Америций
| Плутоний ← Америций → Кюрий | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Полная таблица • Расширенная таблица | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 Пуговица из америция под микроскопом. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Главная Информация | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| имя , символ , число | Америций, Ам, 95 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| химический ряд | актиниды | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| группа , период , блок | -, 7 , ф | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Атомная масса | 243у _ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Электронная конфигурация | [ Rn ] 5 ж 7 7 с 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| электроны на уровень | 2, 8, 18, 32, 25, 8, 2 ( изображение ) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Атомные свойства | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| средний радиус | 175 часов | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| электроотрицательность | 1,3 ( шкала Полинга ) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Атомный радиус (расч.) | 173 часа ( радиус Бора ) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ковалентный радиус | 180 ± 18:00 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Степень окисления | 7, 6,5,4, 3 , 2 ( амфотерный оксид ) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1-я энергия ионизации | 578 кДж/моль | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Спектральные линии |
 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| физические свойства | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| обычное состояние | Твердый | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Плотность | 13 670 кг / м3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Температура плавления | 1449К (1176°С) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Точка кипения | 2880К (2607°С) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| энтальпия плавления | 14,39 кДж /моль | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Несколько | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Кристальная структура | Шестиугольный | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Электропроводность | 2,2 × 106м - 1S / м | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Теплопроводность | 10 Вт /(км) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| более стабильные изотопы | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Основная статья: Изотопы америция | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Значения в СИ и нормальных условиях давления и температуры , если не указано иное. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Америций — искусственный химический элемент с атомным номером 95 , расположенный в группе актиноидов в периодической таблице элементов . Его символ Ам . Все его изотопы радиоактивны и не существуют в природе. Его название происходит от латинского слова, аналогичного европию .
Америций был впервые получен в 1944 году группой Гленна Т. Сиборга из Беркли , штат Калифорния , в Металлургической лаборатории Чикагского университета в рамках Манхэттенского проекта . Хотя это третий элемент в трансурановом ряду , он был открыт четвертым и после самого тяжелого кюрия . Открытие держалось в секрете и было обнародовано только в ноябре 1945 года. Большая часть америция производится путем бомбардировки урана или плутония нейтронами в ядерном реакторе : одна тонна отработавшего ядерного топлива содержит около 100 граммов америция. Он широко используется в ионизационной камере детектора дыма , а также в источниках нейтронов и промышленных счетчиках. Для изотопа 242m Am было предложено несколько необычных применений, таких как ядерные батареи или топливо для космических кораблей с ядерными двигателями , но им все еще мешает дефицит и высокая цена этого ядерного изомера .
Америций — относительно мягкий радиоактивный продукт серебристого цвета. Его наиболее распространенными изотопами являются 241 Am и 243 Am. В химических соединениях америций обычно принимает степень окисления +3 , особенно в растворах. Другие степени окисления, в диапазоне от +2 до +7, известны и могут быть идентифицированы по их характерным оптическим спектры поглощения . Кристаллическая решетка твердого америция и его соединений содержит небольшие собственные радиогенные дефекты, обусловленные накопленной с течением времени метамиктизацией , индуцированной самооблучением альфа-частицами; это может привести к дрейфу некоторых свойств материала с течением времени, что наиболее заметно в старых образцах.
История
Америций был впервые выделен Гленном Т. Сиборгом , Леоном О. Морганом , Ральфом А. Джеймсом и Альбертом Гиорсо в 1944 году в лаборатории металлургии Чикагского университета . Группа создала изотоп 241 Am из 239 Pu путем бомбардировки его нейтронами в ядерном реакторе . Он превратился в 240Pu , а затем в 241Pu , таким образом превратившись в 241Am в результате бета-распада . [ 1 ] [ 2 ] Компания Seaborg получила патент США 3156523 на «Элемент 95 и способ производства указанного элемента » . [ 3 ]
Примечательные особенности
Чистый америций имеет серебристо-белый блеск . Он более серебристый, чем плутоний и нептуний , и, по-видимому, более пластичен, чем плутоний или уран . Альфа - распад 241 Am примерно в три раза больше, чем у радия . Несколько граммов 241 Am испускают большое количество гамма-лучей , что может вызвать серьезные проблемы со здоровьем у любого, кто подвергается воздействию этого элемента. Он также имеет характеристику, что он делящийся .
Изотопы
Описано девятнадцать радиоизотопов америция, наиболее стабильными из которых являются 243 Am с периодом полураспада 7370 лет и 241 Am с периодом полураспада 472,7 года. Остальные радиоактивные изотопы имеют период полураспада менее 51 часа, почти в большинстве случаев более 100 минут. Элемент также имеет восемь ядерных изомеров , наиболее стабильным из которых является 242m Am (период полураспада 141 год). Атомный вес изотопов америция колеблется от 231,046 а.е.м. ( соответствует 231 Am) до 249,078 а.е.м. (соответствует 249 Am).
Возникновение
Самые долгоживущие и наиболее распространенные изотопы америция, 241 Am и 243 Am, имеют периоды полураспада 432,2 и 7370 лет соответственно. Следовательно, любой первичный америций (америций, присутствовавший на Земле при ее формировании) уже должен был разложиться. Следовые количества америция, вероятно, встречаются в природе в урановых рудах в результате ядерных реакций, хотя это не подтверждено. [ 4 ] [ 5 ]
Существующий америций сконцентрирован в районах, использовавшихся для испытаний ядерного оружия в атмосфере, проводившихся между 1945 и 1980 годами, а также в местах ядерных инцидентов, таких как Чернобыльская катастрофа . Например, анализ обломков первого в США полигона для испытаний водородной бомбы Айви-Майк (1 ноября 1952 года, атолл Эниветок ) выявил высокие концентрации различных актинидов, в том числе америция; но из-за военной тайны этот результат не был опубликован до конца 1956 года . Тринитит , стеклообразный осадок, оставшийся на дне пустыни недалеко от Аламогордо , штат Нью-Мексико , после испытания Тринити, основанного на испытании плутониевой ядерной бомбы 16 июля 1945 года, содержит следы америция-241. Повышенный уровень америция был также обнаружен на месте крушения американского бомбардировщика Boeing B-52 с четырьмя водородными бомбами в 1968 году в Гренландии . [ 7 ]
В других регионах средняя радиоактивность поверхности почвы из-за остаточного америция составляет всего около 0,01 пикокюри /г (0,37 мБк /г). Атмосферные соединения америция плохо растворяются в обычных растворителях и в основном прилипают к почвенным частицам. Анализ почвы показал, что концентрация америция в песчаных частицах почвы примерно в 1900 раз выше, чем в воде, присутствующей в порах почвы; еще более высокая доля была измерена на суглинистых почвах. [ 8 ]
Америций в основном производится искусственно в небольших количествах для исследовательских целей. В одной тонне ОЯТ содержится около 100 г различных изотопов америция, в первую очередь 241 Am и 243 Am. [ 9 ] Его длительная радиоактивность нежелательна для захоронения, поэтому америций, наряду с другими долгоживущими актинидами, должен быть нейтрализован. Сопутствующая процедура может включать несколько стадий, на которых америций сначала отделяется, а затем с помощью нейтронной бомбардировки в специальных реакторах превращается в короткоживущие нуклиды. Эта процедура хорошо известна как ядерная трансмутация , но она все еще разрабатывается для америция. [ 10 ] [ 11 ] Трансурановые элементы от америция до фермия были произведены естественным путем в природном ядерном реакторе Окло , но больше не производятся. [ 12 ]
Америций также является одним из элементов, обнаруженных в звезде Пшибыльского .
Приложения
Этот элемент может производиться в количествах в несколько килограммов и имеет несколько применений (в частности , 241 Am, поскольку образцы этого радиоизотопа относительно легче производить ). Этот же радиоизотоп использовался в качестве портативного источника гамма-лучей для использования в рентгенографии . Изотоп 242 Am является излучателем нейтронов и далее упоминается для использования в современной ракете с ядерным двигателем ; [ 13 ] однако, это слишком дорого, чтобы производиться в достаточно больших количествах.
Домашнее использование
Америций имеет некоторое применение в быту и в промышленности: некоторые детекторы дыма содержат небольшую пробу, обычно около 0,9 микрокюри (около 0,2 миллиграмма ) 241 Am, в качестве источника ионизирующего излучения . Работа этих детекторов основана на снижении электропроводности воздуха. Детекторная камера обеспечивает контакт америция с окружающей средой. Упомянутый воздух ионизируется присутствием альфа-частиц от распада ядер 241 Am и, следовательно, становится проводником, таким образом замыкая цепь. Присутствие других неионизированных частиц снижает проводимость внутри камеры, разрывает цепь и позволяет сработать сигнал тревоги. Следует отметить, что количество америция, присутствующего в этих детекторах, не представляет опасности для здоровья жильцов. Несмотря на то, что его коммерциализация запрещена, сам факт его установки не означает совершение преступления. Эти сигналы тревоги были сняты с продажи, потому что их обращение с отходами было особенным и более дорогим, чем обычно.
Химия
Наиболее распространенная степень окисления америция +3. Окислить Am(III) до Am(IV) гораздо сложнее, чем Pu (III) до Pu(IV) в водном растворе.
Ученые работают либо над снижением радиотоксичности , либо над поиском способов сделать его пригодным для использования в качестве ядерного топлива .
Америций, в отличие от урана, с трудом образует диоксид америция (AmO 2 ). [ 14 ] Это связано с трудностью окисления выше +3 в водном растворе. В окружающей среде сложное соединение может быть получено путем добавления углерода и кислорода.
- АмО 2 (ОН) +1
- АмО 2 (ОН) 2 +2
- AmO2CO3 +1 _ _ _
- АмО 2 (СО 3 ) 2 -1
- АмО 2 (СО 3 ) 3 -3
Ссылки
- ↑ ГТ Сиборг, Р. А. Джеймс, Л. О. Морган: «Новый элемент америций (атомный номер 95)», NNES PPR ( Национальная серия по ядерной энергии, отчет о проекте плутония ), т. 14 B Трансурановые элементы: исследовательские статьи , документ № 22.1 , McGraw-Hill Book Co., Inc., Нью-Йорк, 1949; Аннотация ; Машиноскрипт (январь 1948 г.) .
- ^ К. Стрит, младший, А. Гиорсо, Г. Т. Сиборг: «Изотопы америция», в: Physical Review 1950 , 79 (3) , 530–531; doi 10.1103/PhysRev.79.530 ; Машиносценарий (11 апреля 1950 г.) .
- ↑ Патент № 3156523; Патенты Google . Архивировано 3 марта 2012 г. в Wayback Machine .
- ↑ Земля, Рэйчел Росс 2017-05-23T02:31:00Z Planet (23 мая 2017 г.). html «Факты об америциуме» . livescience.com (на английском языке) . Проверено 10 августа 2019 г. .
- ↑ "Америций - Информация об элементе, свойства и использование | Периодическая таблица» . www.rsc.org . Проверено 10 августа 2019 г. .
- ↑ Филдс, PR; Студиер, М.Х.; Даймонд, Х. и др. (1956). «Трансплутониевые элементы в обломках термоядерных испытаний». Физический обзор 102 (1): 180-182. Бибкод : 1956PhRv..102..180F . doi : 10.1103/PhysRev.102.180 .
- ↑ Эрикссон, Матс (апрель 2002 г.). Об оружейном плутонии в арктической среде . Национальная лаборатория Рисё, Роскилле, Дания: Лундский университет . п. 28. Архивировано из оригинала 18 декабря 2008 года . Проверено 15 ноября 2008 г.
- ↑ Информационный бюллетень о здоровье человека по америцию . Архивировано 16 июля 2011 г. в Wayback Machine , Лос-Аламосская национальная лаборатория , получено 28 ноября 2010 г.
- ↑ Хоффманн, Клаус Канн, человек Gold machen? Гаунер, Гауклер и Гелерте. Aus der Geschichte der chemischen Elemente (Может ли быть сделано золото? Воры, клоуны и ученые. Из истории химических элементов), Urania-Verlag, Лейпциг, Йена, Берлин, 1979, без ISBN, с. 233
- ↑ Баэтсле, Л. Применение разделения/трансмутации радиоактивных материалов при обращении с радиоактивными отходами . Архивировано 26 апреля 2005 г., в Wayback Machine , Бельгийский центр ядерных исследований Sck/Cen, Mol, Бельгия, сентябрь 2001 г., дата обращения 28 ноября 2010 г.
- ↑ Фиони, Габриэле; Крибье, Мишель и Мари, Фредерик Может ли второстепенный актинид, америций-241, трансмутироваться тепловыми нейтронами? Архивировано 11 ноября 2007 г. в Wayback Machine , Департамент астрофизики, CEA / Saclay , проверено 28 ноября 2010 г.
- ^ Эмсли, Джон (2011). Строительные блоки природы: Путеводитель по элементам от Аризоны (новое издание). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. ISBN 978-0-19-960563-7 .
- ↑ Материалы конференции American Institude of Physics ( неработающая ссылка доступна в Интернет-архиве ; см. историю , первую и последнюю версию ). .
- ↑ Химические сложности плутония .
Библиография
- Лос-Аламосская национальная лаборатория - Америций
- Руководство по элементам - исправленное издание , Альберт Ствертка, ( Oxford University Press ; 1998) ISBN 0-19-508083-1
- Это Элементаль - Америций
- ATSDR - Заявление об общественном здравоохранении: америций
- Нуклиды и изотопы - выпуск 14 , GE Nuclear Energy, 1989.
- CEA Может ли минорный актинид, америций-241, трансмутироваться термическим путем?
Внешние ссылки
Викискладе есть медиа-галерея на Америциуме .
- Америций Ам. LENNTECH. ЛЕНТЕК Б.В.
В Викисловаре есть определения и другая информация об америции .- WebElements.com - Америций (также используется для справки)
- Банк данных опасных веществ NLM - Америций, радиоактивный
- ATSDR en Español — ToxFAQs™: Americium Департамент здравоохранения и социальных служб США (общественное достояние)
- ATSDR en Español - Резюме общественного здравоохранения: Америций от Министерства здравоохранения и социальных служб США (документ, являющийся общественным достоянием).
