Transurany

Technology

12 hours ago

Author

Transurany 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 izotopu. 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. : **: p=238|b=92|a=rU + 12 p=1|b=0|a=rn → p=250|b=92|a=rU + γ **: p=250|b=92|a=rU → p=250|b=98|a=rCf + 6 p=0|b=-1|a=rβ−.

* Neutronový záchyt při hustotě toku neutronů 1020 - 1028 neutronu×cm−3. Tento proces probíhá ve hvězdách (r-proces).

* Bombardování těžkých prvků urychlenými ionty, např.: *: p=238|b=92|a=rU + p=2|b=1|a=rH → p=238|b=93|a=rNp + 2 p=1|b=0|a=rn *: p=244|b=94|a=rPu + p=4|b=2|a=rHe → p=247|b=95|a=rAm + p=1|b=1|a=rH

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.