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 transuranů

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.

Seznam transuranů

• Neptunium
• Plutonium
• Americium
• Curium
• Berkelium
• Californium
• Einsteinium
• Fermium
• Mendelevium
• Nobelium
• Lawrencium
• Rutherfordium
• Dubnium
• Seaborgium
• Bohrium
• Hassium
• Meitnerium
• Darmstadtium
• Roentgenium
• Kopernicium
• Ununtrium
• Flerovium
• Ununpentium
• Livermorium