Americium-241

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 26.5.2021 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 2 muokkausta .

Americium-241

Nimi, symboli

Americium-241, 241 Am

Neutronit

146

Nuklidin ominaisuudet

Atomimassa

241.056829(1) [1] a. syödä.

massavika

+52 936,0 [1] k eV

Spesifinen sitoutumisenergia (nukleonia kohti)

7543,272 [1] keV

Puolikas elämä

432,6 [2] vuotta

Hajoamistuotteet

237 Np _

Vanhemmat isotoopit

241 Pu ( β - )
241 cm ( ε ) 245 Bk ( α )

Ytimen spin ja pariteetti

5/2 - [2]

Decay kanava	Hajoavaa energiaa
Alfa-hajoaminen (~100 %)	5,63782 MeV
spontaani fissio (4,3 × 10 −10 %)

Nukliditaulukko

Americium-241 on amerikiumin isotooppi . Yksinkertainen aine on hopeanvalkoinen metalli . Tämän isotoopin mielenkiintoinen piirre on sen omasta alfasäteilystä johtuva hehku pimeässä . Americium on erittäin myrkyllistä. Sen myrkyllisyys johtuu enemmän säteilyominaisuuksista kuin kemiallisista. MPC - arvo 241 Am ilmassa on ~1·10 −4 Bq/l, vesistöissä korkeintaan 70-80 Bq/l. Ominaisaktiivisuus - 3,5 Curie/g (129 GBq/g).

Muodostuminen ja hajoaminen

Americium-241 on tytärtuote

Plutonium-241- isotoopin β − -hajoaminen :

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

elektronien sieppaus curium-241- ytimen toimesta :

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

berkelium-245 :n alfahajoaminen :

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

Itse 241 Am on myös epävakaa, ja sen puoliintumisaika on 432,6 vuotta. Hajoessaan americium-241 emittoi alfahiukkasia ja neptunium-237: n tytärydin emittoi gamma-kvantteja ja/tai muunnoselektroneja :

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

Alfahajoaminen tapahtuu pääasiassa kiihtyneelle neptunium-237-tasolle, vain 0,34 %:ssa tapauksista päätasolle.

Ympäristön saastuminen Tšernobylin onnettomuuden jälkeen

Americium-241:n aiheuttaman ympäristön saastumisen aiheuttama ympäristövaara Tšernobylin ydinvoimalaitoksen onnettomuuden seurauksena johtuu sen pitoisuuden lisääntymisestä ajan myötä. Koska americiumin puoliintumisaika on pitkä, tämä ongelma tulee olemaan tärkeä saastuneilla alueilla useiden vuosien ajan. Americium on keskittynyt pääasiassa maaperän yläkerroksiin. Toisin kuin plutonium-isotoopit, joiden liikkuvuus on 4-15%, 241 Am:n liikkuvuus on kuitenkin huomattavasti korkeampi (~30%), mikä lisää sen todennäköisyyttä joutua eläviin organismeihin .

Aktiivisuussuhde 241 Am/ 241 Pu kasvaa joka vuosi. Jos heti vuonna 1986 tapahtuneen onnettomuuden jälkeen se oli 0,13 ± 0,03, niin seuraavien 30 vuoden aikana tämä luku kasvoi 20-kertaiseksi 241 Pu :n hajoamisen ja 241 Am:n kertymisen vuoksi.

Aselaatuisen plutoniumin ikääntyminen

Koska Pu-241 on yleensä läsnä tuoreessa aseluokan plutoniumissa, Am-241 kerääntyy siihen Pu-241:n hajoamisen myötä. Tässä suhteessa sillä on tärkeä rooli plutoniumaseiden ikääntymisessä. Juuri valmistettu aselaatuinen plutonium sisältää 0,5-1,0 % Pu-241:tä, reaktoriluokan plutonium on 5-15-25 % Pu-241:tä. Muutaman vuosikymmenen kuluessa melkein kaikki Pu-241 hajoaa Am-241:ksi. Am-241:n alfa-hajoamisenergia ja suhteellisen lyhyt käyttöikä luovat korkean ominaisradioaktiivisuuden ja lämpötehon (106 W/kg, esimerkiksi Pu-241:n lämpöteho on 3,4 W/kg). Suurin osa vanhan aseluokan plutoniumin alfa- ja gamma-aktiivisuudesta johtuu Am-241:stä. Am-241:n kerääntyminen plutoniumytimeen vaikeuttaa plutoniumpanosten varastointia, koska korkea radioaktiivisuus vaikuttaa haitallisesti niiden rakenteisiin ja on vaaraksi huoltohenkilöstölle. Tältä osin tietyin väliajoin (keskimäärin 8 vuotta "tuoreelle" aselaatuiselle plutoniumille ja 15-30 vuoden välein "vanhalle") plutoniumpanokset puretaan ja plutoniumydin sulatetaan uudelleen samanaikaisesti kemiallisen puhdistuksen yhteydessä. sulaa Am-241:stä.

Sovellus

Americium-241:tä käytetään melko usein savunilmaisimissa. Sen säteily ionisoi ilmamolekyylit herkässä kammiossa. Tuloksena olevat positiiviset ja negatiiviset ionit muodostavat sähkökentän vaikutuksesta virran , jonka suuruutta seurataan jatkuvasti. Kun savu tulee herkkään kammioon, virta pienenee johtuen joidenkin savuhiukkasten pinnalla olevien ionien yhdistelmästä. Kun virta laskee kynnystasolle, ilmaisin aktivoituu.

Muistiinpanot

↑ 1 2 3 Audi G. , Wapstra AH , Thibault C. AME2003-atomimassan arviointi (II). Taulukot, kaaviot ja viitteet (englanniksi) // Ydinfysiikka A . - 2003. - Voi. 729 . - s. 337-676 . - doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003 . - .
↑ 1 2 Audi G. , Bersillon O. , Blachot J. , Wapstra AH NUBASE-arvio ydin- ja hajoamisominaisuuksista // Nuclear Physics A. - 2003. - T. 729 . - S. 3-128 . - doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 . - .

Linkit

Savunilmaisin "HIS-07". Americium-241 (video)
Radionuklidi: Americium-241 . Käyttöpäivä: 26. kesäkuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 29. heinäkuuta 2012. (määrätön)
Americium . Käyttöpäivä: 26. kesäkuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 29. heinäkuuta 2012. (määrätön)
Kharitonov O.V. Americium-241:n eristäminen syrjäytyskompleksointikromatografialla . Käyttöpäivä: 26. kesäkuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 29. heinäkuuta 2012. (määrätön)