Back to Elements List
 |
Photo of light pink solution of americium(III) in concentrated potassium carbonate (left) and after electrochemical oxidation at a platinum screen anode to produce a golden-brown solution of americium(IV) carbonate complex (right). D. E. Hobart, et al. (1982) Radiochimica Acta, 31,139., |
Americium
Historia
Americium było czwartym syntetycznym pierwiastkiem transuranowym, który został odkryty i został nazwany po kontynencie Ameryki Północnej przez analogię do jego lżejszego homologu lantanowców, europium, który został nazwany po Europie, kontynencie odkrycia. Americium zostało wykonane przez Glenna Seaborga, Ralpha Jamesa, Leona Morgana i Alberta Ghiorso pod koniec 1944 roku w wartime metallurgical laboratory na Uniwersytecie w Chicago. Powstał w wyniku kolejnych reakcji wychwytywania neutronów przez izotopy plutonu w reaktorze jądrowym., Element produktu był dość trudny do oddzielenia ze względu na jego przewidywane właściwości, które jak się okazało były nieprawidłowe. W przeciwieństwie do lżejszych wcześniej odkrytych pierwiastków transuraniowych umieszczonych w głównym bloku układu okresowego, americium zachowało się chemicznie jak seria pierwiastków lantanowych. Wykazywał np. stan trójwartościowy jako najbardziej stabilny w roztworach wodnych. To zachowanie i podobne zachowanie nowo odkrytego pierwiastka, curium, skłoniło Glenna Seaborga do odważnej i radykalnej zmiany układu okresowego i stworzenia serii pierwiastków aktynowcowych.,
pierwszym zidentyfikowanym izotopem Ameryki był izotop 241Am, który ma okres półtrwania rozpadu Alfa wynoszący 432,2 lat do córki neptunium-237. Pierwsze odkrycie zostało sklasyfikowane jako tajne w ramach projektu Manhattan podczas II Wojny Światowej, ale odkrycie zostało później odtajnione. Seaborg ogłosił odkrycie pierwiastków 95, americium 96 i curium w programie radiowym Dla Dzieci”the Quiz Kids” pięć dni przed planowaną prezentacją na spotkaniu Amerykańskiego Towarzystwa Chemicznego w listopadzie 1945 roku., Jego ogłoszenie zaowocowało, gdy jeden z młodych słuchaczy zapytał, czy oprócz plutonu i neptunium odkryto jakiś nowy pierwiastek transuraniowy.
właściwości
początkowe próbki americium ważyły kilka mikrogramów; były ledwo widoczne i zostały zidentyfikowane po ich radioaktywności. Pierwsze znaczne ilości metalicznego americium zostały przygotowane dopiero w 1951 roku poprzez redukcję fluorku americium (III)z metalem baru w wysokiej próżni w temperaturze 1100 °C, wytwarzając do 200 miligramów., Połysk świeżo przygotowanego metalu americium jest biały i bardziej srebrzysty niż Pluton lub Neptun przygotowany w ten sam sposób. Wydaje się być bardziej plastyczny niż uran lub Neptun i powoli matowieje w suchym powietrzu w temperaturze pokojowej. W roztworze znane są stany utleniania III, IV, V I VI i istnieje bezpodstawne twierdzenie o istnieniu Am (VII). Am (IV) jest niestabilny w środowisku kwaśnym, ale w silnie zasadowych roztworach węglanowych AM(IV) jest stabilny., W rzeczywistości w roztworach węglanowych wykazano, że americum jest drugim pierwiastkiem po plutonie, który ma jednocześnie wszystkie cztery stany utleniania. Istnieją liczne związki americium. Jego tlenki mają najbardziej praktyczne zastosowania.
izotopy
znanych jest około 19 izotopów i 8 izomerów jądrowych. Istnieją dwa długowieczne emitery Alfa, 241Am i 243Am z okresem półtrwania odpowiednio 432,2 i 7,370 lat, a izomer jądrowy 242am ma okres półtrwania 141 lat. Okres półtrwania innych izotopów i izomerów wynosi od 0.,64 mikrosekund dla 245Am do 50.8 godzin dla 240Am. Podobnie jak większość innych aktynowców, izotopy ameryku o nieparzystej liczbie neutronów charakteryzują się stosunkowo wysoką szybkością rozszczepienia jądrowego i niską masą krytyczną. Dla dłuższych izotopów, 241am i 243Am, dostępne są teraz kilogramy o wysokiej czystości.
wykorzystuje
istnieje wiele komercyjnych zastosowań izotopów ameryku. Americium-241 było używane jako przenośne źródło zarówno promieniowania gamma, jak i cząstek alfa do wielu zastosowań medycznych i przemysłowych., Emisja promieniowania gamma 60 keV z 241Am w takich źródłach może być wykorzystywana do pośredniej analizy materiałów w radiografii i spektroskopii fluorescencji rentgenowskiej, a także do kontroli jakości w stałych miernikach gęstości jądrowej i densometrach jądrowych. Na przykład, americium zostało wykorzystane do pomiaru grubości szkła, aby pomóc w tworzeniu szkła płaskiego. Americium-241 nadaje się również do kalibracji spektrometrów promieniowania gamma w zakresie niskoenergetycznym, ponieważ jego widmo składa się z prawie pojedynczego piku gamma. Americium-241 jest również używany jako źródło jonizacji w komercyjnych detektorach dymu., Zaproponowano kilka nietypowych zastosowań, takich jak bateria jądrowa lub paliwo dla statków kosmicznych z napędem jądrowym, dla izotopu 242mam, ale są one jeszcze utrudnione przez niedobór i wysoką cenę tego izomeru.
zagrożenia
podobnie jak w przypadku wszystkich wysoce radioaktywnych pierwiastków, Ameryk i jego związki muszą być przetwarzane wyłącznie w odpowiednim laboratorium w specjalnych warunkach hermetycznych., Chociaż większość izotopów Ameryki emituje głównie cząstki alfa, które mogą być blokowane przez cienkie warstwy zwykłych materiałów, wiele produktów pochodnych emituje promieniowanie gamma i neutrony, które mają długą głębokość penetracji. Aktywność alfa z 241Am jest około trzy razy większa niż Radu. Gdy ilość gramów 241Am jest obsługiwana, intensywna aktywność gamma sprawia, że ekspozycja jest poważnym problemem.