Америций

95 Плутоний ← Америций → Кюрий 95Am
Внешний вид простого вещества
Серебристо-белый радиоактивный металл
Свойства атома
Имя, символ, номер	Америций / Americium (Am), 95
Атомная масса (молярная масса)	243,0614 а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация	[Rn] 5f7 7s2
Радиус атома	173 пм
Химические свойства
Радиус иона	(+4e) 92 (+3e) 107 пм
Электроотрицательность	1,3 (шкала Полинга)
Электродный потенциал	Am←Am4+ -0,90 В Am←Am3+ -2,07 В Am←Am2+ -1,95 В
Степени окисления	6, 5, 4, 3
Энергия ионизации (первый электрон)	0,0 (0,00)[источник не указан 740 дней] кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.)	13,67 г/см³
Температура плавления	1 267 K
Температура кипения	2 880 K
Теплота плавления	(10,0) кДж/моль
Теплота испарения	238,5 кДж/моль
Молярная теплоёмкость	25,85[1] Дж/(K·моль)
Молярный объём	20,8 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки	гексагональная
Параметры решётки	a=3,468 c=11,24[2] Å
Отношение c/a	3,24

95	Америций
Am 243,061
5f77s2

Америций (лат. Americium (Am)) — 95-й элемент таблицы Менделеева, четвёртый синтезированный трансплутониевый элемент.

История

Элемент был получен искусственно в 1944 году в Металлургической лаборатории Чикагского университета Гленном Сиборгом с сотрудниками.

Физические свойства

Америций — металл серебристо-белого цвета, тягучий и ковкий. Светится в темноте за счёт собственного α-излучения. Больше всего он похож на металлы редкоземельного семейства. Имеет две аллотропные формы. В низкотемпературной форме обладает двойной плотно упакованной шестиугольной структурой, плотность 13.67, которая при 1074 °C преобразуется в гранецентрированную кубическую. Температура плавления — 1175 °C.

Химические свойства

Этот раздел не завершён. Вы поможете проекту, исправив и дополнив его.

Происхождение названия

Электронная оболочка америция

Внешняя электронная оболочка нового элемента (5f) оказалась аналогичной европию (4f). Поэтому элемент назвали в честь Америки, как европий — в честь Европы.

Получение

²⁴¹Am сейчас получают в промышленном количестве при распаде ²⁴¹Pu: Pu-241 -> (13.2 года, бета частица) -> Am-241.

Последовательность получения ²⁴¹Am

²⁴¹Pu образуется во всех ядерных реакторах при захвате нейтрона ²³⁸U.

1. ²³⁸U + n => ²³⁹U
2. ²³⁹U β распад => ²³⁹Np
3. ²³⁹Np β распад => ²³⁹Pu
4. ²³⁹Pu + n => ²⁴⁰Pu
5. ²⁴⁰Pu + n => ²⁴¹Pu
6. ²⁴¹Pu β распад (13.2 года) => ²⁴¹Am (Период полураспада 432.2 года)

Так как Pu-241 обычно присутствует в только что выработанном оружейном плутонии, Am-241 накапливается в веществе с распадом Pu-241. В связи с этим, он играет важную роль в старении плутониевого оружия. Свежеизготовленный оружейный плутоний содержит 0.5-1.0 % Pu-241, реакторный плутоний имеет от 5-15 % до 25 % Pu-241. Через несколько десятилетий почти весь Pu-241 распадется в Am-241. Энергетика альфа-распада Am-241 и относительно короткое время жизни создают высокую удельную радиоактивность и тепловой выход (106 Вт/кг, для примера у Pu-241 тепловой выход 3.4 Вт/кг). Большая часть альфа- и гамма-активности старого оружейного плутония обусловливается Am-241.

Применение

Детектор дыма

Самый долгоживущий изотоп америция — Am²⁴³ имеет период полураспада 8 000 лет и используется для радиохимических исследований и накопления более отдаленных трансуранов, вплоть до фермия.

Значительно многообразнее применение самого первого изотопа америция — Am²⁴¹. Он имеет период полураспада 433 года. Этот изотоп, распадаясь, испускает альфа-частицы и мягкие (60 кэВ) гамма-лучи (для примера: энергия жестких гамма-квантов, испускаемых кобальтом-60 — несколько МэВ). Защита от мягкого излучения Am-241 сравнительно проста и немассивна: вполне достаточно сантиметрового слоя свинца. В промышленности используются различные контрольно-измерительные и исследовательские приборы с америцием-241, в частности, для непрерывного измерения толщины стальной (от 0,5 до 3 мм) и алюминиевой (до 50 мм) ленты, а также листового стекла. Аппаратуру с америцием-241 используют и для снятия электростатических зарядов в промышленности с пластмасс, синтетических пленок и бумаги. Он находится и внутри некоторых детекторов дыма (~0,26 микрограмма на детектор).

Ядерный изомер Америций-242m обладает высоким сечением деления тепловыми нейтронами (6000 барн), большим количеством выделяемых нейтронов на одно деление (3,6) и относительно большим периодом полураспада (141 год)^[3], что делает его подходящим топливом для сверхкомпактных ядерных реакторов (критическая масса — 3,78 кг, меньше только у некоторых изотопов калифорния). Предполагается, например, использовать его для ядерных реакторов на межпланетных космических кораблях^[4]. Однако получение этого изотопа в граммовых количествах пока только обсуждается (предполагается получать его из ²⁴¹Am, который содержится в ОЯТ в количестве порядка килограмма на тонну).

Биологическая роль

Америций — высокотоксичный элемент. Значение ПДК для америция в воздухе около 1·10⁻⁴ Бк/л, в воде водоёмов около 70-80 Бк/л.

Примечания

1. ↑ Редкол.:Кнунянц И. Л. (гл. ред.) Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1. — С. 125. — 623 с. — 100 000 экз.
2. ↑ WebElements Periodic Table of the Elements | Americium | crystal structures
3. ↑ Энциклопедия нейтронных данных (pdf). Росфонд (Российская библиотека файлов оцененных нейтронных данных). Архивировано из первоисточника 23 августа 2011. Проверено 26 июня 2011.
4. ↑ IOP Publishing

Ссылки

	Америций на Викискладе?

• Америций на Webelements
• Америций в Популярной библиотеке химических элементов