Americiu-241

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 26 mai 2021; verificările necesită 2 modificări .

Americiu-241

Nume, simbol

Americiu-241, 241 Am

Neutroni

146

Proprietățile nuclidelor

Masă atomică

241.056829(1) [1] a. mânca.

defect de masă

+52 936,0 [1] k eV

Energie de legare specifică (per nucleon)

7543,272 [1] keV

Jumătate de viață

432,6 [2] ani

Produse de degradare

237Np _

Izotopi parentali

241 Pu ( β − )
241 Cm ( ε ) 245 Bk ( α )

Spinul și paritatea nucleului

5/2 - [2]

Canal de dezintegrare	Energia de dezintegrare
Dezintegrare alfa (~100%)	5,63782 MeV
fisiune spontană (4,3×10 −10 %)

Tabelul nuclizilor

Americiul-241 este un izotop al americiului . O substanță simplă este un metal alb-argintiu . O caracteristică interesantă a acestui izotop este strălucirea în întuneric datorită propriei radiații alfa . Americiul este foarte toxic. Toxicitatea sa se datorează mai mult proprietăților radiațiilor decât celor chimice. Valoarea MPC de 241 Am în aer este de ~1·10 −4 Bq/l, în corpurile de apă nu este mai mare de 70–80 Bq/l. Activitate specifică - 3,5 Curie/g (129 GBq/g).

Formare și dezintegrare

Americiu-241 este un produs fiică

β − -desintegrarea izotopului plutoniu-241 :

{\mathrm {{}^{{2}}{}_{{94}}^{{41}}Pu}}\rightarrow {\mathrm {{}^{{2}}{}_{{95} }^{{41}}Am}}+e^{-}+{\bar {\nu }}_{e};

captarea electronilor de către un nucleu de curiu-241 :

{\mathrm {{}^{{2}}{}_{{96}}^{{41}}Cm}}+e^{-}\rightarrow {\mathrm {{}^{{2}}{ }_{{95}}^{{41}}Am}}+\nu _{e};

dezintegrarea alfa a berkeliului-245 :

{\mathrm {{}^{{2}}{}_{{97}}^{{45}}Bk}}\rightarrow {\mathrm {{}^{{2}}{}_{{95} }^{{41}}Am}}+{}_{{2}}^{{4}}\alpha .

241 Am în sine este, de asemenea, instabil, cu un timp de înjumătățire de 432,6 ani. Când se descompune, americiul-241 emite particule alfa , iar nucleul fiică al neptuniului-237 emite o cascadă de cuante gamma și/sau electroni de conversie :

{\mathrm {{}^{{2}}{}_{{95}}^{{41}}Am}}\rightarrow {\mathrm {{}^{{2}}{}_{{93} }^{{37}}Np}}+{}_{{2}}^{{4}}\alpha .

Dezintegrarea alfa apare în principal la niveluri excitate de neptunium-237, doar în 0,34% din cazuri până la nivelul principal.

Poluarea mediului după accidentul de la Cernobîl

Pericolul de mediu al poluării mediului cu americiu-241, care a avut loc în urma accidentului de la centrala nucleară de la Cernobîl , se datorează creșterii concentrației acestuia în timp. Având în vedere timpul lung de înjumătățire al americiului, această problemă va fi relevantă în zonele contaminate pentru mulți ani de acum înainte. Americiul este concentrat în principal în straturile superioare ale solului. Cu toate acestea, spre deosebire de izotopii de plutoniu, a căror mobilitate este de 4-15%, mobilitatea lui 241 Am este semnificativ mai mare (~30%), ceea ce crește probabilitatea de a pătrunde în organismele vii .

Raportul de activitate 241 Am/ 241 Pu crește în fiecare an. Dacă imediat după accidentul din 1986 a fost 0,13 ± 0,03, atunci în următorii 30 de ani această cifră a crescut de 20 de ori din cauza dezintegrarii 241 Pu și acumulării de 241 Am.

Îmbătrânirea plutoniului de calitate pentru arme

Deoarece Pu-241 este de obicei prezent în plutoniul proaspăt produs pentru arme, Am-241 se acumulează în el odată cu descompunerea Pu-241. În acest sens, joacă un rol important în îmbătrânirea armelor cu plutoniu. Plutoniul proaspăt fabricat pentru arme conține 0,5-1,0% Pu-241, plutoniul pentru reactor are de la 5-15% la 25% Pu-241. În câteva decenii, aproape tot Pu-241 se va degrada în Am-241. Energia de descompunere alfa a Am-241 și durata de viață relativ scurtă creează o radioactivitate specifică și o putere termică ridicată (106 W/kg, de exemplu, Pu-241 are o putere termică de 3,4 W/kg). Cea mai mare parte a activității alfa și gama a plutoniului vechi de calitate pentru arme se datorează lui Am-241. Acumularea de Am-241 în miezul de plutoniu creează dificultăți în stocarea încărcăturilor de plutoniu, deoarece radioactivitatea ridicată afectează negativ elementele lor structurale și reprezintă un pericol pentru personalul de întreținere. În acest sens, cu o anumită frecvență (în medie, 8 ani pentru plutoniul „proaspăt” pentru arme și la fiecare 15-30 de ani pentru „vechi”), încărcăturile de plutoniu sunt dezasamblate și miezul de plutoniu este topit cu purificarea chimică concomitentă a se topește din Am-241.

Aplicație

Americiul-241 este destul de des folosit în detectoarele de fum. Radiația sa ionizează moleculele de aer din camera sensibilă. Sub influența unui câmp electric, ionii pozitivi și negativi rezultați creează un curent , a cărui magnitudine este monitorizată în mod constant. Când fumul pătrunde în camera sensibilă, curentul scade din cauza combinației unora dintre ioni de pe suprafața particulelor de fum. Când curentul scade la nivelul pragului, detectorul este activat.

Note

↑ 1 2 3 Audi G. , Wapstra AH , Thibault C. The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tabele, grafice și referințe (engleză) // Fizica nucleară A . - 2003. - Vol. 729 . - P. 337-676 . - doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003 . - Cod .
↑ 1 2 Audi G. , Bersillon O. , Blachot J. , Wapstra AH The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties // Nuclear Physics A . - 2003. - T. 729 . - S. 3-128 . - doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 . - Cod biblic .

Link -uri

Detector de fum "HIS-07". Americiu-241 (video)
Radionuclid: Americiu-241 . Data accesului: 26 iunie 2011. Arhivat din original la 29 iulie 2012. (nedefinit)
Americiu . Data accesului: 26 iunie 2011. Arhivat din original la 29 iulie 2012. (nedefinit)
Kharitonov O.V. Izolarea americiului-241 prin cromatografie de complexare prin deplasare . Data accesului: 26 iunie 2011. Arhivat din original la 29 iulie 2012. (nedefinit)