Americium (ausgesprochen / ˌæməˈrɪsiəm /) ist ein synthetisches Element mit dem Symbol Am und der Ordnungszahl 95. Als radioaktives Metallelement ist Americium ein Aktinid, das wurde 1944 durch Beschuss von Plutonium mit Neutronen erhalten und war das vierte zu entdeckende transuranische Element. Es wurde analog zu Europium nach Amerika benannt.

• 1 Eigenschaften
• 2 Anwendungen
• 3 Geschichte
• 4 Isotope
• 5 Chemie
• 6 Referenzen
• 7 Weiterführende Literatur

Eigenschaften

Pure Americium hat einen silbrig-weißen Glanz. Bei Raumtemperatur läuft es in trockener Luft langsam an. Es ist silbriger als Plutonium oder Neptunium und anscheinend formbarer als Neptunium oder Uran. Die Alpha-Emission von 241Am ist ungefähr dreimal so hoch wie die von Radium. Grammmengen von 241 Am emittieren intensive Gammastrahlen, was für jeden, der mit dem Element umgeht, ein ernstes Belichtungsproblem darstellt.

Americium ist ebenfalls spaltbar. Die kritische Masse für eine nicht reflektierte Kugel von 241 Am beträgt ungefähr 60 Kilogramm. Es ist unwahrscheinlich, dass Americium als Waffenmaterial verwendet wird, da seine minimale kritische Masse erheblich größer ist als bei leichter erhältlichen Plutonium- oder Uranisotopen.

Anwendungen

Dieses Element kann hergestellt werden in Kilogramm Mengen und hat einige Verwendungszwecke (meistens 241 Am, da es einfacher ist, relativ reine Proben dieses Isotops herzustellen). Americium hat seinen Weg in den Haushalt gefunden, wo eine Art Rauchmelder eine winzige Menge enthält (etwa 0).2 Mikrogramm) 241Am als Quelle ionisierender Strahlung. 241Am wurde als tragbare Gammastrahlenquelle für die Radiographie verwendet. Das Element wurde auch verwendet, um die Glasdicke zu messen, um zur Herstellung von Flachglas beizutragen. 242Am ist ein Neutronenemitter und hat in der Neutronenradiographie Verwendung gefunden. Es wurde auch zur Verwendung als fortschrittlicher Kernraketenantriebstreibstoff zitiert. Die Herstellung dieses Isotops in extremen Mengen ist jedoch extrem teuer.

Geschichte

Americium wurde zuerst von Glenn T. Seaborg, Leon O. Morgan, Ralph A. James und Albert Ghiorso Ende 1944 im Metallurgischen Labor des Krieges an der Universität von Chicago (heute bekannt als Argonne National Laboratory). Das Team schuf das Isotop 241Am, indem es 239Pu aufeinanderfolgenden Neutroneneinfangreaktionen in einem Kernreaktor unterwarf. Dies erzeugte 240Pu und dann 241Pu, die wiederum durch Beta-Zerfall in 241Am zerfielen. Seaborg wurde ein Patent für „Element 95 und Verfahren zur Herstellung dieses Elements“ erteilt, dessen ungewöhnlich knapper Anspruch Nummer 1 einfach „Element 95“ lautet. Die Entdeckung von Americium und Curium wurde erstmals 1945 in einer Kinderquizshow informell angekündigt.

Isotope

18 Radioisotope von Americium wurden charakterisiert, wobei das stabilste 243 Am mit einer Halbwertszeit von 7370 Jahren und 241 Am mit einer Halbwertszeit von 432,2 Jahren ist. Alle verbleibenden radioaktiven Isotope haben Halbwertszeiten von weniger als 51 Stunden und Die meisten von ihnen haben Halbwertszeiten von weniger als 100 Minuten. Dieses Element hat auch 8 Metazustände, wobei der stabilste 242 mA (t½ 141 Jahre) beträgt. Die Isotope von Americium reichen im Atomgewicht von 231,046 u (231 Am) bis 249.078 u (249Am).

Chemie

In wässrigen Systemen ist die häufigste Oxidationsstufe +3. Es ist sehr viel schwieriger, Am (III) zu Am (IV) zu oxidieren als Es soll Pu (III) zu Pu (IV) oxidieren.

Derzeit ist die Lösungsmittelextraktionschemie von Americium wichtig, da Wissenschaftler in mehreren Bereichen der Welt an Re arbeiten Verringerung der mittelfristigen Radiotoxizität des Abfalls aus der Wiederaufbereitung von gebrauchtem Kernbrennstoff.

Einige Beispiele für die Lösungsmittelextraktion von Americium finden Sie unter Flüssig-Flüssig-Extraktion.

Americiumdioxid wird in verwendet Rauchmelder.

Americium bildet im Gegensatz zu Uran nicht leicht einen Dioxid-Americyl-Kern (AmO2). Dies liegt daran, dass Americium oberhalb der Oxidationsstufe +3 in wässriger Lösung sehr schwer zu oxidieren ist. In der Umwelt könnte dieser Americylkern mit Carbonat sowie anderen Sauerstoffeinheiten (OH-, NO2-, NO3- und SO4-2) komplexieren und geladene Komplexe bilden, die dazu neigen, mit geringen Affinitäten zum Boden leicht beweglich zu sein.

• AmO2 (OH) +1
• AmO2 (OH) 2 + 2
• AmO2CO3 + 1
• AmO2 (CO3) 2 -1
• AmO2 (CO3) 3-3

Es wurde viel Arbeit an der Lösungsmittelextraktion von Americium geleistet, wie es bei Americium und Die anderen Transplutoniumelemente sind für den Großteil der langlebigen Radiotoxizität abgebrannter Brennelemente verantwortlich. Es wird angenommen, dass durch die Entfernung von Americium und Curium der verbrauchte Kraftstoff nur für eine kürzere Zeit vom Menschen und seiner Umwelt isoliert werden muss als für die Isolierung von unbehandeltem gebrauchtem Kraftstoff. Ein kürzlich von der EU finanziertes Projekt zu diesem Thema war unter dem Codenamen „EUROPART“ bekannt. Im Rahmen dieses Projekts wurden Triazine und andere Verbindungen als potenzielle Extraktionsmittel untersucht.

• WebElements.com – Americium

Weiterführende Literatur

uklide und Isotope – 14. Auflage, GE Nuclear Energy, 1989.
• Patent US 3,156,523 (PDF-Version) (1964-11-10) Glenn T. Seaborg Element 95 und Verfahren zur Herstellung dieses Elements
• Gabriele Fioni, Michel Cribier und Frédéric Marie. Kann das Nebenaktinid Americium-241 durch thermische Neutronen umgewandelt werden? Kommissariat à l „énergie atomique.
• Terry Kammash, David L. Galbraith und Ta-Rong Jan (10. Januar 1993).“ Eine mit Americium betriebene Gaskern-Atomrakete „im zehnten Symposium über Weltraumnuklearraketen Kraft und Antrieb. AIP Conf. Proc. 271: 585-589. DOI: 10.1063 / 1.43073.