Americium-241

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 26. května 2021; kontroly vyžadují 2 úpravy .

Americium-241

Jméno, symbol

Americium-241, 241 Am

Neutrony

146

Vlastnosti nuklidů

Atomová hmotnost

241.056829(1) [1] a. jíst.

hromadný defekt

+52 936,0 [1] k eV

Specifická vazebná energie (na nukleon)

7543,272 [1] keV

Poločas rozpadu

432,6 [2] let

Produkty rozkladu

237 Np _

Rodičovské izotopy

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

Spin a parita jádra

5/2 – [2]

Rozpadový kanál	Rozpadající se energie
Alfa rozpad (~100 %)	5,63782 MeV
spontánní štěpení (4,3×10 −10 %)

Tabulka nuklidů

Americium-241 je izotop americia . Jednoduchá hmota je stříbrno-bílý kov . Zajímavostí tohoto izotopu je záře ve tmě díky vlastnímu alfa záření . Americium je vysoce toxické. Jeho toxicita je způsobena spíše radiačními vlastnostmi než chemickými. Hodnota MPC 241 Am v ovzduší je ~1·10 −4 Bq/l, ve vodních útvarech není vyšší než 70–80 Bq/l. Specifická aktivita - 3,5 Curie / g (129 GBq / g).

Vznik a rozpad

Americium-241 je dceřiný produkt

β − -rozpad izotopu plutonia-241 :

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

záchyt elektronů jádrem kuria-241 :

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

alfa rozpad berkelia-245 :

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

Samotný 241 Am je také nestabilní, s poločasem rozpadu 432,6 let. Při rozpadu emituje americium-241 částice alfa a dceřiné jádro neptunia-237 emituje kaskádu gama kvant a/nebo konverzních elektronů :

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

Alfa rozpad nastává hlavně na excitované hladiny neptunia-237, pouze v 0,34 % případů na hlavní hladinu.

Znečištění životního prostředí po havárii v Černobylu

Environmentální riziko znečištění životního prostředí americiem-241, ke kterému došlo v důsledku havárie v jaderné elektrárně Černobyl , je způsobeno nárůstem jeho koncentrace v průběhu času. Vzhledem k dlouhému poločasu rozpadu americia bude tento problém v kontaminovaných oblastech aktuální ještě mnoho let. Americium je soustředěno především ve svrchních vrstvách půdy. Na rozdíl od izotopů plutonia, jehož pohyblivost je 4-15 %, je však pohyblivost 241 Am výrazně vyšší (~30 %), což zvyšuje pravděpodobnost jeho proniknutí do živých organismů .

Poměr aktivity 241 Am/ 241 Pu se každým rokem zvyšuje. Jestliže bezprostředně po havárii v roce 1986 to bylo 0,13 ± 0,03, pak se během následujících 30 let toto číslo zvýšilo 20krát kvůli rozpadu 241 Pu a akumulaci 241 Am.

Stárnutí plutonia pro zbraně

Protože Pu-241 je obvykle přítomen v čerstvě vyrobeném plutoniu pro zbraně, Am-241 se v něm hromadí s rozpadem Pu-241. V tomto ohledu hraje důležitou roli při stárnutí plutoniových zbraní. Čerstvě vyrobené plutonium pro zbraně obsahuje 0,5-1,0 % Pu-241, plutonium pro reaktory má od 5-15 % do 25 % Pu-241. Za několik desetiletí se téměř všechny Pu-241 rozpadnou na Am-241. Energie alfa rozpadu Am-241 a relativně krátká životnost vytváří vysokou specifickou radioaktivitu a tepelný výkon (106 W/kg, např. Pu-241 má tepelný výkon 3,4 W/kg). Většina alfa a gama aktivity starého plutonia pro zbraně je způsobena Am-241. Akumulace Am-241 v plutoniovém jádru vytváří potíže při ukládání plutoniových náloží, protože vysoká radioaktivita nepříznivě ovlivňuje jejich konstrukční prvky a představuje nebezpečí pro personál údržby. V tomto ohledu se s určitou frekvencí (v průměru 8 let pro „čerstvé“ plutonium pro zbraně a každých 15–30 let pro „staré“) plutoniové nálože rozebírají a plutoniové jádro se přetavuje za současného chemického čištění. tavenina z Am-241.

Aplikace

Americium-241 se poměrně často používá v detektorech kouře. Jeho záření ionizuje molekuly vzduchu v citlivé komoře. Výsledné kladné a záporné ionty vytvářejí vlivem elektrického pole proud , jehož velikost je neustále monitorována. Když kouř vstupuje do citlivé komory, proud klesá v důsledku kombinace některých iontů na povrchu částic kouře. Když proud klesne na prahovou úroveň, detektor se aktivuje.

Poznámky

↑ 1 2 3 Audi G. , Wapstra AH , Thibault C. Hodnocení atomové hmotnosti AME2003 (II). Tabulky, grafy a odkazy (anglicky) // Nuclear Physics A . - 2003. - Sv. 729 . - str. 337-676 . - doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003 . - .
↑ 1 2 Audi G. , Bersillon O. , Blachot J. , Wapstra AH Hodnocení jaderných a rozpadových vlastností NUBASE // Nukleární fyzika A. - 2003. - T. 729 . - S. 3-128 . - doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 . - .

Odkazy

Detektor kouře "HIS-07". Americium-241 (video)
Radionuklid: Americium-241 . Datum přístupu: 26. června 2011. Archivováno z originálu 29. července 2012. (neurčitý)
Americium . Datum přístupu: 26. června 2011. Archivováno z originálu 29. července 2012. (neurčitý)
Kharitonov O.V. Izolace americia-241 pomocí vytěsňovací komplexotvorné chromatografie . Datum přístupu: 26. června 2011. Archivováno z originálu 29. července 2012. (neurčitý)