Transurany

Transurany

Transurany jsou prvky, které následují v Mendělejevově periodické soustavě za uranem. V přírodě se běžně nevyskytují, všechny se připravují uměle. Lehčí transurany, jako je neptunium, plutonium, americium a curium, jsou produkovány v lehkovodních jaderných reaktorech. Mají poměrně dlouhé poločasy rozpadu a můžeme je tedy extrahovat z vyhořelého jaderného paliva chemickou cestou.

Příprava

Výchozí materiál pro přípravu všech transuranů je ²³⁸U, nejtěžší nuklid, který se vyskytuje v přírodě. Používají se dvě metody přípravy těžkých prvků:

• Záchyt několika neutronů a následný β⁻ rozpad vzniklého isotopu. Existují tři možnosti provedení:
  • Záchyt neutronů v reaktoru s konstantním neutronovým proudem: množství připravených transuranů je limitováno konkurencí mezi procesem radioaktivního rozpadu a jaderného štěpení. Toto je jediný proces poskytující vážitelná množství trasuranů.
  • Neutronový záchyt v pulsním neutronovém proudu: Termonukleární explozí je produkován velmi intenzivní tok neutronů (10²³ – 10²⁵ neutronu×cm⁻³) po dobu 10⁻⁸ až 10⁻⁶ s. Během tohoto intenzivního neutronového bombardování vznikají izotopy uranu s vysokým přebytkem neutronů. Tato nestabilní jádra se násobnou emisí částic β⁻ stabilizují za vzniku izotopů s dlouhým poločasem rozpadu, např.:

$^{238}\mathrm {U} (\mathrm {n} ,\gamma )^{12}\quad ^{250}\mathrm {U} \ {\xrightarrow {6\beta ^{-}}}\ ^{250}\mathrm {Cf}$

• Neutronový záchyt při hustotě toku neutronů 10²⁰ – 10²⁸ neutronu×cm⁻³. Tento proces probíhá ve hvězdách (r-proces).

• Bombardování těžkých prvků urychlenými ionty, např.:

${\begin{array}{lcl}_{\ 92}^{238}\mathrm {U} (\mathrm {d,2n} )&_{\ 93}^{238}\mathrm {Np} ,\\_{\ 94}^{244}\mathrm {Pu} (\alpha ,\mathrm {p} )&_{\ 95}^{247}\mathrm {Am} \end{array}}$

Bombardováním lehkými částicemi (deuterony, α částice) získáme prvky s atomovým číslem vyšším o jednu až dvě jednotky, pokud ale použijeme těžší ionty, např. ¹²C nebo ¹⁶O můžeme získat prvky s protonovým číslem vyšším o šest až deset jednotek oproti výchozímu jádru.

Související články

• Uran (prvek)
• Deuterium

Portály: Chemie