Cesko.wiki Transurany
Author
Albert FloresTransurany jsou prvky, které následují v Mendělejevově periodické soustavě za uranem. V přírodě se běžně nevyskytují, všechny se připravují uměle. Lehčí transurany, jako je neptunium, plutonium, americium a curium, jsou produkovány v lehkovodních jaderných reaktorech. Mají poměrně dlouhé poločasy rozpadu a lze je tedy extrahovat z vyhořelého jaderného paliva chemickou cestou.
Příprava
Výchozí materiál pro přípravu všech transuranů je 238U, nejtěžší nuklid, který se vyskytuje v přírodě. Používají se dvě metody přípravy těžkých prvků:
* Záchyt několika neutronů a následný β− rozpad vzniklého isotopu. Existují tři možnosti provedení: ** Záchyt neutronů v reaktoru s konstantním neutronovým proudem: množství připravených transuranů je limitováno konkurencí mezi procesem radioaktivního rozpadu a jaderného štěpení. +more Toto je jediný proces poskytující vážitelná množství transuranů. ** Neutronový záchyt v pulsním neutronovém proudu: Termonukleární explozí je produkován velmi intenzivní tok neutronů (1023 - 1025 neutronu×cm−3) po dobu 10−8 až 10−6 s. Během tohoto intenzivního neutronového bombardování vznikají izotopy uranu s vysokým přebytkem neutronů. Tato nestabilní jádra se násobnou emisí částic β− stabilizují za vzniku izotopů s dlouhým poločasem rozpadu, např. :.
:^{238}\mathrm{U}(\mathrm{n},\gamma)^{12}\quad^{250}\mathrm{U}\ \xrightarrow{6\beta^-}\ ^{250}\mathrm{Cf}
* Neutronový záchyt při hustotě toku neutronů 1020 - 1028 neutronu×cm−3. Tento proces probíhá ve hvězdách (r-proces).
* Bombardování těžkých prvků urychlenými ionty, např.:
:\begin{array}{lcl} _{\ 92}^{238}\mathrm{U}(\mathrm{d,2n}) & _{\ 93}^{238}\mathrm{Np},\\ _{\ 94}^{244}\mathrm{Pu}(\alpha,\mathrm{p}) & _{\ 95}^{247}\mathrm{Am} \end{array}
Bombardováním lehkými částicemi (deuterony, α částice) získáme prvky s atomovým číslem vyšším o jednu až dvě jednotky, pokud ale použijeme těžší ionty, např. 12C nebo 16O můžeme získat prvky s protonovým číslem vyšším o šest až deset jednotek oproti výchozímu jádru.