкционного материала — тепловыделяющих элементов энергетических ядерных реакторов из него не сделать, заряда атомной бомбы не отлить. Почему Температура плавления плутония — всего 640° С — вполне достижима. [c.400]

Нитрат трилауриламина (ТЛА-НЫОз) в колонке с кель-Р использован [73] для выделения и определения нептуния (1У) в концентрированных растворах (облученного) урана. Актиноиды (ТЬ, Ра, Ыр и Ри) сорбируются в присутствии избытка урана из раствора состава 2 М НЫОз+ 0,1 М Ре304 в этом растворе плутоний восстанавливается до трехвалентного состояния. Колонку промывают 1 М раствором НЫОз, содержащим железо(II), а затем элюируют нептуний (1У) смесью серной и азотной кислот. Метод позволяет селективно отделять нептуний(1У) и приводит к хорошим результатам при анализе растворов, содержащих уран и нептуний в отношении >10 °, и при получении радиохимически чистого изотопа нептуния-239. [c.275]

К 1960 г. было твердо установлено существование следующих трансурановых элементов элемент 93 — нептуний, 94 — плутоний, 95 — америций, 96 — кюрий, 97 — берклий, 98 — калифорний, 99 — эйнштейний, 100 —фермий, 101—менделеевий. Элементы 97, 98, 99 и 100 были получены и изучены в чрезвычайно малых количествах — так называемых индикаторных количествах, обнаруживаемых лишь радиохимическими методами, причем огромную роль в изучении сыграл метод ионного обмена, позволивший выделять эти элементы, пользуясь цитратными, лактатными или роданидными растворами. Элемент 101—мен- делеевий — был получен в еще меньших количествах — всего в числе 17 атомов. [c.388]

Этот изотоп нептуния представляет значительный интерес ввиду его большого периода полураспада, благодаря которому он может быть получен и исследован в макроколичествах. Поскольку удельная радиоактивность этого изотопа сравнительно мала (около 1 500 ООО а-частиц в 1 мин. на 1 мг, т. е. примерно в тысячу раз меньше активности обычного урана), изотоп Кр сравнительно безопасен в обращении и может исследоваться обычными химическими методами. Изотоп Np образуется в урано-графитных ядерных реакторах в количестве около 0,1 /д от количества Ри зэ. На Хенфордском заводе было выделено несколько десятых грамма этого изотопа [876, 890]. Первое выделение нептуния в виде чистых соединений было произведено, повидимому, Магнуссоном и Лаша-пелем [М65] в 1944 г., причем выделенный ими изотоп Кр2 был получен действием нейтронов на уран. По имени этого изотопа нептуния получило свое название радиоактивное семейство нептуния (4га- - 1) [ЕЗЗ, Н109, С57, 890, 8127], поскольку изотоп Кр23 является наиболее долгоживущим из всех членов семейства (4ге- -1). Сечение захвата для расщепления Np тепловыми нейтронами оказалось равным 0,019- см [062]. [c.178]

Для получения трехвалентного нептуния Np(V) восстанавливали водородом на платинированной платине. Однако при таком методе приготовления Кр(1П) не всегда получались воспроизводимые результаты в кинетических опытах. Наиболее удобным оказалось получение Кр(1П) электровосстановлением Ыр(У). Независимо от метода приготовления запасные растворы Np( 104)з нестабильны и довольно быстро окисляются кислородом воздуха. Поэтому было необходимо предварительно удалять кислород из всех применяемых растворов и проводить опыты в атмосфере инертного газа. [c.98]

В настоящее время о химических свойствах нептуния и плутония известно достаточно, чтобы поместить их в ряд актинидов, аналогичный хорошо изученному ряду лантанидов. Поэтому химические свойства последующих членов этого ряда можно было точно предсказать, что облегчило их выделение, в частности, с использованием метода ионообменного разделения (разд. 9.8). Элемент америций эоАш впервые был получен (1944) в результате реакций [c.166]

Чтобы использовать эти эффекты для выделения нептуния, облучают UO2 в смеси с наполнителем. В качестве наполнителя можно использовать a Oj. Равномерное распределение частиц UO2 (обедненной по до 0,4%) в массе СаСОз достигают осаждением последнего из насыщенного раствора Са(МОз)г после предварительного равномерного распределения в нем частиц UO2 путем взмучивания готовой суспензии. После облучения полученного осадка в реакторе наполнитель отделяют от UO2, обрабатывая осадок соляной кислотой. При этом СаСОз растворяется осадок UO2 промывают, а затем растворяют в азотной кислоте. Для более полной очистки Np от урана и UXi применяют экстракционный метод. [c.408]

К полученным растворам добавляют по 250 мг катионита в NHI -форме и смеси перемешивают на приборе для встряхивания в течение 4—6 ч при комнатной температуре. После отделения смолы отстаиванием или фильтрованием измеряют -активность растворов обычным радиометрическим методом, т. е. определяют содержание несорбировавшегося нептуния в растворе [Np] НС (в%) по сравнению с эталонным раствором. Коэффициенты распределения /vp рассчитывают по формуле [c.440]

Установлено, что в водных растворах нептуний может иметь степени окисления -ЬЗ, - -4, +5, -1-6 и 4-7. В пяти- и шестивалентном состояниях он существует в форме оксикатионов ЫрОг МрОг" " и, возможно, МрО +, в семивалентном состоянии — в форме ЫрО . В табл. 3.41 приведены методы получения, а также термохимические данные для различных ионов нептуния в 1 М НСЮ4 при 25° С. При расчетах парциальных молярных теплот и энергий образования значе- [c.310]

Вдумайтесь в описанный эксперимент и в его результаты Удивительный, достойный восхищения пример открытия без открытия . Как здесь не вспомнить французского астронома Урбена Жана Жозефа Леверье, который, сопоставляя вековые изменения в орбитах планет нашей Солнечной системы, предсказал существование новой еще не открытой планеты, вычислил ее местоположение, определил, где искать. И спустя год планета, открытая Леверье на кончике пера , была действительно обнаружена И. Галле в предсказанном месте. Ее назвали Нептуном. Историю эту знают многие. Менее известный подвиг А. П. Бородина, определившего свойства фтора, еще неведомого элемента, который откроют через много лет, очень похож по силе научного предвидения на исследования Леверье и столь же важен для химии фтора, как для астрономов открытие Нептуна. Кончая наш рассказ о композиторе и химике Александре Порфирьевиче Бородине, нельзя не напомнить, что в процессе описанного исследования он попутно получил первое фторорганическое соединение, положив начало важнейшему направлению в современной химии. Предложенный им метод синтеза - обмен хлора на фтор-лишь значительно позже (спустя 60-70 лет) был оценен по достоинству и стал одним из самых общих и широко распространенных способов получения органических фторпроизводных. [c.51]

Известны методы определения нептуния в различных валентных состояниях [261—263]. Нр(1У) окисляется на платиновом электроде очень медленно, особенно в сернокислых средах. При анализе смесей Ыр(1У), Мр(У) и Ыр(У1) сначала восстанавливают Кр(У1) до Нр(У) (находят количество затрачиваемого при этом электричества Q ), затем проводят окисление Нр(У) до Нр(У1) (на этой стадии находят Рг) и по разности Q2 — Ql определяют содержание Мр(У). Затем в анализируемый раствор вводят избыток Се (IV) для окисления Ыр(1У) до Ыр(У1), полученный Ыр(У1) и остаток Се(1У) электролитически восстанавливают до Кр(У) и Се(1П) и снова окисляют Нр(У) до Нр(У1) (находят <Эз)- Разность Qг — Q2 отвечает содержанию Г р(1У). В присутствии мешающих компонентов можно ввести соответствующие поправки или использовать подходящие маскирующие агенты. Причиной неточных результатов этого метода может служить диспропор-циоиирование Мр(У) и присутствие неустойчивого Ыр(1П). При общем содержании 0,2—1,5 мг Мр абсолютная ошибка определения каждого из указанных выше ионов не превышает 0,7%, [c.28]

Фотоснимок этого впервые полученного макроскопического количества чистого соединения нептуния показан на рис. 1. После этого выделения свойства нептуния можно было уже изучать, работая с весовыми (макроскопическими) количествами. При этом пришлось пользоваться методами микрохимии и ультрамикрохимии для того, чтобы исследовать имевшиеся в [c.18]

Сущность приема, использованного для идентификации микрограммовых количеств соединений нептуния, состоит в том, что реакции, в результате которых ползп1ают эти соединения, выполняются в стеклянном или в кварцевом капилляре, который затем применяется для получения рентгенограмм. В большинстве случаев используются те же самые реакции, которые осуществляются для получения аналогичных соединений урана. Методика усовершенствована таким образом, что всякие переносы вещества исключены. В работе Фрида и сотрудников описаны простые методы, которые можно использовать для выполнения разнообразных химических реакций. Для миллиграммовых количеств могут применяться более совершенные методы работы. [c.239]

Нептуний в растворе обладает несколькими устойчивыми степенями окисления в частности, очень устойчив пятивалентный нептуний. Химия водных растворов нептуния более сложна, чем химия водных растворов урана. Хайндмен с сотрудниками [15] достигли определенных успехов при определении свойств и поведения ионов нептуния в растворах, однако еще многое остается нерешенным. В табл. 6.5 приведены препаративные методы получения и термохимические данные для различных ионов нептуния. [c.246]

Описанная ниже радиохимическая методика дает хорошие результаты для производственных растворов, полученных из отходов процесса фторирования урана. Основные препятствия устраняются сочетанием осаждений фторида и гидроокиси лантана, с которым ионий количественно соосаждается. Уран, нептуний и плутоний эффективно удаляются, если они будут оставаться ше-стивалентяыми, так как в этом случае они образуют растворимые фториды. Осаждение фторида лантана является видоизменением аналогичного метода [62] осаждения плутония (III, IV) в присутствии плутония (VI). Железо (III) образует растворимый фторидный комплекс, и основная часть его удаляется на этом этапе. Заключительная экстракция [61] иония 0,5 М раствором теноилтрифторацетона в ксилоле удаляет применяемый в качестве носителя лантан, увеличивает селективность и обеспечивает получение невесомого слоя для измерения альфа-активности. [c.126]

Периодическая система оказала также неоценимую помощь для развития работ по искусственному превращению элементов. Однако рассмотрение этих вопросов не входит в задачу настоящей статьи. Можно только отметить, что в свою очередь современная техника ядерных химических реакций позволила искусственно приготовить не обнаруженные до сих пор в природе элементы с атомными номерами 43 (технеций или эка-марганец Д. И. Менделеева), 61 (прометий) и 85 (астатий или экаиод Д. И. Менделеева). Кроме того, положено начало искусственному получению элементов, находящихся в конце периодической системы Д. И. Менделеева, за ураном. Выделены в форме соединений и в свободном состоянии четыре трансурановых элемента — нептуний, плутошш, америций и кюрий, а пять — берклий, калифорний, эйнштейний, фермий и менде-леевий — синтезированы только в невесомых количествах и исследованы радиохимическими методами. Следует отметить, что Д. И. Менделеев допускал возможность расширения периодической системы в сторону тяжелых элементов, за ураном, и его предположение таким образом оправдалось. [c.54]