Americium (udtalt / ˌæməˈrɪsiəm /) er et syntetisk element, der har symbolet Am og atomnummer 95. Et radioaktivt metalelement, americium er et aktinid, der blev opnået i 1944 ved at bombardere plutonium med neutroner og var det fjerde transuraniske element, der blev opdaget. Det blev opkaldt efter Amerika i analogi med europium.

• 1 egenskaber
• 2 applikationer
• 3 Historie
• 4 isotoper
• 5 Kemi
• 6 Referencer
• 7 Yderligere læsning

Egenskaber

Ren americium har en sølvfarvet og hvid glans. Ved stuetemperatur pletter den langsomt i tør luft. Det er mere sølvfarvet end plutonium eller neptunium og tilsyneladende mere formbart end neptunium eller uran. Alfa-emission fra 241Am er cirka tre gange så stor som radium. Gramængder på 241Am udsender intense gammastråler, hvilket skaber et alvorligt eksponeringsproblem for alle, der håndterer elementet.

Americium er også fissilt; den kritiske masse for en ikke-reflekteret kugle på 241Am er ca. 60 kg. Det er usandsynligt, at Americium ville blive brugt som et våbenmateriale, da dets mindste kritiske masse er betydeligt større end lettere opnåede plutonium- eller uranisotoper.

Anvendelser

Dette element kan produceres i kilogrammængder og har nogle anvendelser (for det meste 241Am, da det er lettere at fremstille relativt rene prøver af denne isotop). Americium har fundet vej ind i husstanden, hvor en type røgdetektor indeholder en lille mængde (ca. 0.2 mikrogram) på 241Am som en kilde til ioniserende stråling. 241Am er blevet brugt som en bærbar gammastrålekilde til brug i radiografi. Elementet er også blevet brugt til at måle glastykkelse for at hjælpe med at skabe fladt glas. 242Am er en neutronemitter og har fundet anvendelser i neutronradiografi. Det er også blevet citeret til brug som et avanceret fremdrivningsbrændstof til nuklear raket. Denne isotop er imidlertid ekstremt dyr at producere i brugbare mængder.

Historie

Americium blev først isoleret af Glenn T. Seaborg, Leon O. Morgan, Ralph A. James og Albert Ghiorso i slutningen af 1944 ved krigstidens Metallurgical Laboratory ved University of Chicago (nu kendt som Argonne National Laboratory). Holdet oprettede isotopen 241Am ved at udsætte 239Pu for successive neutronindfangningsreaktioner i en atomreaktor. Dette skabte 240Pu og derefter 241Pu, som igen henfaldt til 241Am via beta-henfald. Seaborg fik patent på “Element 95 and Method of Producing Said Element”, hvis usædvanligt kortvarige krav nummer 1 lyder ganske enkelt “Element 95.” Opdagelsen af americium og curium blev først annonceret uformelt på et børnequizshow i 1945.

Isotoper

18 radioisotoper af americium er blevet karakteriseret, hvor den mest stabile er 243Am med en halveringstid på 7370 år og 241Am med en halveringstid på 432,2 år. Alle de resterende radioaktive isotoper har halveringstider, der er mindre end 51 timer, og de fleste af disse har halveringstider, der er mindre end 100 minutter. Dette element har også 8 metatilstande, hvor den mest stabile er 242mAm (t½ 141 år). Isotoperne af americium ligger i atomvægt fra 231,046 u (231Am) til 249.078 u (249Am).

Kemi

I vandige systemer er den mest almindelige oxidationstilstand +3. Det er meget meget sværere at oxidere Am (III) til Am (IV) end det er at oxidere Pu (III) til Pu (IV).

I øjeblikket er opløsningsmiddelekstraktionskemi af americium vigtig, da forskere i flere områder af verden arbejder på at reduktion af affaldet på mellemlang sigt radiotoksicitet fra genoparbejdning af brugt nukleart brændsel.

Se væske-væskeekstraktion for nogle eksempler på opløsningsmiddelekstraktion af americium.

Americiumdioxid anvendes i røgdetektorer.

Americium danner, i modsætning til uran, ikke let en oxidamericylkerne (AmO2). Dette skyldes, at americium er meget svært at oxidere over +3 oxidationstilstanden, når det er i en vandig opløsning. I miljøet kunne denne americyl-kerne sammensættes med carbonat såvel som andre iltdele (OH-, NO2-, NO3- og SO4-2) til dannelse af ladede komplekser, som har tendens til let at være mobile med lave affiniteter til jord.

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

Der er udført en stor mængde arbejde med opløsningsmiddelekstraktionen af americium, da det er tilfældet med americium og de andre transplutoniumelementer er ansvarlige for størstedelen af brugt nukleart brændsels langvarige radiotoksicitet. Det menes, at ved fjernelse af americium og curium, at det brugte brændstof kun skal isoleres fra mennesket og dets omgivelser i kortere tid end det, der kræves til isolering af ubehandlet brugt brændstof. Et nyligt EU-finansieret projekt om dette emne blev kendt under kodenavnet “EUROPART”. Inden for dette projekt blev triaziner og andre forbindelser undersøgt som potentielle ekstraktionsmidler.

• WebElements.com – Americium

Yderligere læsning

• Nuclides and Isotopes – 14. udgave, GE Nuclear Energy, 1989.
• Patent US3,156,523 (PDF version) (1964-11-10) Glenn T. Seaborg Element 95 og Method of Producing Said Element
• Gabriele Fioni, Michel Cribier og Frédéric Marie. Kan det mindre aktinid, americium-241, transmitteres af termiske neutroner ?. Commissariat à l “énergie atomique.
• Terry Kammash, David L. Galbraith og Ta-Rong Jan (10. januar 1993).” En americium-drevet gaskernekernraket “i det tiende symposium om rumkerne magt og fremdrift. AIP Conf. Proc. 271: 585-589. DOI: 10.1063 / 1.43073.