Americium (uttalad / ˌæməˈrɪsiəm /) är ett syntetiskt element som har symbolen Am och atomnummer 95. Ett radioaktivt metalliskt element, americium är en aktinid som erhölls 1944 genom att bomba plutonium med neutroner och var det fjärde transuraniska elementet som upptäcktes. Det namngavs efter Amerika, i analogi med europium.

• 1 Egenskaper
• 2 Tillämpningar
• 3 Historik
• 4 Isotoper
• 5 Kemi
• 6 Referenser
• 7 Ytterligare läsning

Egenskaper

Ren americium har en silverfärgad och vit glans. Vid rumstemperatur suddas den långsamt i torr luft. Det är mer silverfärgat än plutonium eller neptunium och tydligen mer smidigt än neptunium eller uran. Alfaemission från 241Am är ungefär tre gånger så stor som radium. Gramkvantiteter på 241Am avger intensiva gammastrålar vilket skapar ett allvarligt exponeringsproblem för alla som hanterar elementet.

Americium är också klyvbart; den kritiska massan för en oreflekterad sfär på 241Am är ungefär 60 kg. Det är osannolikt att Americium skulle användas som vapenmaterial, eftersom dess minsta kritiska massa är betydligt större än lättare erhållna plutonium- eller uranisotoper.

Tillämpningar

Detta element kan produceras i kilogrammängder och har vissa användningsområden (mestadels 241Am eftersom det är lättare att producera relativt rena prover av denna isotop). Americium har kommit in i hushållet, där en typ av rökdetektor innehåller en liten mängd (cirka 0.2 mikrogram) av 241Am som en källa för joniserande strålning. 241Am har använts som en bärbar gammastrålningskälla för användning i radiografi. Elementet har också använts för att mäta glastjockleken för att skapa planglas. 242Am är en neutronemitter och har funnit användningar i neutronradiografi. Det har också citerats för användning som ett avancerat bränsle för framdrivning av kärnraket. Denna isotop är dock extremt dyr att producera i användbara mängder.

Historia

Americium isolerades först av Glenn T. Seaborg, Leon O. Morgan, Ralph A. James och Albert Ghiorso i slutet av 1944 vid krigstiden Metallurgical Laboratory vid University of Chicago (nu känd som Argonne National Laboratory). Teamet skapade isotopen 241Am genom att utsätta 239Pu för successiva neutronupptagningsreaktioner i en kärnreaktor. Detta skapade 240Pu och sedan 241Pu som i sin tur sönderdelades till 241Am via betaförfall. Seaborg beviljades patent för ”Element 95 and Method of Producing Said Element”, vars ovanligt kortfattade påstående nummer 1 helt enkelt läser ”Element 95.” Upptäckten av americium och curium tillkännagavs först informellt i en barnquizshow 1945.

Isotoper

18 radioisotoper av americium har karakteriserats, med den mest stabila 243Am med en halveringstid på 7370 år och 241Am med en halveringstid på 432,2 år. Alla återstående radioaktiva isotoper har halveringstider som är mindre än 51 timmar, och majoriteten av dessa har halveringstider som är mindre än 100 minuter. Detta element har också 8 metatillstånd, med den mest stabila är 242mAm (t½ 141 år). Isotoperna av americium sträcker sig i atomvikt från 231,046 u (231Am) till 249.078 u (249Am).

Kemi

I vattenhaltiga system är det vanligaste oxidationstillståndet +3. Det är mycket svårare att oxidera Am (III) till Am (IV) än det är att oxidera Pu (III) till Pu (IV).

För närvarande är americiums kemi för extraktion av lösningsmedel viktigt eftersom forskare i flera delar av världen arbetar med att framkallning av avfallet på medellång sikt av avfallet från upparbetning av använt kärnbränsle.

Se extraktion av vätska-vätska för några exempel på lösningsmedelsextraktion av americium. rökdetektorer.

Americium, till skillnad från uran, bildar inte lätt en dioxidamerikylkärna (AmO2). Detta beror på att americium är mycket svårt att oxidera över +3 oxidationstillståndet när det är i en vattenlösning. I miljön kan denna americylkärna komplexa med karbonat såväl som andra syredelar (OH-, NO2-, NO3- och SO4-2) för att bilda laddade komplex som tenderar att vara lätt rörliga med låga affiniteter till jord.

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

En stor mängd arbete har gjorts med extraktion av lösningsmedel av americium, eftersom det är fallet att americium och de andra transplutoniumelementen är ansvariga för majoriteten av den långlivade radiotoxiciteten hos använt kärnbränsle. Man tror att genom avlägsnande av americium och curium att det använda bränslet endast kommer att behöva isoleras från människan och dess omgivning under en kortare tid än vad som krävs för isolering av obehandlat använt bränsle. Ett nyligen EU-finansierat projekt om detta ämne kändes under kodnamnet ”EUROPART”. Inom detta projekt studerades triaziner och andra föreningar som potentiella extraktionsmedel.

• WebElements.com – Americium

Ytterligare läsning

• Nuclides and Isotopes – 14th Edition, GE Nuclear Energy, 1989.
• Patent US3,156,523 (PDF version) (1964-11-10) Glenn T. Seaborg Element 95 och Method of Producing Said Element
• Gabriele Fioni, Michel Cribier och Frédéric Marie. Kan den mindre aktiniden, americium-241, överföras av termiska neutroner ?. Commissariat à l ”énergie atomique.
• Terry Kammash, David L. Galbraith och Ta-Rong Jan (10 januari 1993).” En americium-driven gas kärnkärnraket ”i tionde symposiet om rymdkärnkraft kraft och framdrivning. AIP Conf. Proc. 271: 585-589. DOI: 10.1063 / 1.43073.