ÉlĂ©ment chimique de synthèse, le neptunium est reprĂ©sentĂ© par le symbole Np et le numĂ©ro atomique 93. Il est le premier Ă©lĂ©ment mĂ©tallique radioactif parmi les transuraniens et figure dans la famille des actinides. Le neptunium 237 est son isotope le plus stable et il est produit dans les rĂ©acteurs nuclĂ©aires. Il se prĂ©sente Ă©galement comme une forme de trace dans le minerai d’uranium. Cet Ă©lĂ©ment fut dĂ©couvert en 1940 Ă l’universitĂ© de Californie. Dans le tableau pĂ©riodique, il vient après l’uranium. Son nom fait rĂ©fĂ©rence Ă la planète Neptune qui suit Uranus dans le système solaire.
Le neptunium se classe dans la 7e pĂ©riode du bloc f. Sa configuration Ă©lectronique est de [Rn] 5f4 6d1 7s2 et ses Ă©lectrons par niveau d’Ă©nergie sont : 2, 8, 18, 32, 22, 9, 2.
C’est un Ă©lĂ©ment de masse atomique 237 u. Son rayon atomique et son rayon de covalence sont respectivement 155 pm et 190 ± 1 pm. Les nombres qui dĂ©crivent l’Ă©tat d’oxydation de son atome sont : 6, 5, 4, 3. Sur l’échelle de Pauling, son Ă©lectronĂ©gativitĂ© est de 1,36. Son oxyde est constituĂ© d’espèces amphotères. Son Ă©nergie d’ionisation est de 6,265 7 eV.
Ă€ l’Ă©tat naturel, le neptunium est un corps solide de couleur mĂ©tallique argentĂ©e. Sa masse volumique est de 20,25 g·cm-3 Ă une tempĂ©rature de 20 °C. Son système cristallin se prĂ©sente sous la forme orthorhombique. Cet Ă©lĂ©ment fond Ă 644 °C et bout Ă 3 999,85 °C. Son Ă©nergie de fusion s’Ă©lève Ă 5,19 kJ·mol-1 et son Ă©nergie de vaporisation est Ă 336 kJ·mol-1. Le volume molaire du neptunium est de 11,59Ă—10-6 m3·mol-1 et sa chaleur massique, 29,46 J·kg-1·K-1. Sa conductivitĂ© Ă©lectrique est Ă©valuĂ©e Ă 0,822Ă—106 S·m-1 et sa conductivitĂ© thermique Ă 6,3 W·m-1·K-1. Le neptunium est enregistrĂ© sous le numĂ©ro CAS 7439-99-8 et celui du ECHA est le 100.028.280.
Philip Abelson et Edwin McMillan ont dĂ©couvert le neptunium en 1940, au Berkeley Radiation Laboratory de l’universitĂ© de Californie Ă Berkeley. L’isotope 239 du neptunium a Ă©tĂ© le produit d’un bombardement de l’uranium 238 avec des neutrons. Sa demi-vie est de 2,4 jours. Cette production constitue l’Ă©tape intermĂ©diaire qui a conduit Ă l’obtention du plutonium 239.
La prĂ©paration du neptunium sous sa forme mĂ©tallique se fait en utilisant le composĂ© NpF3 dans des vapeurs de baryum ou de lithium Ă 1 200 °C. Ce mĂ©tal, de caractère argentĂ©, est chimiquement assez rĂ©actif. Il se prĂ©sente, au moins, sous trois structures allotropiques. D’abord, Ă tempĂ©rature ambiante, l’alpha-neptunium a une forme orthorhombique et une densitĂ© de 20,25. Ensuite, au-dessus de 280 °C, le bĂŞta-neptunium prĂ©sente une structure tĂ©tragonale, sa densitĂ© est de 19,36 Ă 313 °C. Enfin, le gamma-neptunium, Ă une tempĂ©rature au-dessus de 577 °C, prend une forme cubique. Ă€ 600 °C, sa densitĂ© est de 18,00.
Le neptunium forme des oxydes dont les valences sont pareilles Ă celles de l’uranium, en particulier le Np3O8 et NpO2. Il donne aussi des composĂ©s halogĂ©nures comme le NpF3, le NpF4, le NpCl4, le NpBr3 et le NpI3.
Cet Ă©lĂ©ment peut se prĂ©senter sous quatre degrĂ©s d’oxydation, en milieu aqueux. Le premier degrĂ© est le Np3+ avec un nombre d’oxydes (n.o) Ă©gal Ă +3. Il est de couleur pourpre pâle semblable Ă l’ion rare Pm3+. Le second est le Np4 , dont le nombre d’oxyde est +4 et de couleur jaune verte. Le troisième, le NpO2+, a un n.o +5 de couleur bleue verte. Le quatrième est le NpO22+ de n.o Ă©gal Ă +6 et caractĂ©risĂ© par une couleur rose pâle.
Le neptunium prĂ©sente 20 radio-isotopes connus, parmi lesquels le 237Np est le plus stable avec une demi-vie de 2,14 millions d’annĂ©es. Celle du 236Np est de 154 000 ans et celle du 235Np 396,1 jours. Tous les autres isotopes ont une demi-vie infĂ©rieure Ă 4,5 jours, la majoritĂ© Ă©tant infĂ©rieure Ă 50 minutes.
Le poids atomique des isotopes du neptunium varie entre 225,0339 u pour le 225Np et 244,068 u pour le 244Np.
Les isotopes les plus stables figurent dans le tableau suivant :
| Iso | AN | PĂ©riode | MD | Ed MeV | PD |
| 235Np | {syn.} | 396,1 j | α ε | 5,192 0,124 | 231Pa 235U |
| 236Np | {syn.} | 154 000 a | α β– ε | 5,020 0,940 0,940 | 232Pa 236Pu 236U |
| 237Np | {syn.} | 2,144×106 a | α FS | 4,959 — | 233Pa PF |
Le neptunium 236 peut être divisé en neutrons thermiques avec une section efficace de fission assez élevée. Selon le HBPC, elle est aux environs de 2 800 barns.
La division du neptunium 237 en neutrons thermiques est faible avec une section efficace de fission de 19 milli-barns. Cette dernière peut ĂŞtre plus Ă©levĂ©e pour une division en neutrons de forte Ă©nergie. Par consĂ©quent et en thĂ©orie, le neptunium 237 pourrait ĂŞtre utilisĂ© pour fabriquer un système d’armes Ă fission ou servir de combustible dans un rĂ©acteur. L’US DOE a rendu cette information publique en 1992, cependant l’utilisation rĂ©elle de neptunium dans la production d’armes n’a pas Ă©tĂ© Ă©tablie, Ă ce jour.
Des chercheurs de l’UniversitĂ© de Californie (Laboratoire National de Los Alamos) ont travaillĂ© sur un projet d’armes de destruction massive amĂ©ricaines en septembre 2002. Ils ont rĂ©vĂ©lĂ© qu’on pouvait fabriquer une arme Ă fission avec un mĂ©lange d’uranium enrichi et de neptunium 237. Toutefois, la quantitĂ© de ce dernier sera moindre par rapport Ă celle qu’ils ont prĂ©vue. Cela constitue la toute première masse critique nuclĂ©aire basĂ©e sur l’utilisation du neptunium 237, mĂ©langĂ© avec de l’uranium enrichi au lieu de l’uranium ou du plutonium. Il est intĂ©ressant de savoir que le neptunium 237 a quatre nuclĂ©ons de plus que l’uranium 233 (fissile).
Le neptunium 237 peut potentiellement favoriser la multiplication des armes nucléaires, ce qui renforce la nécessité de protéger les matières séparées. De plus, il est l’actinide mineur le plus abondant produit par les réacteurs à eau légère, représentant environ 45 % des noyaux dans le combustible irradié.
à partir de 49€
Made in France
Ă€ l’Ă©coute, disponible 7j/7
Sous 14 jours, satisfait ou remboursé
PayPal, CB, Visa, Mastercard, Virement bancaire
4x sans frais dès 30€ d’achat avec PayPal