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:

электронного захвата ядром кюрия-241:

альфа-распада берклия-245:


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:

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, произошедшего вследствие аварии на Чернобыльской АЭС, обусловлена возрастанием его концентрации со временем. Учитывая большой период полураспада америция, эта проблема будет актуальной на заражённых территориях ещё много лет. 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 вероятность его попадания в живые организмы.

Соотношение активностей 241Аm/241Pu с каждым годом увеличивается. Если сразу же после аварии в 1986 году оно составляло 0,13±0,03, то за последующие 30 лет этот показатель увеличился 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]