Neptunio

Se presenta como el primer elemento transuránico (más allá del uranio) y el primer elemento transuránico de la serie de los actínidos (elementos con un número atómico mayor, comprendido del 89 hasta el 103). Su nombre es neptunio. Se posiciona en la casilla 93 de la tabla periódica, entre el uranio y el plutonio, elementos que también son radioactivos. Los tres fueron llamados de esa manera en conmemoración a los planetas. Estos últimos tienen entre 92 y 94 protones en sus núcleos, cantidad suficiente para sufrir una fisión nuclear.

Este elemento fue descubierto relativamente hace menos tiempo que cualquiera de sus elementos vecinos en la tabla periódica, por lo que aún no es usado ampliamente. Actualmente es motivo de estudio de muchos investigadores, debido a que puede producir reacciones nucleares con uranio y plutonio, generando residuos radiactivos nocivos que pueden perdurar durante millones de años.

Historia

Tal y como habíamos mencionado anteriormente, el descubrimiento de este elemento sufrió muchos altibajos.El caso más famoso de los intentos fallidos fue el de Enrico Fermi en 1934. Pero en 1940 la historia cambiaria gracias a Edwin Mcmillan y a Philip Abelson, quienes desde la “The University of California” (Estados Unidos) se encargarían de la creación de un nuevo elemento.

Siguiendo los pasos de Fermi, se dedicaron a bombear uranio con neutrones, pero esta vez moderados (lentos) generados por un ciclotrón (acelerador de partículas circular) pudieron realmente producir la “fusión” en vez de “fisión” de los reactivos para así formar el nuevo elemento, que llamaron neptunio.

Características físicas del neptunio

En estado sólido es un metal duro, plateado y con características dúctiles. Tiene un módulo de masa muy parecido al del manganeso. En cuanto a la trabajabilidad física es muy similar a la del uranio. Se oxida superficialmente cuando es expuesto al aire con temperaturas normales, la oxidación tiende a incrementar en cuánto aumenta la temperatura.

Este elemento tiene un punto de fusión relativamente bajo, se funde a 639° C, característica que comparte con su elemento hermano, el plutonio. Esta propiedad es ocasionada por la hibridación en los orbitales (región anatómica donde hay una gran posibilidad de encontrar un electrón) 5f y 6d, y a la generación de enlaces direccionales en el metal.

Hasta ahora no se ha probado científicamente el punto de ebullición del neptunio, pero se especula que puede ser 4174°C. Si esto se pudiera comprobar, lo posicionaría como el elemento con mayor rango líquido de todos (3535 K).

Características químicas

Posee cinco etapas de oxidación iónica que va desde el +3 hasta el +7. Es el actinoide (elementos que forma parte del grupo del periodo 7) más pesado y puede perder casi todos sus electrones de valencia en un compuesto estable.

El estado más constante del neptunio en solución es cuando está en la etapa de oxidación +5, pero prefieren en el estado de valencia +4 para los compuestos sólidos de este elemento.

Es uno de los metales con mayor reactividad. Los iones que posee este elemento tienden a ser propensos al hidrólisis (formación de ácidos debido a la interacción con el agua) y a la formación de compuestos de coordinación (compuestos de metales con moléculas).

Para qué sirve el neptunio

Debido a su alta radiactividad dañina, actualmente el uso del neptunio es muy limitado. Por el momento tan solo ha sido considerado como un posible carburante para la producción energía nuclear, pero todavía no se le ha usado como tal.

Los científicos usan el neptunio-237 para fabricar el plutonio-238, que este si es realmente usado para generar energía nuclear usada en el ámbito espacial, para la alimentación de satélites, transbordadores espaciales y faros. Este elemento también se usa investigaciones de física nuclear para crear un aparato que pueda detectar neutrones de alta energía.

Hasta el momento no se ha conocido un arma nuclear real que se haya construido a base de neptunio. A finales del 2002 se creó la primera masa nuclear con este elemento y capas de uranio beneficiado. Esta investigación dejó en evidencia que es un material para bombas tan bueno como el uranio-235.

De qué manera nos afecta el neptunio

Hay grandes posibilidades de hallar neptunio incluso en nuestros hogares, debido a que algunos aparatos usados para detectar humo tienen un elemento del grupo de los actinoides el americium-241. Estos dispositivos emiten una radiación que podría convertirse en neptunio-237.

Estos detectores de humo pueden contener menos de 0.0000003 gramos de americio, que poco a poco se va descomponiendo y tan solo el 0.2 % de esa cantidad es la que se convierten en neptunio, por lo que es una porción insignificante y no causa daño alguno en la salud humana.

Hoy en día el neptunio tan solo constituye un pequeño % del total de los desechos radiactivos. Aun así, a los científicos les preocupa el almacenamiento de este, debido a la particularidad de su amenaza, es altamente duradero y muy difícil de extraer. La radioactividad en un material producida por el neptunio puede durar millones de años.