Americium (uitgesproken als / ˌæməˈrɪsiəm /) is een synthetisch element met het symbool Am en atoomnummer 95. Een radioactief metaalelement, americium is een actinide dat werd in 1944 verkregen door plutonium te beschieten met neutronen en was het vierde transurane element dat werd ontdekt. Het werd genoemd naar Amerika, naar analogie met europium.

• 1 Eigenschappen
• 2 Toepassingen
• 3 Geschiedenis
• 4 Isotopen
• 5 Chemie
• 6 Referenties
• 7 Verder lezen

Eigenschappen

Pure americium heeft een zilverachtige en witte glans. Bij kamertemperatuur verkleurt het langzaam in droge lucht. Het is meer zilverachtig dan plutonium of neptunium en blijkbaar meer kneedbaar dan neptunium of uranium. De alfa-emissie van 241Am is ongeveer driemaal die van radium. Gram-hoeveelheden van 241Am zenden intense gammastraling uit, wat een ernstig blootstellingsprobleem vormt voor iedereen die het element hanteert.

Americium is ook splijtbaar; de kritische massa voor een ongereflecteerde bol van 241Am is ongeveer 60 kilogram. Het is onwaarschijnlijk dat Americium zou worden gebruikt als wapenmateriaal, aangezien de minimale kritische massa aanzienlijk groter is dan gemakkelijker verkregen plutonium- of uraniumisotopen.

Toepassingen

Dit element kan worden geproduceerd in kilogrammen en heeft enkele toepassingen (meestal 241Am omdat het gemakkelijker is om relatief zuivere monsters van deze isotoop te produceren). Americium heeft zijn weg gevonden naar het huishouden, waar één type rookmelder een kleine hoeveelheid bevat (ongeveer 0.2 microgram) van 241Am als bron van ioniserende straling. 241Am is gebruikt als draagbare bron voor gammastraling voor gebruik bij radiografie. Het element is ook gebruikt om de glasdikte te meten om vlakglas te helpen maken. 242Am is een neutronenemitter en wordt gebruikt in neutronenradiografie. Het is ook genoemd voor gebruik als een geavanceerde brandstof voor nucleaire raketvoortstuwing. Deze isotoop is echter extreem duur om in bruikbare hoeveelheden te produceren.

Geschiedenis

Americium werd voor het eerst geïsoleerd door Glenn T. Seaborg, Leon O. Morgan, Ralph A. James en Albert Ghiorso eind 1944 in het Metallurgisch Laboratorium in oorlogstijd aan de Universiteit van Chicago (nu bekend als Argonne National Laboratory). Het team creëerde de isotoop 241Am door 239Pu te onderwerpen aan opeenvolgende neutronenvangstreacties in een kernreactor. Dit creëerde 240Pu en vervolgens 241Pu die op hun beurt vervielen in 241Am via bèta-verval. Seaborg kreeg een octrooi voor “Element 95 and Method of Producing Said Element”, waarvan de ongewoon beknopte conclusie 1 eenvoudig luidt: “Element 95”. De ontdekking van americium en curium werd voor het eerst informeel aangekondigd tijdens een kinderquiz in 1945.

Isotopen

18 radio-isotopen van americium zijn gekarakteriseerd, met als meest stabiele 243Am met een halfwaardetijd van 7370 jaar en 241Am met een halfwaardetijd van 432,2 jaar. Alle overige radioactieve isotopen hebben een halfwaardetijd van minder dan 51 uur, en de meeste hiervan hebben halfwaardetijden van minder dan 100 minuten. Dit element heeft ook 8 metatoestanden, waarvan de meest stabiele 242mAm (t½ 141 jaar) is. De isotopen van americium variëren in atoomgewicht van 231.046 u (231Am) tot 249.078 u (249Am).

Chemie

In waterige systemen is de meest voorkomende oxidatietoestand +3. Het is veel moeilijker om Am (III) te oxideren tot Am (IV) dan het is bedoeld om Pu (III) te oxideren tot Pu (IV).

Momenteel is de chemie van de oplosmiddelextractie van americium belangrijk omdat in verschillende delen van de wereld wetenschappers werken aan re waardoor de radiotoxiciteit op middellange termijn van het afval van de opwerking van gebruikte splijtstof wordt verminderd.

Zie vloeistof-vloeistofextractie voor enkele voorbeelden van de oplosmiddelextractie van americium.

Americiumdioxide wordt gebruikt in rookmelders.

Americium vormt, in tegenstelling tot uranium, niet gemakkelijk een dioxide-americylkern (AmO2). Dit komt omdat americium erg moeilijk te oxideren is boven de +3 oxidatietoestand wanneer het zich in een waterige oplossing bevindt. In het milieu zou deze americylkern een complex kunnen vormen met carbonaat en andere zuurstofgroepen (OH-, NO2-, NO3- en SO4-2) om geladen complexen te vormen die gemakkelijk mobiel zijn met lage affiniteiten voor aarde.

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

Er is veel werk verzet aan de oplosmiddelextractie van americium, zoals het geval is dat americium en de andere transplutoniumelementen zijn verantwoordelijk voor het merendeel van de langdurige radiotoxiciteit van verbruikte splijtstof. Aangenomen wordt dat door verwijdering van americium en curium de gebruikte brandstof slechts voor een kortere tijd van mens en omgeving geïsoleerd hoeft te worden dan voor het isoleren van onbehandelde gebruikte brandstof. Een recent door de EU gefinancierd project over dit onderwerp stond bekend onder de codenaam “EUROPART”. Binnen dit project werden triazines en andere verbindingen bestudeerd als potentiële extractiemiddelen.

• WebElements.com – Americium

Verder lezen

• Nuclides and Isotopes – 14th Edition, GE Nuclear Energy, 1989.
• Octrooi US3,156,523 (pdf-versie) (1964/11/10) Glenn T. Seaborg Element 95 en methode om het genoemde element te produceren
• Gabriele Fioni, Michel Cribier en Frédéric Marie. Kan het minder belangrijke actinide, americium-241, worden getransmuteerd door thermische neutronen? Commissariat à l “énergie atomique.
• Terry Kammash, David L. Galbraith, en Ta-Rong Jan (10 januari 1993).” Een met americium gevoede gaskern nucleaire raket “in het tiende symposium over nucleair in de ruimte vermogen en voortstuwing. AIP Conf. Proc. 271: 585-589. DOI: 10.1063 / 1.43073.