Neptunium-Reihe

Die Neptunium-Reihe ist die natürliche Zerfallsreihe des Neptuniumisotops ²³⁷Np. Ihr Endnuklid ist das Thalliumisotop ²⁰⁵Tl. Bis 2003 glaubte man, das Bismutisotop ²⁰⁹Bi sei stabil und der Endpunkt der Reihe. Die Reihe kann „rückwärts“ über das Neptunium hinaus zu noch schwereren Transuranen fortgesetzt werden.

Die Neptuniumreihe wird auch als „prähistorische“ Reihe bezeichnet, da das bei der Entstehung der Erde vorhandene ²³⁷Np schon gänzlich zerfallen ist. Auch das im Naturreaktor Oklo entstandene Neptunium-237 (bzw. Americium-241) ist längst bis zum (äußerst langlebigen) Bismut-209 zerfallen. Kleinste Mengen ²³⁷Np entstehen auch in Uranerzen, da ²³⁸U zur Spontanspaltung in der Lage ist, wobei Neutronen frei werden, welche durch Neutroneneinfang in ²³⁵U und anschließend noch einmal in ²³⁶U das betastrahlende ²³⁷U bilden, welches schließlich zu ²³⁷Np zerfällt. Hierbei besteht ein dynamisches Gleichgewicht aus dem skizzierten Entstehungsweg und dem anschließenden Alphazerfall von ²³⁷Np. Die entstehenden Mengen (Größenordnung 10⁻¹² Neptunium-Atome pro Uran-Atom) sind jedoch kaum oberhalb der Nachweisgrenze und eher von akademischer Relevanz.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref><ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>

Nuklide der Neptuniumreihe existieren heute wieder durch künstliche Erzeugung, weil Anfangsnuklide wie ²⁴¹Pu, ²⁴¹Am, ²³⁷Np und ²³⁷U in Kernreaktoren als Neben- bzw. Hauptprodukte erbrütet werden. Wenn Thorium als „Brennstoff“ in Kernreaktoren verwendet wird, wird hierbei durch Neutroneneinfang das spaltbare ²³³U „erbrütet“, welches ein weiteres, relativ langlebiges, Glied der Kette an Zerfällen der Neptunium-Reihe ist. ²⁴¹Am wird in Ionisationsrauchmeldern verwendet. In heute vertriebenen Rauchmeldern findet sich 1 Microcurie (37 kBq) oder weniger an ²⁴¹Am,<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|Vorlage:FormatDate/Wartung/Error}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:Backgrounder on Smoke Detectors|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Backgrounder on Smoke Detectors}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.nrc.gov/reading-rm/doc-collections/fact-sheets/smoke-detectors.html%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Backgrounder on Smoke Detectors}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.nrc.gov/reading-rm/doc-collections/fact-sheets/smoke-detectors.html}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Backgrounder on Smoke Detectors}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:nrc.gov2020-05{{#if: 2024-03-09 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}

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Datei:Radioaktivezerfallsreihen-Diagramm.svg
Natürliche radioaktive Zerfallsreihen: Neptunium-Reihe (violett)

4n+1 Reihe

Datei:Neptuniova rada.svg

Zerfallsreihen von ²³⁷Np: Z ist die Ordnungszahl (Protonenzahl), N die Neutronenzahl der Nuklide.
Die sehr seltenen Zerfälle über die Nuklide ²²¹Ra und ²¹⁷Rn sowie der Zerfall von ²⁰⁹Bi sind nicht dargestellt.

Nuklid	Zerfall	Halbwerts- zeit	E (MeV)	Zerfalls- produkt
²⁴¹Pu	β⁻ 99,9975 % α 0,0025 %	14,4 a	0,021 5,140	²⁴¹Am ²³⁷U
²⁴¹Am	α	432,2 a	5,638	²³⁷Np
²³⁷U	β⁻	6,75 d	0,519	²³⁷Np
²³⁷Np	α	2,144 · 10⁶ a	4,959	²³³Pa
²³³Pa	β⁻	26,967 d	0,571	²³³U
²³³U	α	1,592 · 10⁵ a	4,909	²²⁹Th
²²⁹Th	α	7880 a	5,168	²²⁵Ra
²²⁵Ra	β⁻	14,9 d	0,357	²²⁵Ac
²²⁵Ac	α	10,0 d	5,935	²²¹Fr
²²¹Fr	α 99,9 % β⁻ 0,1 %	4,9 min	6,458 0,312	²¹⁷At ²²¹Ra
²²¹Ra	α	28,0 s	6,886	²¹⁷Rn
²¹⁷At	α 99,99 % β⁻ 0,01 %	32,3 ms	7,202 0,740	²¹³Bi ²¹⁷Rn
²¹⁷Rn	α	0,54 ms	7,889	²¹³Po
²¹³Bi	β⁻ 97,91 % α 2,09 %	45,49 min	1,426 5,982	²¹³Po ²⁰⁹Tl
²¹³Po	α	4,2 ms	8,537	²⁰⁹Pb
²⁰⁹Tl	β⁻	2,20 min	3,980	²⁰⁹Pb
²⁰⁹Pb	β⁻	3,253 h	0,644	²⁰⁹Bi
²⁰⁹Bi	α	1,9 · 10¹⁹ a	3,137<ref>Pierre de Marcillac, Noël Coron, Gérard Dambier, Jacques Leblanc & Jean-Pierre Moalic: „Experimental detection of α-particles from the radioactive decay of natural bismuth“, in: Nature, 2003, Volume 422, Number 6934, S. 876–878; {{#invoke:Vorlage:Handle\|f\|scheme=doi\|class=plainlinks\|parProblem=Problem\|errCat=Wikipedia:Vorlagenfehler/Parameter:DOI\|errClasses=error editoronly\|errHide=1\|errNS=0 4 10 100}}.</ref>	²⁰⁵Tl
²⁰⁵Tl	stabil

Einzelnachweise

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