Neptünyum Hakkında

Uranyumun nötronlarla bombardımanından yapay olarak elde edilen, atom numarası 93, atom ağırlığı 239 olan, radyoaktif bir element


Neptünyum’dan enerji üretilebilir mi ?



Neptünyum konusunda, konunun bilimsel yanı incelenmeden toplumu yanıltabilecek ve fikir karışıklığına yol açabilecek bir takım iddialara şahit olmaktayız Özellikle ülkemizin içinde bulunduğu zor ekonomik şartlar doğal kaynaklarımıza yönelişi arttırmakta ve bu kaynakların ne şekilde değerlendirilebileceği konusunda değişik çözüm önerileri gündemi işgal etmektedir Maalesef bu önerilerin bazıları, Neptünyum örneğinde olduğu gibi, makul çözümler olmaktan bir hayli uzaktır


Diğer yandan bir metanın ekonomik girdi sağlayabilecek nitelikte olabilmesi için öncelikle bu metanın ülkemizde mevcut olması ve ayrıca bu metanın, ülke ve dünya pazarındaki belirli bir talep düzeyine sahip olması gerekmektedir Bu bilgi notunda Neptünyum ile ilgili gerçekler anlatılmaya çalışılmaktadır

Tarihçesi



93 atom numaralı Neptünyum transuranyum ailesi olarak bilinen elementlerden birisi olup yapay olarak elde edilebilen radyoaktif bir elementtir ve hatta Neptünyum sentetik olarak ilk üretilen transuranyum elementidir Neptünyumun 239 kütle numaralı izotopu, 1940 yılında Edwin M McMillan ve P H Abelson tarafından Berkeley Laboratuarında Uranyumun siklotrondan üretilen nötronlarla bombardıman edilmesiyle elde edilmiştir




Doğada var mıdır ?



Uzun bir süre Neptünyum’un doğada bulunmadığına inanılmış, fakat son yapılan araştırmalarda,nötronların neden olduğu transmutasyon (dönüşüm) reaksiyonları nedeniyle, uranyum madenlerinde eser miktarda oluştuğu anlaşılmıştır Ancak, bunun herhangi bir maden değeri olmadığından, dünyada Neptünyum madenciliği diye bir olgu da bulunmamaktadır


Nasıl üretilebilir ?



Neptünyumu yüksek miktarlarda elde edebilmenin tek yolu nükleer reaktörlerde veya hızlandırıcılarda Uranyumun nötronlarla bombardımanıdır Bunun sonucunda oluşan Neptünyum, bombardıman edilen veya reaktörlerde yakıt olarak kullanılan Uranyumun yeniden işlenmesi ile elde edilebilir ve bu yöntem de ileri düzeyde nükleer teknolojinin var olmasını gerektirmektedir


Ülkemizde iki adet araştırma reaktörünün (Çekmece Nükleer Araştırma ve Eğitim Merkezideki TR-2 Araştırma Reaktörü ve İstanbul Teknik Üniversitesindeki İTÜ-TRIGA Araştırma Reaktörü) dışında nükleer reaktör mevcut değildir Bu araştırma reaktörlerinin kullanılmış yakıtlarında çok az miktarlarda Neptünyum olmakla birlikte, bu Neptünyumu elde etmek için söz konusu kullanılmış yakıtların yeniden işlenmesi gerekir ve bizde bu teknoloji mevcut değildir


Kaldı ki, büyük miktarlarda yapay yoldan elde edilecek Neptünyumu talep edecek ve ülkemizi de borç yükünden kurtaracak bir alıcı dünyada mevcut değildir




Enerji kaynağı mıdır ?



Neptünyumun enerji üretiminde kullanılan bir yakıtmış gibi nitelendirilmesi de doğru değildir Bunu teknik olarak açıklamak mecburiyeti vardır Nükleer reaktörlerde enerji üretimi ağır elementlerin (Uranyum, Plütonyum) izotoplarının nötronlarla bölünme (fisyon) reaksiyonlarına girmesine dayanmaktadır Bu reaksiyon sonucunda daha hafif elementler (fisyon ürünleri) ve bir miktar enerji (»200 MeV/fisyon) ortaya çıkmaktadır Enerji üretiminde kullanılan günümüz nükleer reaktörlerinde bu reaksiyon kontrollü ve devamlı bir şekilde gerçekleştirilmektedir


Neptünyum da ağır bir element olmakla ve bazı izotopları fisyon reaksiyonu yapabilmekle birlikte, enerji üretiminde kullanılabilecek şekilde devamlı ve kontrollü bölünme reaksiyonları ancak çok özel konfigürasyonlarda gerçekleştirilebilmesi mümkündür Bu yöndeki araştırmalar enerji üretiminden ziyade, daha çok nükleer silahsızlanma çalışmaları çerçevesinde sürdürülmektedir Bilgi mi aradın doğru yerdesin
Dünyadaki değişik laboratuarlarda Neptünyumun hangi şartlarda devamlı ve kontrollü bölünme reaksiyonların gerçekleşebileceği yönünde araştırmalar sürdürülmektedir 2002 yılı Ekim ayındaki uluslararası medyada “Los Alamos (ABD) Laboratuarlarında deney koşullarında Neptünyumun kullanılarak kontrollü bir kritikliğe ulaşıldığı” yönünde haberler yer almıştır Bu olasılık dikkate alınarak, nükleer silahların yayılmasının önlenmesi çalışmaları kapsamında, Neptünyum da Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı tarafından güvence denetimi anlaşmaları kapsamında Uranyum ve Plütonyum gibi izlenmektedir (hangi tesiste ne kadar üretildi, ne kadarı hangi amaçla kullanıldı vb)
Sonuç olarak Neptünyumun günümüzde bir enerji kaynağı olarak kullanılması diye bir durum söz konusu değildir Bu şekilde çalışan bir nükleer reaktör mevcut değildir



Ülkemizde ve dünyada var mıdır ?


Neptünyumun nasıl elde edilebileceği ve doğada mevcudiyeti ve ülkemizin nükleer teknoloji alanındaki kabiliyeti dikkate alındığında ülkemizde Neptünyum madenciliği diye bir olgu olmadığı; MTA tarafından tespit edilen Uranyum madenlerinde (bu madenler MTA verilerine göre yaklaşık 9 bin ton Uranyum içermektedir) çok az miktarlarda Neptünyum bulunabileceği; nükleer teknoloji kullanılarak Neptünyum elde edilmesinin de ülkemizin nükleer teknoloji altyapısı itibariyle mümkün olmadığı; ve bu teknolojiye sahip olunsa dahi ülkemizin sahip olduğu Uranyum’un tamamının Neptünyum’a dönüştürülmesi durumunda bile kayda değer bir ekonomik gelir elde edilemeyeceği anlaşılır


Nükleer teknoloji alanında ileri seviyedeki ülkeler daha çok araştırma amaçlı (nötron detektörleri gibi) kullanım için Neptünyumu yapay olarak üretmektedirler

NEPTÜNYUM

Neptünyum,( Np) ,periyodik tablonun IIIb grubundaki aktinitler dizisinde yer alan ve yapay olarak elde edilen ilk uranyumötesi radyoaktif kimyasal elementDoğada zaman zaman eser miktarda rastlanmakla birlikte neptünyum esas olarak uranyum cevherlerinin nötronlarla bombardımanıyla dönüşüm ( transmütasyon ) tepkimelerine sokulması yoluyla elde edilirNeptünyumu ilk olarak 1940"ta Edwin MMcMillan ve Philip HAbelson,Berkeley"deki siklotronda uranyumun nötronlarla bonbardımanı sonucunda buldularNeptünyum,plütonyum,üretimi sırasında üretken reaktörlerde uranyum -238 "den bir yan ürün olarak ( yaklaşık her 1000 bölüm plütonyum için bir bölüm neptünyum) elde edilirBütün ızotopları radyoaktif olan neptünyumun en kararlı izotopu yarı ömrü 2140 000
yıl olan neptünyum -237"dir

Gümüşsü bir metal olan neptünyum üç kristal biçimde bulunuroda sıcaklığındaki (alfa) biçimi ortorombik yapıdadırNeptünyum kimyasal olarak tepkindirve yükseltgenme durumu uranyum gibi +3 ile +6 arasında değişirSulu çözeltilerdeki neptünyum iyonlarının özgün renkleri vardırÖrneğin ,Np+3 açık mor,Np+4 açık sarı -yeşil arası,NpO+2 yeşil-mavi arası,NpO+2 ise ortamdaki anyona bağlı olarak renksizden pembe ya da sarı-yeşil arasında değişen renkler verirler

atom numarası 93
en kararlı izotopu 237
erime noktası 640 c
özgül ağırlığı (alfa) 20,45
değerliği 3,4,5,6
elektronların yerleşimi 2-8-18-32-22-9-2 ya da ( Rn) 5f6d1 7s2

Kaynak :AnaBritannica cilt 23 frmsinsinet için derlenmiştir