Isotop neptunium

Neptunium (₉₃Np) biasanya dianggap sebagai unsur buatan, meskipun ia ditemukan dalam jumlah renik di alam, sehingga berat atom standarnya tidak dapat diberikan. Seperti semua unsur renik atau sintetis, ia tidak memiliki satu pun isotop stabil. Isotop neptunium pertama yang disintesis dan diidentifikasi adalah ²³⁹Np pada tahun 1940, diproduksi dengan membombardir ²³⁸U dengan neutron untuk menghasilkan ²³⁹U, yang kemudian mengalami peluruhan beta menjadi ²³⁹Np.

Jumlah renik ditemukan di alam dari reaksi penangkapan neutron oleh atom uranium, sebuah fakta yang tidak ditemukan sampai tahun 1951.

Dua puluh lima radioisotop neptunium telah dikarakterisasi, dengan yang paling stabil adalah ²³⁷Np dengan waktu paruh 2,14 juta tahun, ²³⁶Np dengan waktu paruh 154.000 tahun, dan ²³⁵Np dengan waktu paruh 396,1 hari. Semua isotop radioaktif yang tersisa memiliki waktu paruh kurang dari 4,5 hari, dan sebagian besar memiliki waktu paruh kurang dari 50 menit. Unsur ini juga memiliki 4 keadaan meta, dengan yang paling stabil adalah ^236mNp (t_1/2 22,5 jam).

Isotop neptunium berkisar mulai dari ²¹⁹Np hingga ²⁴⁴Np, meskipun isotop antara ²²¹Np belum teramati. Mode peluruhan utama sebelum isotop paling stabil, ²³⁷Np, adalah penangkapan elektron (dengan banyak emisi alfa), dan mode utama sesudahnya adalah emisi beta. Produk peluruhan utama sebelum ²³⁷Np adalah isotop uranium dan protaktinium, dan produk utama sesudahnya adalah isotop plutonium. ²³⁷U dan ²³⁹Np dianggap sebagai radioisotop berbahaya terkemuka dalam periode jam-hingga-minggu pertama setelah luruhan nuklir dari ledakan nuklir, dengan ²³⁹Np mendominasi "spektrum selama beberapa hari."

Daftar isotop

|- | | style="text-align:right" | 93 | style="text-align:right" | 126 | 219,03162(9) | 0,15(+0,72-0,07) mdtk | α | ²¹⁵Pa | (9/2−) | |- | | style="text-align:right" | 93 | style="text-align:right" | 127 | 220,03254(21)# | 25(+14-7) μdtk | α | ²¹⁶Pa | 1-# | |- | | style="text-align:right" | 93 | style="text-align:right" | 129 | | 380(+260-110) ndtk | α | ²¹⁸Pa | 1-# | |- | | style="text-align:right" | 93 | style="text-align:right" | 130 | 223,03285(21)# | 2,15(+100-52) μdtk | α | ²¹⁹Pa | 9/2− | |- | rowspan=2| | rowspan=2 style="text-align:right" | 93 | rowspan=2 style="text-align:right" | 131 | rowspan=2|224,03422(21)# | rowspan=2|38(+26-11) μdtk | α (83%) | ^220m1Pa | rowspan=2|1-# | rowspan=2| |- | α (17%) | ^220m2Pa |- | | style="text-align:right" | 93 | style="text-align:right" | 132 | 225,03391(8) | 6(5) mdtk | α | ²²¹Pa | 9/2−# | |- | | style="text-align:right" | 93 | style="text-align:right" | 133 | 226,03515(10)# | 35(10) mdtk | α | ²²²Pa | | |- | rowspan=2| | rowspan=2 style="text-align:right" | 93 | rowspan=2 style="text-align:right" | 134 | rowspan=2|227,03496(8) | rowspan=2|510(60) mdtk | α (99,95%) | ²²³Pa | rowspan=2|5/2−# | rowspan=2| |- | β⁺ (0,05%) | ²²⁷U |- | rowspan=3| | rowspan=3 style="text-align:right" | 93 | rowspan=3 style="text-align:right" | 135 | rowspan=3|228,03618(21)# | rowspan=3|61,4(14) dtk | β⁺ (59%) | ²²⁸U | rowspan=3| | rowspan=3| |- | α (41%) | ²²⁴Pa |- | β⁺, SF (0,012%) | (beberapa) |- | rowspan=2| | rowspan=2 style="text-align:right" | 93 | rowspan=2 style="text-align:right" | 136 | rowspan=2|229,03626(9) | rowspan=2|4,0(2) mnt | α (51%) | ²²⁵Pa | rowspan=2|5/2+# | rowspan=2| |- | β⁺ (49%) | ²²⁹U |- | rowspan=2| | rowspan=2 style="text-align:right" | 93 | rowspan=2 style="text-align:right" | 137 | rowspan=2|230,03783(6) | rowspan=2|4,6(3) mnt | β⁺ (97%) | ²³⁰U | rowspan=2| | rowspan=2| |- | α (3%) | ²²⁶Pa |- | rowspan=2| | rowspan=2 style="text-align:right" | 93 | rowspan=2 style="text-align:right" | 138 | rowspan=2|231,03825(5) | rowspan=2|48,8(2) mnt | β⁺ (98%) | ²³¹U | rowspan=2|(5/2)(+#) | rowspan=2| |- | α (2%) | ²²⁷Pa |- | rowspan=2| | rowspan=2 style="text-align:right" | 93 | rowspan=2 style="text-align:right" | 139 | rowspan=2|232,04011(11)# | rowspan=2|14,7(3) mnt | β⁺ (99,99%) | ²³²U | rowspan=2|(4+) | rowspan=2| |- | α (0,003%) | ²²⁸Pa |- | rowspan=2| | rowspan=2 style="text-align:right" | 93 | rowspan=2 style="text-align:right" | 140 | rowspan=2|233,04074(5) | rowspan=2|36,2(1) mnt | β⁺ (99,99%) | ²³³U | rowspan=2|(5/2+) | rowspan=2| |- | α (0,001%) | ²²⁹Pa |- | | style="text-align:right" | 93 | style="text-align:right" | 141 | 234,042895(9) | 4,4(1) hri | β⁺ | ²³⁴U | (0+) | |- | rowspan=2| | rowspan=2 style="text-align:right" | 93 | rowspan=2 style="text-align:right" | 142 | rowspan=2|235,0440633(21) | rowspan=2|396,1(12) hri | EC | ²³⁵U | rowspan=2|5/2+ | rowspan=2| |- | α (0,0026%) | ²³¹Pa |- | rowspan=3| | rowspan=3 style="text-align:right" | 93 | rowspan=3 style="text-align:right" | 143 | rowspan=3|236,04657(5) | rowspan=3|1,54(6) thn | EC (87,3%) | ²³⁶U | rowspan=3|(6−) | rowspan=3| |- | β⁻ (12,5%) | ²³⁶Pu |- | α (0,16%) | ²³²Pa |- | rowspan=2 style="text-indent:1em" | | rowspan=2 colspan="3" style="text-indent:2em" | 60(50) keV | rowspan=2|22,5(4) jam | EC (52%) | ²³⁶U | rowspan=2|1 | rowspan=2| |- | β⁻ (48%) | ²³⁶Pu |- | rowspan=3| | rowspan=3 style="text-align:right" | 93 | rowspan=3 style="text-align:right" | 144 | rowspan=3|237,0481734(20) | rowspan=3|2,144(7) thn | α | ²³³Pa | rowspan=3|5/2+ | rowspan=3|Renik |- | SF (2%) | (beberapa) |- | CD (4%) | ²⁰⁷Tl
³⁰Mg |- | | style="text-align:right" | 93 | style="text-align:right" | 145 | 238,0509464(20) | 2,117(2) hri | β⁻ | ²³⁸Pu | 2+ | |- | style="text-indent:1em" | | colspan="3" style="text-indent:2em" | 2300(200)# keV | 112(39) ndtk | | | | |- | | style="text-align:right" | 93 | style="text-align:right" | 146 | 239,0529390(22) | 2,356(3) hri | β⁻ | ²³⁹Pu | 5/2+ | Renik |- | | style="text-align:right" | 93 | style="text-align:right" | 147 | 240,056162(16) | 61,9(2) mnt | β⁻ | ²⁴⁰Pu | (5+) | Renik |- | rowspan=2 style="text-indent:1em" | | rowspan=2 colspan="3" style="text-indent:2em" | 20(15) keV | rowspan=2|7,22(2) mnt | β⁻ (99,89%) | ²⁴⁰Pu | rowspan=2|1(+) | rowspan=2| |- | IT (0,11%) | ²⁴⁰Np |- | | style="text-align:right" | 93 | style="text-align:right" | 148 | 241,05825(8) | 13,9(2) mnt | β⁻ | ²⁴¹Pu | (5/2+) | |- | | style="text-align:right" | 93 | style="text-align:right" | 149 | 242,06164(21) | 2,2(2) mnt | β⁻ | ²⁴²Pu | (1+) | |- | style="text-indent:1em" | | colspan="3" style="text-indent:2em" | 0(50)# keV | 5,5(1) mnt | | | 6+# | |- | | style="text-align:right" | 93 | style="text-align:right" | 150 | 243,06428(3)# | 1,85(15) mnt | β⁻ | ²⁴³Pu | (5/2−) | |- | | style="text-align:right" | 93 | style="text-align:right" | 151 | 244,06785(32)# | 2,29(16) mnt | β⁻ | ²⁴⁴Pu | (7−) |

Isotop penting

Neptunium-235

Neptunium-235 memiliki 142 neutron dan waktu paruh 396,1 hari. Isotop ini meluruh melalui:

• Emisi alfa: energi peluruhannya 5,2 MeV dan produk peluruhannya adalah ²³¹Pa.
• Penangkapan elektron: energi peluruhannya 0,125 MeV dan produk peluruhannya adalah ²³⁵U

Isotop neptunium ini memiliki berat 235,0440633 u.

Neptunium-236

Neptunium-236 memiliki 143 neutron dan waktu paruh 154.000 tahun. Ia dapat meluruh melalui mode berikut:

• Penangkapan elektron: energi peluruhannya 0,93 MeV dan produk peluruhannya adalah ²³⁶U. Ia biasanya meluruh (dengan waktu paruh 23 juta tahun) menjadi ²³²Th.
• Emisi beta: energi peluruhannya 0,48 MeV dan produk peluruhannya adalah ²³⁶Pu. Ia biasanya meluruh (waktu paruh 2,8 tahun) menjadi ²³²U, yang biasanya meluruh (waktu paruh 69 tahun) menjadi ²²⁸Th, yang meluruh dalam beberapa tahun menjadi ²⁰⁸Pb.
• Emisi alfa: energi peluruhannya 5,007 MeV dan produk peluruhannya adalah ²³⁶Pa. Ia meluruh dengan waktu paruh 1,3 hari menjadi ²³²U.

Isotop neptunium ini memiliki massa 236,04657 u. Ini adalah bahan fisil dengan massa kritis .

²³⁶Np diproduksi dalam jumlah kecil melalui reaksi penangkapan (n,2n) dan (γ,n) dari ²³⁷Np, tetapi, hampir tidak mungkin untuk memisahkannya dalam jumlah yang signifikan dari induknya, ²³⁷Np. Karena alasan inilah, meskipun massa kritisnya rendah dan penampang neutronnya tinggi, ia belum pernah diteliti sebagai bahan bakar nuklir dalam senjata atau reaktor. Namun demikian, ²³⁶Np telah dipertimbangkan untuk digunakan dalam spektrometri massa dan sebagai pelacak radioaktif, karena ia meluruh terutama oleh emisi beta dengan waktu paruh yang panjang. Beberapa jalur produksi alternatif untuk isotop ini telah diteliti, yaitu jalur yang mengurangi pemisahan isotop dari ²³⁷Np atau isomer ^236mNp. Reaksi yang paling menguntungkan untuk mengakumulasi ²³⁶Np adalah iradiasi proton dan deuteron terhadap ²³⁸U.

Neptunium-237

²³⁷Np meluruh melalui deret neptunium, yang berakhir pada ²⁰⁵Tl yang stabil, tidak seperti kebanyakan aktinida lainnya, yang meluruh menjadi isotop timbal yang stabil.

Pada tahun 2002, ²³⁷Np terbukti mampu mempertahankan reaksi berantai dengan neutron cepat, seperti pada senjata nuklir, dengan massa kritis sekitar 60 kg. Namun, ia memiliki kemungkinan fisi yang rendah pada pemboman dengan neutron termal, yang membuatnya tidak cocok sebagai bahan bakar untuk pembangkit listrik tenaga nuklir air ringan (sebagai lawan dari reaktor cepat atau sistem yang digerakkan oleh akselerator, misalnya).

²³⁷Np adalah satu-satunya isotop neptunium yang diproduksi dalam jumlah yang signifikan dalam siklus bahan bakar nuklir, baik melalui penangkapan neutron berturut-turut oleh ²³⁵U (yang paling sering membelah tetapi tidak sepanjang waktu) dan ²³⁶U, maupun reaksi (n,2n) di mana sebuah neutron cepat kadang-kadang menghantam sebuah neutron lepas dari ²³⁸U atau isotop plutonium. Dalam jangka panjang, ²³⁷Np juga terbentuk dalam bahan bakar nuklir bekas sebagai produk peluruhan ²⁴¹Am.

²³⁷Np diproyeksikan menjadi salah satu nuklida paling bergerak di gudang limbah nuklir Gunung Yucca.

Kegunaan dalam pemroduksian plutonium-238

Ketika terkena pemborbardiran neutron, ²³⁷Np dapat menangkap sebuah neutron, mengalami peluruhan beta, dan menjadi ²³⁸Pu, produk ini berguna sebagai sumber energi panas dalam generator termoelektrik radioisotop untuk produksi listrik dan panas di prob luar angkasa (seperti prob New Horizons dan Voyager) dan, yang terbaru, Mars Science Laboratory (wahana penjelajah Curiosity). Aplikasi ini praktis secara ekonomi di mana sumber daya fotovoltaik lemah atau tidak konsisten karena prob terlalu jauh dari matahari atau penjelajah menghadapi peristiwa iklim yang dapat menghalangi sinar matahari untuk waktu yang lama (seperti badai debu Mars). Prob dan penjelajah luar angkasa juga memanfaatkan keluaran panas dari generator untuk menjaga instrumen dan bagian dalamnya tetap hangat.

Sumber dan atribusi

Konten artikel ini diadaptasi dari Wikipedia bahasa Indonesia, revisi 28478165 (2025-11-14T06:02:17Z), yang tersedia berdasarkan lisensi Creative Commons Atribusi-BerbagiSerupa (CC BY-SA). Mohon gunakan konten ini secara bijak serta sesuai dengan ketentuan lisensi yang berlaku.