Neptunium 237

Le neptunium 237, noté ²³⁷Np, est l'isotope du neptunium dont le nombre de masse est égal à 237 : son noyau atomique compte 93 protons et 144 neutrons avec un spin 5/2+ pour une masse atomique de 237,048 17 g/mol. Il est caractérisé par un excès de masse de 44 871,6 ± 1,1 keV et une énergie de liaison nucléaire par nucléon de 7 574,99 keV[1]. Un gramme de neptunium 237 présente une radioactivité de 26,3 MBq.

Neptunium 237

Schéma de désintégration simplifié du neptunium 237

Données physiques
Demi-vie	(2,144 ± 0,007) × 10⁶ années[1]
Produit de désintégration	²³³Pa
Masse atomique	237,0481716(12) u
Spin	5/2+
Excès d'énergie	44 871,6 ± 1,1 keV[1]
Énergie de liaison par nucléon	7 574,989 ± 0,005 keV[1]

Désintégration radioactive
Désintégration	Produit	Énergie (MeV)
α	233 91Pa	4,95826

Il donne du protactinium 233 par désintégration α avec une énergie de désintégration de 4,959 MeV et une période radioactive de 2 144 000 ans ; c'est de loin le plus stable de tous les isotopes du neptunium.

Il est par ailleurs fissible, dans la mesure où il peut entretenir une réaction en chaîne à neutrons rapides, comme dans les armes nucléaires[2]. Sa probabilité de fission demeure néanmoins faible avec les neutrons thermiques.

Production du neptunium 237

C'est le seul isotope de neptunium produit en quantité significative lors du cycle du combustible nucléaire, à la fois par captures neutroniques successives sur l'uranium 235 — qui ne fissionne pas à chaque fois — et sur l'uranium 236, ou par des réactions (n, 2n) lorsque des neutrons rapides viennent éjecter des neutrons d'uranium 238 ou d'autres isotopes de plutonium.

De petites quantités de neptunium 237 se forment également à partir de l'américium 241 résultant de l'irradiation de l'uranium.

On l'utilise par exemple pour produire, par capture neutronique, du plutonium 238 suffisamment pur[3] utilisé quant à lui, notamment dans les générateurs thermoélectriques à radioisotope des sondes spatiales et des équipements à technologie pointue (généralement militaires) nécessitant une source d'énergie fiable et pérenne sans maintenance particulière :