Изотопи на америциумот

Америциум (₉₅Am) — вештачки елемент, и затоа не може да се даде стандардна атомска тежина. Како и сите вештачки елементи, тој нема познати стабилни изотопи Првиот изотоп кој бил синтетизиран бил ²⁴¹Am во 1944 година. Вештачкиот елемент се распаѓа со исфрлање на алфа-честички. Америциумот има атомски број 95 (бројот на протони во јадрото на атомот на америциум). И покрај тоа 243
Am е подолг од 241
Am, првиот е потешко да се добие од второто бидејќи повеќе од него е присутно во потрошеното јадрено гориво.

Америциум  (₉₅Am)

Општи својства
Име и симбол	америциум (Am)
Изглед	сребрено-бела
Америциумот во периодниот систем
Eu ↑ Am ↓ (Uqs) плутониум ← америциум → кириум
Атомски број	95
Стандардна атомска тежина (Ar)	(243)
Категорија	актиноид
Група и блок	група б.б., f-блок
Периода	VII периода
Електронска конфигурација	[Rn] 5f7 7s2
по обвивка	2, 8, 18, 32, 25, 8, 2
Физички својства
Фаза	цврста
Точка на топење	1.449 K ​(1.176 °C)
Точка на вриење	2.880 K ​(2.607 °C) (пресметана)
Густина близу с.т.	12 г/см3
Топлина на топење	14,39 kJ/mol
Моларен топлински капацитет	62,7 J/(mol·K)
парен притисок P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k при T (K) 1.239 1.356
Атомски својства
Оксидациони степени	8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 ​(амфотерен оксид)
Електронегативност	Полингова скала: 1,3
Енергии на јонизација	I: 578 kJ/mol
Атомски полупречник	емпириски: 173 пм
Ковалентен полупречник	180±6 пм
Спектрални линии на америциум
Разни податоци
Кристална структура	​двојно шестаголна збиена (дшаз)
Топлинска спроводливост	10 W/(m·K)
Електрична отпорност	0,69 µΩ·m[1]
Магнетно подредување	парамагнетно
CAS-број	7440-35-9
Историја
Наречен по	според Америка
Откриен	Глен Сиборг, Ралф Џејмс, Леон Морган, Алберт Гиорсо (1944)
Најстабилни изотопи
Главна статија: Изотопи на америциумот
изо ПЗ полураспад РР РЕ (MeV) РП 241Am расеан 432,2 г СЦ – – α 5,486 237Np 242mAm траги 141 г m 0,049 242Am α 5,637 238Np СЦ – – 243Am траги 7370 г СЦ – – α 5.275 239Np
преглед разговор уреди | наводи | Википодатоци

Осумнаесет радиоизотопи на америциум, кои се движат од ²²⁹Am до ²⁴⁷Am, со исклучок на ²³¹Am, се карактеризирани; друг изотоп, ²²³ Am, исто така бил пријавен, но е непотврден. Најстабилни изотопи се ²⁴³Am со полураспад од 7.370 години и ²⁴¹Am со полураспад од 432,2 години. Сите преостанати радиоактивни изотопи имаат полураспад помал од 51 часови, а поголемиот дел од нив имаат полураспад помал од 100 минути. Овој елемент има и 8 мета состојби, со најстабилна ^242m1Am (t_1/2 = 141 години). Овој изомер е невообичаен по тоа што неговиот полураспад е многу подолг од оној на основната состојба на истиот изотоп.

Список на изотопи

Нуклид[2] [б 1]	Z	N	Изотопна маса (Da) [б 2][б 3]	Полураспад	Распаден облик [б 4]	Изведен изотоп	Спин и парност [б 5][б 6]
	Енергија на возбуда[б 6]
223Am[n 1]	95	128	223.04584(32)#	10(9) ms	α	219Np	9/2–#
229Am	95	134	229.04528(11)	1.8(15) s	α	225Np	5/2–#
230Am	95	135	230.04603(15)#	40(9) s	β+ (<70%)	230Pu	1–#
					β+СЦ (>30%)	(различен)
232Am	95	137	232.04661(32)#	1.31(4) min	β+ (97%)	232Pu	1–#
					α (3%)	228Np
					β+SF (0.069%)	(различен)
233Am	95	138	233.04647(12)#	3.2(8) min	β+ (95.5%)	233Pu	5/2–#
					α (4.5%)	229Np
234Am	95	139	234.04773(17)#	2.32(8) min	β+ (99.95%)	234Pu	0–#
					α (0.039%)	230Np
					β+, SF (0.0066%)	(различен)
235Am	95	140	235.047906(57)	10.3(6) min	β+ (99.60%)	235Pu	5/2−#
					α (0.40%)	231Np
236Am	95	141	236.04943(13)#	3.6(1) min	β+	236Pu	5−
					α (4×10−3%)	232Np
236mAm	50(50)# keV			2.9(2) min	β+	236Pu	(1−)
					α ?	232Np
237Am	95	142	237.049995(64)#	73.6(8) min	β+ (99.975%)	237Pu	5/2−
					α (.025%)	233Np
238Am	95	143	238.051983(63)	98(3) min	β+	238Pu	1+
					α (1.0×10−4%)	234Np
238mAm	2500(200)# keV			35(18) μs	СЦ	(различен)
					ИП?	238Am
239Am	95	144	239.0530227(21)	11.9(1) h	EC (99.99%)	239Pu	5/2−
					α (0.01%)	235Np
239mAm	2500(200) keV			163(12) ns	СЦ	(различен)	(7/2+)
					ИП?	239Am
240Am	95	145	240.055298(15)	50.8(3) h	β+	240Pu	(3−)
					α (1.9×10−4%)	236Np
240mAm	3000(200) keV			940(40) μs	СЦ	(различен)
					ИП?	240Am
241Am	95	146	241.0568273(12)	432.6(6) y	α	237Np	5/2−
					СЦ (3.6×10−10%)	(различен)
241mAm	2200(200) keV			1.2(3) μs	СЦ	(различен)
242Am	95	147	242.0595474(12)	16.02(2) h	β− (82.7%)	242Cm	1−
					ЕЗ (17.3%)	242Pu
242m1Am	48.60(5) keV			141(2) y	IT (99.54%)	242Am	5−
					α (.46%)	238Np
					СЦ ?	(различен)
242m2Am	2200(80) keV			14.0(10) ms	СЦ	(различен)	(2+, 3−)
					ИП?	242Am
243Am	95	148	243.0613799(15)	7,350(9) y	α	239Np	5/2−
					СЦ (3.7×10−9%)	(различен)
243mAm	2300(200) keV			5.5(5) μs	СЦ	(различен)
					ИП?	243Am
244Am	95	149	244.0642829(16)	10.01(3) h	β−	244Cm	(6−)
244m1Am	89.3(16) keV			26.13(43) min	β− (99.96%)	244Cm	1+
					ЕЗ (0.0364%)	244Pu
244m2Am	2000(200)#			900(150) μs	СЦ	(различен)
					ИП?	244Am
244m3Am	2200(200)#			~6.5 μs	СЦ	(различен)
					ИП?	244Am
245Am	95	150	245.0664528(20)	2.05(1) h	β−	245Cm	5/2+
245mAm	2400(400)#			640(60) ns	СЦ	(различен)
					ИП?	245Am
246Am	95	151	246.069774(19)#	39(3) min	β−	246Cm	(7−)
246m1Am	30(10)# keV			25.0(2) min	β−	246Cm	2(−)
					ИП?	246Am
246m2Am	2000(800)# keV			73(10) μs	СЦ	(различен)
					ИП?	246Am
247Am	95	152	247.07209(11)#	23.0(13) min	β−	247Cm	5/2#
прегледај

1. ^mAm – Возбуден јадрен изомер.
2. ( ) – Неизвесноста (1σ) е дадена во концизен облик во загради по соодветните последни цифри.
3. # – Атомска маса означена со #: вредноста и неизвесноста не се само изведени само од опитни податоци, туку барем делумно од трендови од масената површина (TMS).
4. Облици на распад:

   CD:	Гроздест распад
   EC:	Електронски зафат
   IT:	Јадрен преод
   SF:	Спонтан распад

5. ( ) спинова вредност – Означува спин со слаби зададени аргументи.
6. # – Вредностите означени со # не се само изведени од опитни податоци, туку барем делумно и од трендови во соседните нуклиди (TNN).

Актиноиди наспроти производи за цепење

Актиниди и фисиони производи според полураспадот п р у
Актиниди[4] од распадна низа				Полураспад еднаш (a)	Фисиони производи на 235U со добивка[5]
4n	4n + 1	4n + 2	4n + 3		4,5–7%	0,04–1,25%	<0,001%
228Ra№				4–6 a		155Euþ
248Bk[6]				> 9 a
244Cmƒ	241Puƒ	250Cf	227Ac№	10–29 a	90Sr	85Kr	113mCdþ
232Uƒ		238Puƒ	243Cmƒ	29–97 a	137Cs	151Smþ	121mSn
	249Cfƒ	242mAmƒ		141–351 a	Нема фисиони производи со полураспад во опсегот од 100 a–210 ka ...
	241Amƒ		251Cfƒ[7]	430–900 a
		226Ra№	247Bk	1,3–1,6 ka
240Pu	229Th	246Cmƒ	243Amƒ	4,7–7,4 ka
	245Cmƒ	250Cm		8,3–8,5 ka
			239Puƒ	24,1 ka
		230Th№	231Pa№	32–76 ka
236Npƒ	233Uƒ	234U№		150–250 ka	99Tc₡	126Sn
248Cm		242Pu		327–375 ka		79Se₡
				1,33 Ma	135Cs₡
	237Npƒ			1,61–6,5 Ma	93Zr	107Pd
236U			247Cmƒ	15–24 Ma		129I₡
244Pu				80 Ma	... ниту преку 15,7 Ma[8]
232Th№		238U№	235Uƒ№	0,7–14,1 Ga
₡,  има напречен пресек на топлотно неутронско фаќање во опсег од 8–50 барна ƒ,  цеплив материјал №,  првично природно радиоактивни материјали (NORM) þ,  затрување на реактор (напречен пресек на топлотно неутронско фаќање поголемо од 3к барна)

Забележителни изотопи

Америциум-241

Амерциум-241 се користи во јонизирачки детектори за чад .

Америциум-241 е најчестиот изотоп на америциум во јадрениот отпад.^[9] Тоа е изотоп што се употребува во детектор за чад базиран на јонизациска комора. Тоа е потенцијално гориво за долготрајни радиоизотопски термоелектрични генератори.

Параметар	Вредност
Атомска маса	241.056829 u
Масен вишок	52930  keV
Бета распадна енергија	−767 keV
Спин	5/2−
Полураспад	432,6 години
Спонтано цепење	1200 за килограм с
Топлина на распаѓање	114 вати/кг

Можни матични нуклиди: бета од ²⁴¹Pu, електронски зафат од ²⁴¹Cm, алфа од ²⁴⁵Bk.

²⁴¹Am алфа-распад, со нуспроизвод на гама зраци. Неговото присуство во плутониумот се определува со оригиналната концентрација од ²⁴¹Pu и староста на примерокот. Поради малата пенетрација на алфа зрачењето, ²⁴¹Am претставува ризик за здравјето само кога се внесува или вдишува. Постарите примероци на плутониум што содржат плутониум-241 содржат акумулација од ²⁴¹Am. Може да биде потребно хемиско отстранување на америциум од преработен плутониум (на пр. при преработка на плутониумски јами)

Америциум-242 м

Проток на трансмутација помеѓу ²³⁸Pu и ²⁴⁴Cm во лесноводен реактор.^[10]
Процентот на цепење е 100 минус прикажаните проценти.
Вкупната стапка на трансмутација варира во голема мера според нуклеидот.
²⁴⁵ Cm– ²⁴⁸ Cm се долговечни со незначително распаѓање.

^242mAm режим на распаѓање (полураспад: 141 години)

Веројатност	Режим на распаѓање	распадна енергија	распаден производ
99.54%	изомерски премин	0.05 MeV	242Am
0.46%	алфа-распад	5.64 MeV	238Np
(1.5±0.6) × 10−10 [11]	спонтано цепење	~200 MeV	производи од спонтано депење

Americium-242m има маса од 242,0595492 g/mol. Тоа е еден од ретките случаи, како ^108mAg, ^166mHo, ^180mTa, ^186mRe, ^192mIr, ^210mBi, ^212mPo и други, каде што јадрениот изомер со повисока енергија е постабилен од основната состојба, americium-242.

^242mAm се цепи со мала критична маса, споредлива со онаа од ²³⁹Pu.^[12] Има многу висок пресек на цепење и брзо се уништува доколку се произведе во јадрен реактор. Било испитано дали овој изотоп може да се користи за нов тип на јадрена ракета.^[13][14]

²⁴²Am режими на распаѓање (half-life: 16 часа)

Probability	Decay mode	Распадна енергија	Распаден производ
82.70%	Бета-распад	0.665 MeV	242Cm
17.30%	electron capture	0.751 MeV	242Pu

Америциум-243

Примерок од Am-243

Америциум-243 има маса од 243,06138 g/mol и полураспад од 7.370 години, што е најдолготрајниот од сите изотопи на америциумот. Се формира во циклусот на јадрено гориво со неутронски зафат на плутониум-242 проследено со бета распаѓање. Производството се зголемува експоненцијално со зголемување на согорувањето бидејќи се потребни вкупно 5 неутрони заробени на ²³⁸U. Доколку се користи MOX-гориво, особено MOX-гориво високо во 241
Pu и 242
Pu, повеќе американциум во целина и повеќе 243
Am ќе се произведува 243
Am.

Се распаѓа со емитување алфа честичка (со енергија на распаѓање од 5,27 MeV) да стане ²³⁹Np, што потоа брзо се распаѓа на ²³⁹Pu, или ретко, со спонтано цепење.

Што се однесува до другите изотопи на америциум, и генерално за сите алфа емитери, ²⁴³Am е канцероген во случај на внатрешна контаминација по вдишување или проголтување. ²⁴³Am, исто така, претставува ризик од надворешно зрачење поврзано со гама зраците што се емитуваат од неговиот краткотраен производ на распаѓање ²³⁹Np . Ризикот од надворешно зрачење за другите два изотопи на америциум ( ²⁴¹Am и ^242mAm) е помал од 10% од оној за америциум-243.^[9]