넵투늄

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• 국민당(남아프리카 공화국)의 약자
• nope의 줄임말
• NumPy의 줄임말

Neptunium / 镎
악티늄족 원소의 일종으로, 원자번호 93번.


넵투늄은 우라늄 핵발전 과정에서 연간 수십 톤이 만들어져 사용 후 핵 연료봉에 남아 있다.

은백색의 금속 원소로, 인공적으로 만들어진 최초의 초 우라늄 원소이자 테크네튬과 프로메튬 다음인 세 번째 인공원소.

1940년, 캘리포니아 대학의 맥밀런과 아벨슨은 사이클로트론으로 우라늄에 양성자를 조사해, 얻어진 신 물질을 분리해서 새로운 원소를 인공적으로 만들어냈다. 그들은 이 원소가 우라늄의 다음 원소라는 것에서 우라늄의 이름의 유래인 천왕성 다음에 있는 해왕성의 이름을 따 넵투늄이라고 이름붙였다.

넵투늄은 핵반응에 의한 플루토늄 제조의 부산물로도 얻어진다. 또, 천연 우라늄 광물에도 우라늄의 중성자 흡수 - 베타 붕괴에 의해 생성되는 극미량의 넵투늄이 함유되어 있다. 다만 넵투늄 중 가장 안정한 넵투늄-237도 반감기가 214만년에 불과하기 때문에 지구 생성 시의 넵투늄은 남아 있지 않다. 화학적으로는 여러가지 산화물을 만들며, 반응활성이 높다.

넵투늄-237은 핵분열 효율이 열중성자든, 자원중성자든 0.4%에밖에 되지 않아 사실상 비핵분열성이라 해도 된다. 임계질량은 60kg이지만 이 질량을 초과해서 모아놓아도 핵폭탄처럼 꽝 폭발하는 것이 아닌 발화하는 정도의 비효율적이라 핵무기 제조도 불가능하다.

다만 넵투늄-237은 우라늄-235가 양성자 1개와 중성자를 1개를 흡수하면 생성되기 때문에 많이 생성된다. 고속증식로와 같은 증식로가 개발되면 우라늄-235에서 생성되는 넵투늄-237의 양은 2배가 넘게 된다. 넵투늄-237은 플루토늄-238의 제조에 주로 쓰인다. 양성자 한개만 흡수해도 플루토늄-238이 되기 때문.

우라늄-235와 236, 넵투늄-237을 섞어 플루토늄-238을 제조한다. 다만 플루토늄-238도 중성자를 먹고 플루토늄-239도 생성되기 때문에 재처리를 해야 해서 플루토늄의 가격은 매우 비싸고 소량 생성된다. 고속 증식로에서는 플루토늄-238이 열 증식로보다 훨씬 더 많이 대량 생성할 수 있다. 지금까지 쌓인 넵투늄-237과 우라늄-236을 효율적으로 이용한다면 연간 수십~수백kg까지 생산하여 엄청나게 대량 생산할 수 있다. 다만 열증식로보다 더 고농축된 우라늄이 필요하다는 점이 있고 또한 증식로의 안정적인 발전이 현재로써는 불가능하다는 점이 있다...

다른 악티늄족 원소에 비해선 쏘는 방사선이 상대적으로 강하지 않은 편이다. 물론 방사성 원소는 방사성 원소이므로 취급에 주의해야할 필요가 있다.

붕괴 사슬을 거쳐 납이 되지 않는 원소중 하나이다. 우라늄과 토륨의 붕괴 사슬 끝에는 납 동위원소가 있지만 넵투늄이 포함된 붕괴 사슬은 최종적으로 탈륨-205가 된다. 그러나 그 직전에 있는 비스무트-209의 반감기가 2010경 년에 달하므로 사실상 비스무트에서 끝난다고 봐도 된다.

광물 넵튜나이트(neptiunite, KNa₂Li(Fe²⁺, Mn²⁺)₂Ti₂Si₈O₂₄)와는 아무 관계도 없다. 화학식을 보면 알 수 있듯 방사성 원소는 전혀 들어가지 않는다.