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| 名前 | |
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| IUPAC名
ネプツニウム(IV)酸化物
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| その他の名前
酸化ネプツニウム、二酸化ネプツニウム
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| 識別子 | |
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3Dモデル（JSmol）
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| ケムスパイダー |
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| ECHA 情報カード | 100.031.651 |
| EC番号 |
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パブケム CID
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| プロパティ | |
| 2酸素 | |
| モル質量 | 269グラム/モル |
| 外観 | 緑色の立方晶 |
| 密度 | 11.1グラム/ cm3 |
| 融点 | 2,800 °C; 5,070 °F; 3,070 K [1] |
| 構造[2] | |
| 蛍石（立方晶系）、cF12 | |
| Fm 3 m、#225 | |
a = 543.4 午後
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数式単位( Z )
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4 |
| 熱化学 | |
標準モル
エントロピー ( S ⦵ 298 ) |
19.19 ± 0.1 cal・mol −1・K −1 (80.3 ± 0.4 J・mol −1・K −1 ) [3] |
標準生成エンタルピー (Δ f H ⦵ 298 ) |
−256.7 ± 0.6 kcal·mol −1 (−1074 ± 3 kJ·mol −1 ) [4] |
| 関連化合物 | |
その他の陰イオン
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ネプツニウム(III)塩化物 ネプツニウム(IV)塩化物 |
その他の陽イオン
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プロトアクチニウム(IV)酸化物 ウラン(IV)酸化物 プルトニウム(IV)酸化物 アメリシウム(IV)酸化物 |
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。
 確認する （何ですか ？）
 インフォボックス参照
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ネプツニウム(IV)酸化物、または二酸化ネプツニウムは、放射性のオリーブグリーン[5]立方[6]結晶固体で、化学式NpO 2で表されます。α粒子とγ粒子の両方を放出します。[4]
生産
工業的には、二酸化ネプツニウムはネプツニウム(IV)シュウ酸塩を沈殿させ、その後焼成して二酸化ネプツニウムを生成する。[7]
生産は、さまざまな酸化状態のネプツニウムイオンを含む硝酸供給溶液から始まります。まず、空気中で放置することで酸化が遅くなるようにヒドラジン抑制剤を加えます。次に、アスコルビン酸で 供給溶液を主にネプツニウム(IV)に 還元します。
- 2Np 5+ + C 6 H 8 O 6 → 2Np 4+ + C 6 H 6 O 6 + 2H +
- Np 6+ + C 6 H 8 O 6 → Np 4+ + C 6 H 6 O 6 + 2H +
シュウ酸を加えると、水和シュウ酸ネプツニウムが沈殿します...
- Np 4+ + 2H 2 C 2 O 4 + 6H 2 O → Np(C 2 O 4 ) 2 .6H 2 O(v) + 4H +
...加熱すると熱分解する：[7]
- Ｎｐ（Ｃ２Ｏ４）２ ・６Ｈ２ＯΔ
→ニオブ酸（C2O4 ） 2 Δ
→NpO 2 + 2CO(g)
二酸化ネプツニウムはネプツニウム(IV)過酸化物の沈殿からも生成されますが、そのプロセスははるかに敏感です。[7]
精製
原子核分裂炉の副産物である二酸化ネプツニウムは、フッ素化、続いてヨウ素存在下で過剰のカルシウムによる還元によって精製することができる。[4]しかし、前述の合成では、不純物の質量分率が0.3％未満の非常に純粋な固体が得られる。通常、それ以上の精製は不要である。[7]
その他のプロパティ
二酸化ネプツニウムは241 Amのα崩壊に寄与し、その通常の半減期を未検証ながら相当な量短縮する。[8]この化合物は比熱容量が低く(900 K、二酸化ウランの比熱容量 1400 K と比較して)、この異常性は 5f 電子数に起因すると理論づけられている。[9]二酸化ネプツニウムのもう 1 つのユニークな特徴は、「神秘的な低温秩序相」である。上で述べたように、これは低温での二酸化アクチニド複合体の異常なレベルの秩序性を指す。[10]このようなトピックをさらに議論することで、アクチノイドの有用な物理的傾向が示される可能性がある。
用途
二酸化ネプツニウム錯体は、核分裂副産物としてのネプツニウムの「長期的な環境負荷」 [11]を安定化し、低減する手段として使用されます。アクチノイドを含む使用済み核燃料は、通常、さまざまな AnO 2 (An = U、Np、Pu、Am など) 錯体が形成されるように処理されます。二酸化ネプツニウムでは、ネプツニウムは元素ネプツニウムと比較して放射線毒性が低いため、保管および廃棄に適しています。
二酸化ネプツニウムは核化学や物理学の研究にも実験的に使用されており、効率的な核兵器の製造に使用できると推測されています。原子炉では、二酸化ネプツニウムはプルトニウムの衝撃の標的としても使用できます。[11]
さらに、二酸化ネプツニウムを動力源とするロケットの特許は白川俊久氏が保有しているが[12]、そのような製品に関する研究や生産に関する情報はほとんどない。
参考文献
- ^ Böhler, R.; MJ Welland; F. De Bruycker; K. Boboridis; A. Janssen; R. Eloirdi; RJM Konings; D. Manara (2012). 「NpO2 の融点の再検討と高温アクチニド化合物測定に伴う課題」. Journal of Applied Physics . 111 (11). American Institute of Physics: 113501–113501–8. Bibcode :2012JAP...111k3501B. doi :10.1063/1.4721655.
- ^クリスティーヌ・ゲノー、アラン・シャルティエ、ポール・ フォサティ、ローラン・ヴァン・ブリュッツェル、フィリップ・マーティン（2020年）。「アクチニド酸化物の熱力学的および熱物理的特性」。包括的核物質第2版。7 ：111–154。doi ： 10.1016 / B978-0-12-803581-8.11786-2。ISBN 9780081028667. S2CID 261051636。
- ^ Westrum, Jr., Edgar F.; JB Hatcher; Darrell W. Osborne (1953年3月)。「二酸化ネプツニウムのエントロピーと低温熱容量」。Journal of Chemical Physics。21 ( 3): 419。Bibcode : 1953JChPh..21..419W。doi :10.1063/1.1698923。
- ^ abc Huber Jr、 Elmer J.、Charles E. Holley Jr（1968年10月）。「二酸化ネプツニウムの生成エンタルピー」。Journal of Chemical & Engineering Data。13（4）：545–546。doi ：10.1021/je60039a029。
- ^パトナイク 、プラディオット（2003年）。無機化合物ハンドブック。マグロウヒルプロフェッショナル。p.271。ISBN 0-07-049439-8。
- ^ Lide, DR (1998).化学と物理のハンドブック 87 版. CRC プレス. p. 471. ISBN 0-8493-0594-2。
- ^ abcd Porter, JA (1964). 「二酸化ネプツニウムの製造」.工業化学プロセス設計および開発. 4 (3): 289–292. doi :10.1021/i260012a001. 口頭による説明から推定された方程式。
- ^ Colle, J.-Y. (2011). 「二酸化ネプツニウムの（固体＋気体）平衡研究」。化学熱力学ジャーナル。43 (3): 492–498。doi :10.1016/j.jct.2010.10.027 。
- ^芹沢 秀雄; 新井 勇; 中島 健一 (2001). 「NpO 2の熱容量の推定」.化学熱力学ジャーナル. 33 (6): 615–628. doi :10.1006/jcht.2000.0775.
- ^ Hotta, T. (2009). 「アクチニド二酸化物の多極子感受率の微視的解析: AmO 2における多極子秩序のシナリオ」. Physical Review B. 80 ( 2): 024408–1–024408–7. arXiv : 0906.3607 . Bibcode :2009PhRvB..80b4408H. doi :10.1103/PhysRevB.80.024408. S2CID 119295656.
- ^ ab Colle, J.-Y. (2011). 「二酸化ネプツニウムの（固体＋気体）平衡研究」。化学熱力学ジャーナル。43 (3): 492–498。doi :10.1016/j.jct.2010.10.027 。
- ^ 白川俊久. 「書誌データ: JP2007040768 (A) - 2007-02-15」. Espacenet、特許検索. 2012年4月11日閲覧。