Америций

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
95 ПлутонийАмерицийКюрий
Водород Гелий Литий Бериллий Бор Углерод Азот Кислород Фтор Неон Натрий Магний Алюминий Кремний Фосфор Сера Хлор Аргон Калий Кальций Скандий Титан Ванадий Хром Марганец Железо Кобальт Никель Медь Цинк Галлий Германий Мышьяк Селен Бром Криптон Рубидий Стронций Иттрий Цирконий Ниобий Молибден Технеций Рутений Родий Палладий Серебро Кадмий Индий Олово Сурьма Теллур Иод Ксенон Цезий Барий Лантан Церий Празеодим Неодим Прометий Самарий Европий Гадолиний Тербий Диспрозий Гольмий Эрбий Тулий Иттербий Лютеций Гафний Тантал Вольфрам Рений Осмий Иридий Платина Золото Ртуть Таллий Свинец Висмут Полоний Астат Радон Франций Радий Актиний Торий Протактиний Уран Нептуний Плутоний Америций Кюрий Берклий Калифорний Эйнштейний Фермий Менделевий Нобелий Лоуренсий Резерфордий Дубний Сиборгий Борий Хассий Мейтнерий Дармштадтий Рентгений Коперниций Унунтрий Флеровий Унунпентий Ливерморий Унунсептий УнуноктийПериодическая система элементов
95Am
Hexagonal.svg
Electron shell 095 Americium.svg
Внешний вид простого вещества
Americium microscope.jpg
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 1219 дней] кДж/моль (эВ)

Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.)

13,67 г/см³

Температура плавления

1448 К (1176 °C, 2149 °F)

Температура кипения

2880,15 К (2607 °C, 4725 °F)

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]

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[править | править исходный текст]

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

Физические свойства[править | править исходный текст]

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. Температура кипения — 2607°С.

Химические свойства[править | править исходный текст]

Происхождение названия[править | править исходный текст]

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[править | править исходный текст]

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[править | править исходный текст]

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[править | править исходный текст]

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

Примечания[править | править исходный текст]

  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). Проверено 26 июня 2011. Архивировано из первоисточника 23 августа 2011.
  4. IOP Publishing

Ссылки[править | править исходный текст]