El americio, un elemento sintético de color blanco plateado, se crea durante las reacciones nucleares de elementos pesados. El elemento y sus isótopos tienen muy pocos pero importantes usos, incluidos los detectores de humo que se encuentran en casi todos los edificios y el potencial de impulsar futuras misiones espaciales.
El americio es un elemento altamente radiactivo que puede ser peligroso cuando se maneja incorrectamente y puede causar enfermedades graves. Dado que no se encuentra de forma natural en el medio ambiente, hay muy pocas posibilidades de que los seres humanos y los animales se vean afectados por el elemento a menos que estén muy cerca de los reactores nucleares de plutonio.
Solo los hechos
- Número atómico (número de protones en el núcleo): 95
- Símbolo atómico (en la tabla periódica de elementos): Am
- Peso atómico ( masa promedio del átomo): 243
- Densidad: 7.91 onzas por pulgada cúbica (13.69 gramos por cm cúbico)
- Fase a temperatura ambiente: sólida
- Fusión punto: 2,149 grados Fahrenheit (1,176 grados Celsius)
- Punto de ebullición: 3,652 F (2,011 C)
- Número de isótopos naturales (átomos del mismo elemento con un número diferente de neutrones) : 0. Hay al menos 19 isótopos radiactivos creados en un laboratorio.
- Isótopos más comunes: Am-241 (porcentaje insignificante de abundancia natural), Am-243 (porcentaje insignificante de abundancia natural)
Historia
Glenn Seaborg, Albert Ghiorso, Ralph James y Tom Morgan descubrieron el americio, ya que así como el curio, en 1944 durante su trabajo en el Laboratorio Metalúrgico de la Universidad de Chicago (ahora conocido como Laboratorio Nacional Argonne), según un artículo de 2008 en el Bulletin for the History of Chemistry de Keith Costecka, un químico estadounidense científico. Los investigadores produjeron el elemento sintético bombardeando plutonio-239 con neutrones para crear plutonio-240, y luego nuevamente para crear plutonio-241. El plutonio-241 luego se descompuso a americio-241. El americio es el tercer elemento transuránico sintético y el cuarto en ser descubierto.
Los descubrimientos del americio y el curio fueron anunciados a finales de 1945 por Seaborg en el programa de radio en vivo Quiz Kids, según un artículo de Nature de 2017 de Ben Aún así, un científico y autor británico. Se suponía que el anuncio se habría producido cinco días después en una reunión nacional de la American Chemical Society. El elemento fue nombrado por los investigadores por el país que lo descubrió, así como un espejo del número del elemento lantánido vecino, europio.
El americio fue muy difícil de aislar del curio y el proceso tomó más de un año, según Peter van der Krogt, historiador holandés. Los investigadores apodaron los elementos pandemonium y delirium e incluso sugirieron que esos nombres deberían convertirse en los nombres oficiales de los elementos. A pesar de las sugerencias de los investigadores, a los elementos se les dio los nombres de americio, después del continente del descubrimiento y siguiendo el ejemplo del europio, y al curio llamado para los científicos Marie y Pierre Curie. La primera cantidad sustancial de americio que podía estudiarse visiblemente se creó en 1951, según el Laboratorio Nacional de Los Alamos.
¿Quién sabía?
- Según un artículo de 1986 publicado en Radiochemistry and Nuclear Chemistry por Norman Edelstein y Lester Morss, investigadores estadounidenses, el americio es uno de los 15 metales actínidos. Los elementos actínidos van desde los números atómicos 89 (actinio) hasta 103 ( lawrencio). Todos estos elementos son radiactivos con una gama inusual de propiedades físicas.
- Los isótopos principalmente son americio-241 y americio-243, que tienen vidas medias de aproximadamente 433 años y 7370 años, respectivamente, según la Royal Society of Chemistry.
- Según Lenntech, lo más probable es que el americio se produzca naturalmente en cantidades increíblemente traza en los minerales de uranio debido a reacciones nucleares. Las concentraciones pasadas de americio pueden haber sido más altas cuando las concentraciones locales de uranio eran más altas y producían más reacciones nucleares.
- El americio se produce principalmente en reactores nucleares mediante el bombardeo de plutonio con neutrones, según la Royal Society of Chemistry .
- El americio es una fuente portátil de rayos gamma y partículas alfa para una variedad de usos médicos e industriales, como radiografía y espectroscopia, que ayuda a crear vidrio plano midiendo su espesor.
- Según la Asociación Nuclear Mundial, los detectores de humo que usan americio son populares en los hogares y son sensibles a la presencia de humo o calor. Estos detectores de humo son relativamente económicos y sensibles a una amplia gama de condiciones de incendio. El isótopo americio-241 se utiliza en estos detectores como dióxido de americio (AmO2).
- Los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades afirman que el polvo de americio-241 puede causar ciertos cánceres y se puede tragar, absorber a través de una herida o inhalar. El elemento tiende a concentrarse en los huesos, el hígado y los músculos. Debido a la longevidad del isótopo, el americio-241 puede permanecer en el cuerpo durante décadas.
Investigación actual
Debido a su rareza y radiactividad, los usos del americio son pocos. Uno de esos usos del americio que se está investigando actualmente es en baterías, específicamente «baterías espaciales». La investigación llevada a cabo por el Laboratorio Nuclear Nacional del Reino Unido (NNL), junto con la Agencia Espacial Europea (ESA), ha arrojado resultados prometedores para obtener los materiales necesarios para construir las baterías alimentadas con americio-241. Los investigadores de la NNL lograron capaz de diseñar un método y aislar exitosamente el americio-241 del plutonio. Actualmente se están completando más estudios para examinar los impactos que una planta de procesamiento de americio a gran escala tendría en el medio ambiente, así como también cómo mantener seguros a los trabajadores de dicha planta . El plan a largo plazo presentado por NNL funcionaría para crear una mayor cantidad de americio que se pueda usar en las baterías.
En un artículo de 2008 presentado en una Conferencia Europea de Energía Espacial, K. Stephenson y T. Blancquaert, científicos de la ESA con sede en los Países Bajos, dijo que el plutonio ha sido la fuente de combustible preferida debido a su alta producción de energía y su vida media de 88 años. El isótopo de plutonio que se requiere para este tipo de espacio siones es muy caro con un suministro extremadamente limitado y con regulaciones restrictivas. El americio-241, por otro lado, solo tiene alrededor de una cuarta parte de la producción de energía que tiene el plutonio, pero tiene una vida media más larga (433 años), se produce más fácilmente y potencialmente puede reducir el costo y el peso en aproximadamente un tercero.
Otro grupo de científicos en Israel está realizando pruebas con baterías alimentadas por americio-242, según un artículo de 2008 presentado en el Congreso de Sociedades Nucleares por M. Kurtzhand, et al., un grupo de Ingenieros nucleares israelíes. Los investigadores dijeron que el americio-242 tiene una alta potencia de salida y, según un artículo publicado en The Future of Things sobre el proyecto, podría alimentar la Estación Espacial Internacional hasta por 80 días. La batería alimentada por americio-242 enfrenta algunas dificultades debido a que el americio-242 es más difícil de producir que el americio-241, pero el isótopo conduce a propiedades ideales de la batería, como la capacidad de hacerse increíblemente delgada (aproximadamente una micra) y sin piezas móviles que conducen a una fuente de energía sólida y confiable.