Kommen Neptunium und Plutonium in der Natur vor?

In Uranerz wurde jeweils ein Isotop von Neptunium und Plutonium gefunden: Np-237 (Halbwertszeit 2,144 Millionen Jahre) und Pu-239 (Halbwertszeit 24.110 Jahre). Die Konzentration dieser Nuklide wird am besten als Verhältnis zum Urangehalt des Erzes ausgedrückt. Neptunium wird in einem Verhältnis von ungefähr einem Teil in einer Billion gefunden; Das Plutoniumverhältnis reicht von etwa 1 bis 15 Teilen pro Billion.

Beide existieren aufgrund der kontinuierlichen Bildung durch das Einfangen von Neutronen mit spontaner Spaltung, die von U-238 durch Uranisotope im Erz emittiert werden.

Der Pu-239-Gehalt sagt uns, dass Np-239 ebenfalls vorhanden ist (da Pu-239 durch den Zerfall von Np-239 gebildet wird), aber seine Halbwertszeit ist 3,7 Milliarden Mal kürzer, so dass seine Konzentration in der Größenordnung von 10 liegen muss ^ -21 Teile pro Teil Uran, weit unterhalb der Nachweisgrenze. Dies bedeutet auch, dass das gesamte in einer Erzprobe enthaltene Np-239, das ein Kilogramm Uran enthält, in den letzten drei Wochen gebildet wurde.

Unser Wissen über die Sternnukleosynthese und die Verbreitung verschiedener Nuklide zeigt, dass auf der Erde einige Pu-244-Atome vorhanden sein müssen, die von ihrer ursprünglichen Entstehung aus dem Urnebel übrig geblieben sind. Pu-244 hat die längste Halbwertszeit aller Plutoniumnuklide (80,8 Millionen Jahre), aber alle Versuche, es nachzuweisen, sind bisher gescheitert. Derzeit ist U-235 mit einer Halbwertszeit von 704 Millionen Jahren das am kürzesten lebende Urnuklid, das nachgewiesen wurde.

Nur in kleinsten Mengen.

Wenn Uran-238 ein Neutron absorbiert, kann es zu Uran-239 werden. Beta-Uran-239 zerfällt in Neptunium-239, Beta in Plutonium-239. Plutonium-239 zerfällt Alpha in Uran-235.

Es gibt viel Uran-238 auf der Welt. Die Neutronen, die sie für den obigen Prozess absorbieren, stammen entweder aus kosmischen Strahlen oder aus der spontanen Spaltung von Uran-235.

Beide kommen in der Natur vor, aber in winzigen Mengen in Uranvorkommen, wo Neutroneneinfang und Beta-Zerfall keine Seltenheit sind. Wie Sie wissen, sind sie heute von Menschen gemacht. Das Verfahren zur Herstellung von Neptunium wurde 1940 an der Berkley University offiziell demonstriert.