L’américium (prononcé / ˌæməˈrɪsiəm /) est un élément synthétique qui porte le symbole Am et le numéro atomique 95. Élément métallique radioactif, l’américium est un actinide qui a été obtenu en 1944 en bombardant du plutonium avec des neutrons et était le quatrième élément transuranien à être découvert. Il a été nommé pour les Amériques, par analogie avec l’europium.

• 1 Propriétés
• 2 Applications
• 3 Historique
• 4 Isotopes
• 5 Chimie
• 6 Références
• 7 Lectures complémentaires

Propriétés

L’américium pur a un éclat argenté et blanc. À température ambiante, il se ternit lentement à l’air sec. Il est plus argenté que le plutonium ou le neptunium et apparemment plus malléable que le neptunium ou l’uranium. Les émissions alpha de 241Am sont environ trois fois supérieures à celles du radium. Des quantités en grammes de 241Am émettent des rayons gamma intenses, ce qui crée un sérieux problème d’exposition pour quiconque manipule l’élément.

L’américium est également fissile; la masse critique pour une sphère non réfléchie de 241Am est d’environ 60 kilogrammes. Il est peu probable que l’américium soit utilisé comme matériau d’armes, car sa masse critique minimale est considérablement plus grande que les isotopes de plutonium ou d’uranium plus facilement obtenus.

Applications

Cet élément peut être produit en kilogrammes et a certaines utilisations (principalement 241Am car il est plus facile de produire des échantillons relativement purs de cet isotope). L’américium a trouvé son chemin dans la maison, où un type de détecteur de fumée en contient une infime quantité (environ 0.2 microgrammes) de 241Am comme source de rayonnement ionisant. Le 241Am a été utilisé comme source de rayons gamma portable pour la radiographie. L’élément a également été utilisé pour mesurer l’épaisseur du verre afin d’aider à créer du verre plat. Le 242Am est un émetteur de neutrons et a trouvé des utilisations en radiographie neutronique. Il a également été cité pour être utilisé comme carburant de propulsion de fusée nucléaire avancé. Cet isotope est cependant extrêmement coûteux à produire en quantités utilisables.

Histoire

L’américium a été isolé pour la première fois par Glenn T. Seaborg, Leon O. Morgan, Ralph A. James et Albert Ghiorso à la fin de 1944 au Laboratoire métallurgique de guerre de l’Université de Chicago (maintenant connu sous le nom de Laboratoire national d’Argonne). L’équipe a créé l’isotope 241Am en soumettant le 239Pu à des réactions successives de capture de neutrons dans un réacteur nucléaire. Cela a créé 240Pu puis 241Pu qui à leur tour se sont désintégrés en 241Am via la désintégration bêta. Seaborg a obtenu un brevet pour «l’élément 95 et la méthode de production dudit élément», dont la revendication numéro 1, exceptionnellement laconique, se lit simplement, «élément 95». La découverte de l’américium et du curium a été annoncée pour la première fois de manière informelle lors d’un jeu-questionnaire pour enfants en 1945.

Isotopes

18 radio-isotopes de l’américium ont été caractérisés, le plus stable étant 243Am avec une demi-vie de 7370 ans et 241Am avec une demi-vie de 432,2 ans. Tous les isotopes radioactifs restants ont des demi-vies inférieures à 51 heures, et la majorité d’entre eux ont des demi-vies inférieures à 100 minutes. Cet élément a également 8 méta états, le plus stable étant 242 mAm (t½ 141 ans). Les isotopes de l’américium varient en poids atomique de 231,046 u (231Am) à 249.078 u (249Am).

Chimie

Dans les systèmes aqueux, l’état d’oxydation le plus courant est +3. Il est beaucoup plus difficile d’oxyder Am (III) en Am (IV) que il s’agit d’oxyder le Pu (III) en Pu (IV).

Actuellement, la chimie d’extraction par solvant de l’américium est importante car dans plusieurs régions du monde, des scientifiques travaillent sur des re la radiotoxicité à moyen terme des déchets issus du retraitement du combustible nucléaire irradié.

Voir extraction liquide-liquide pour quelques exemples d’extraction par solvant de l’américium.

Le dioxyde d’américium est utilisé dans détecteurs de fumée.

L’américium, à la différence de l’uranium, ne forme pas facilement un noyau de dioxyde d’amérique (AmO2). En effet, l’américium est très difficile à oxyder au-dessus de l’état d’oxydation +3 lorsqu’il se trouve dans une solution aqueuse. Dans l’environnement, ce noyau americyle pourrait se complexer avec le carbonate ainsi que d’autres fragments oxygène (OH-, NO2-, NO3- et SO4-2) pour former des complexes chargés qui ont tendance à être facilement mobiles avec de faibles affinités avec le sol.

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

Un gros travail a été fait sur l’extraction par solvant de l’américium, car c’est le cas que l’américium et les autres éléments transplutonium sont responsables de la majeure partie de la radiotoxicité à vie longue du combustible nucléaire usé. On pense qu’en éliminant l’américium et le curium, le combustible irradié n’aura besoin d’être isolé de l’homme et de son environnement que pendant une durée plus courte que celle requise pour l’isolement du combustible usé non traité. Un projet récent financé par l’UE sur ce sujet était connu sous le nom de code « EUROPART ». Dans le cadre de ce projet, des triazines et d’autres composés ont été étudiés comme agents d’extraction potentiels.

• WebElements.com – Americium

Lectures complémentaires

• Nuclides and Isotopes – 14th Edition, GE Nuclear Energy, 1989.
• Brevet US3,156,523 (version PDF) (1964-11-10) Glenn T. Seaborg Element 95 et méthode de production dudit élément
• Gabriele Fioni, Michel Cribier et Frédéric Marie. L’actinide mineur, l’américium-241, peut-il être transmuté par des neutrons thermiques?. Commissariat à l « énergie atomique.
• Terry Kammash, David L. Galbraith et Ta-Rong Jan (10 janvier 1993). » An americium-fueled gas core gas core nucleaire « dans dixième symposium sur le nucléaire spatial puissance et propulsion. AIP Conf. Proc. 271: 585-589. DOI: 10.1063 / 1.43073.