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六フッ化ネプツニウム （NpF 6 ）はネプツニウムの最高位のフッ化物であり、既知の17種類の二元六フッ化物のうちの1つです。揮発性のオレンジ色の結晶性固体です。[ 1 ]非常に腐食性が高く、揮発性があり、放射性であるため、取り扱いは比較的困難です。六フッ化ネプツニウムは乾燥空気中では安定ですが、水と激しく反応します。
常圧下では、融点は54.4 ℃、沸点は55.18 ℃である。これは、低温で沸騰する唯一のネプツニウム化合物である。これらの性質により、使用済み燃料からネプツニウムを容易に分離することが可能である。
六フッ化ネプツニウムは、1943年にアメリカの化学者アラン・E・フローリンによって初めて合成されました。彼はニッケルフィラメント上のフッ化ネプツニウム(III)のサンプルをフッ素の流れの中で加熱し、ガラス毛細管内で生成物を凝縮しました。[ 3 ] [ 4 ]フッ化ネプツニウム(III)とフッ化ネプツニウム(IV)の両方からの合成方法は、後にグレン・T・シーボーグとハリソン・S・ブラウンによって特許されました。[ 5 ]
通常の調製方法は、 500 ℃で元素状フッ素（F 2 ）を用いてネプツニウム（IV）フッ化物 （NpF 4 ）をフッ素化することです。 [ 6 ]
それに対し、六フッ化ウラン（UF 6）は、四フッ化ウラン（UF 4）とF 2から300 ℃で比較的速やかに生成されるのに対し、六フッ化プルトニウム（PuF 6 ）は、四フッ化プルトニウム（PuF 4）とF 2から750 ℃で生成され始める。 [ 6 ]この違いにより、ウラン、ネプツニウム、プルトニウムを効果的に分離することができる。
六フッ化ネプツニウムは、フッ化ネプツニウム(III)または酸化ネプツニウム(IV)のフッ素化によっても得られる。[ 7 ]
調製は、三フッ化臭素（BrF 3）や五フッ化臭素（BrF 5 ）などのより強力なフッ素化試薬を用いて行うこともできます。PuF 4は同様の反応を起こさないため、これらの反応はプルトニウムの分離に使用できます。[ 8 ] [ 9 ]
二酸化ネプツニウムと四フッ化ネプツニウムは、二フッ化酸素（O₂F₂）によって揮発性の六フッ化ネプツニウムにほぼ完全に変換される。これは中程度の温度での気固反応として、また−78 ℃の無水液体フッ化水素中でも同様に機能する。[ 10 ]
これらの反応温度は、元素フッ素またはハロゲン化フッ化物を用いて六フッ化ネプツニウムを合成するために従来必要とされていた200℃を超える高温とは著しく異なっている。 [ 10 ]ラマン分光法により、NpO2との反応における主要な中間体としてネプツニルフッ化物（NpO2F2）が検出された。NpF4と液体O2F2の直接反応では、NpF6の生成はなく、 O2F2の激しい分解が起こった。
六フッ化ネプツニウムは、標準圧力下で54.4 ℃で融解し、55.18 ℃で沸騰するオレンジ色の斜方晶系結晶を形成する。三重点は55.10 ℃、1010hPa（758Torr ）である。[ 11 ]
NpF 6の揮発性はUF 6および PuF 6の揮発性と類似しており、これら 3 つはいずれもアクチニド六フッ化物である。標準モルエントロピーは 229.1 ± 0.5 J·K −1 ·mol −1である。固体 NpF 6は常磁性であり、磁化率は165·10 −6 cm 3 ·mol −1である。[ 12 ] [ 13 ]
六フッ化ネプツニウムは乾燥空気中では安定である。しかし、大気中の水分を含む水と激しく反応し、水溶性のフッ化ネプツニル（NpO₂F₂ ）とフッ化水素酸（HF）を生成する。
石英またはパイレックスガラスのアンプルに室温で保管できますが、ガラスに水分やガスの混入がなく、残留HFが除去されている必要があります。[ 6 ] NpF6は光に敏感で、 NpF4とフッ素に分解します。[ 6 ]
NpF 6はアルカリ金属フッ化物と錯体を形成します。フッ化セシウム(CsF) とは25 °C でCsNpF 6を形成し 、[ 14 ]フッ化ナトリウムとは可逆的に反応して Na 3 NpF 8を形成します。[ 15 ]いずれの場合も、ネプツニウムは Np(V) に還元されます。
溶媒として三フッ化塩素（ClF 3 ）が存在し、低温では、不安定なNp(IV)錯体の形成を示す証拠がいくつかある。[ 14 ]
六フッ化ネプツニウムは一酸化炭素（CO）と光と反応して白色粉末を生成する。この粉末はおそらく五フッ化ネプツニウム（NpF₅）と未確認物質を含んでいると考えられる。[ 2 ]： 732
原子炉内で核燃料を照射すると、核分裂生成物と、ネプツニウムやプルトニウムなどの超ウラン元素が生成されます。これら3つの元素の分離は、核燃料再処理の重要な要素です。六フッ化ネプツニウムは、ネプツニウムをウランとプルトニウムから分離する際に重要な役割を果たします。
使用済み核燃料からウラン（質量の95%）を分離するために、まずウランを粉末にして元素フッ素と反応させる（「直接フッ素化」）。生成した揮発性フッ化物（主にUF 6、少量のNpF 6 ）は、プルトニウム(IV)フッ化物（PuF 4）、アメリシウム(III)フッ化物（AmF 3）、キュリウム(III)フッ化物（CmF 3 ）などの他のアクチニドの非揮発性フッ化物から容易に抽出できる。[ 16 ]
UF 6と NpF 6の混合物は、ペレット状のフッ化コバルト(II)によって選択的に還元され、ネプツニウム六フッ化物はテトラフッ化物に変換されますが、ウラン六フッ化物とは反応しません。この反応は、93 ～ 204 °Cの温度範囲で行われます。 [ 17 ]別の方法として、フッ化マグネシウムを使用する方法があり、これにはフッ化ネプツニウムが60 ～ 70%吸着されますが、フッ化ウランは吸着されません。[ 18 ]