Америций-241

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Америций-241
Общие сведения
Название, символ Америций-241, 241Am
Нейтронов 146
Протонов 95
Свойства нуклида
Атомная масса 241,056829(1)[1] а. е. м.
Избыток массы +52 936,0[1] кэВ
Удельная энергия связи (на нуклон) 7543,272[1] кэВ
Период полураспада 432,6[2] года
Продукты распада 237Np
Родительские изотопы 241Pu (β)
241Cm (ε)
245Bk (α)
Спин и чётность ядра 5/2[2]
Канал распада Энергия распада
Альфа-распад (~100 %) 5,63782 МэВ
спонтанное деление (4,3×10−10%)

Америций-241 — изотоп америция. Простое вещество представляет собой металл серебристо-белого цвета. Интересной особенностью этого изотопа является свечение в темноте за счёт собственного альфа-излучения. Америций высокотоксичен. Его токсичность обусловлена в большей степени радиационными свойствами, чем химическими. Значение ПДК 241Am в воздухе составляет ~1·10−4 Бк/л, в водоёмах не более 70—80 Бк/л.

Образование и распад[править | править вики-текст]

Америций-241 является дочерним продуктом

β-распада изотопа плутония-241:

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

электронного захвата ядром кюрия-241:

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

альфа-распада берклия-245:

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


Сам 241Am также нестабилен с периодом полураспада 432,6 года. При распаде америций-241 испускает альфа-частицы, а дочернее ядро нептуния-237 — каскад гамма-квантов и/или конверсионных электронов:

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

Альфа-распад происходит в основном на возбуждённые уровни нептуния-237, лишь в 0,34 % случаев на основной уровень.

Загрязнение окружающей среды после аварии на ЧАЭС[править | править вики-текст]

Экологическая опасность загрязнения окружающей среды америцием-241, которое произошло вследствие аварии на Чернобыльской АЭС, обусловлена возрастанием его концентрации со временем. Учитывая большой период полураспада америция, эта проблема будет актуальной ещё много лет на заражённых территориях. Америций концентрируется преимущественно в верхних слоях почвы. Однако, в отличие от изотопов плутония, подвижность которых составляет 4-15 %, подвижность 241Am существенно выше (~30 %), что увеличивает опасность его попадания в живые организмы.

Соотношение активностей 241Аm/239+240Pu с каждым годом увеличивается. Если сразу же после аварии в 1986 году оно составляло 0,13±0,03, то за последующие 70 лет этот показатель увеличится в 20 раз за счет распада 241Рu и накопления 241Аm.

Старение оружейного плутония[править | править вики-текст]

Так как Pu-241 обычно присутствует в только что выработанном оружейном плутонии, Am-241 накапливается в нем 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 вики-текст]

Америций-241 довольно часто используется в детекторах дыма. Его излучение ионизирует молекулы воздуха в чувствительной камере. Под действием электрического поля образующиеся положительные и отрицательные ионы создают ток, величина которого постоянно контролируется. При поступлении дыма в чувствительную камеру происходит уменьшение величины тока из-за объединения части ионов на поверхности частиц дыма. При снижении величины тока до порогового уровня происходит активизация детектора.

Примечания[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]