Актиниды Актиний Применение тория Химически уран Изотоп уран-233 Нептуний Плутоний

Химические свойства радиоактивных элементов

Радиоактивное облучение организма разделяется на внешнее и внутреннее. Внешнее облучение вызывается внешними по отношению к организму источниками излучения. Внутреннее облучение проявляется при воздействии ионизирующих излучений попадающих внутрь организма радиоактивных веществ (радиоактивные загрязнения кожного покрова человека относятся к смешанному типу воздействия). Для каждой группы особо чувствительных к облучению органов человека устанавливаются допустимые дозы внешнего и внутреннего облучения, отдельно для работающего персонала и населения.

Нептуний, Np, - элемент с порядковым номером 93 - первый из искусственных заурановых элементов. Атомный вес 237. Назван в честь планеты Нептун. Радиоактивен, наиболее устойчивый изотоп 237Np (Т=2,14*106 лет).

Первый изотоп - нептуний-239 был открыт в 1940 Макмилланом и Эйблсоном при облучении урана-238 тепловыми нейтронами. Известны его изотопы с массовыми числами 231-241 (всего - 15 изотопов). Наиболее долгоживущим является а-активный изотоп 2 Np (T=2,2*106 лет), рассматриваемый как родоначальник четвертого искусственного радиоактивного ряда изотопов с массовыми числами А=4п+1. При переработке отработанного ядерного топлива значительное внимание уделяют выделению Np как исходному материалу для получения Pu, широко используемому в космической технике, в малой энергетике и в медицине. Другим изотопом, доступным в весовых количествах, является а-активный Np (T>5000 лет).

При работе ядерного реактора протекают следующие процессы образования изотопов нептуния:

U(n,y)2l U r ,т=23мин > ^ Np - ,Т=2,3дня ) 238 U(n,2n)292 U в,Т=6,75дня ) 237 Np - аТ=2,2*106 лет

Нептуний-239, претерпевая в-распад, превращается плутоний-239 (нуклид, способный к самопроизвольному делению).

Элементарный нептуний - серебристый металл, мягкий и ковкий, плотность 20,45, т. пл. 640 , существует в виде трех модификаций а, в и у, устойчивых, соответственно, ниже 2780, при 278-5Ю0 и выше 5700. Устойчив на воздухе. Np обладает переменной валентностью от +2 до +7, причем наиболее устойчивы 4- и 6- валентное состояния, 4-валентное состояние нептуния устойчивее, чем у урана, а 5-валентное устойчивее, чем у плутония. Этим пользуются для отделения образующего в ядерных реакторах Np от U и Pu. Отличительной особенностью нептуния по сравнению с соседями является также устойчивость его пятивалентного состояния в водных растворах. Известны два окисла нептуния - NpO2 и Np3O8.

Нептуний в растворе обладает всеми степенями окисления от +3 до +7. Соответствующие ионы имеют вид: Np3+, Np4+, ^О2+, NpO22+ и NpO53-. Ионы гидратированы. Низшие степени окисления нептуния более устойчивы, чем у урана, и наоборот, высшая степень окисления относительно менее устойчива, чем у урана. У урана наиболее стабильной в растворе является степень окисления шесть, а у нептуния - пять. Это подтверждается при проведении окислительно- восстановительных реакций более быстрым переходом урана (III) в уран (IV), более легким окислением низших степеней урана до урана (VI) и самопроизвольным переходом нептуния (VI) в нептуний (V). Ионы нептуния всех степеней окисления весьма склонны к гидролизу и комплексообразованию.

Под воздействием ионизирующего излучения, испускаемого радиоактивными элементами, происходят изменения в жизнедеятельности и структуре живых организмов. Радиоактивные вещества загрязняют окружающее пространство, оборудование, рабочие помещения и воздух в них. Загрязнённость радиоактивными веществами воздуха и воды выражают в единицах кюри, а загрязнённость поверхностей - числом частиц (?- или ?-), испускаемых с единицы поверхности в минуту, или числом импульсов, регистрируемых радиометрическими приборами в мин/см2.
Показательные и логарифмические неравенства
Химические свойства радиоактивных элементов