Az amerikium, ezüstfehér, szintetikus elem, nehéz elemek nukleáris reakciói során jön létre. Az elemnek és izotópjainak nagyon kevés, de fontos felhasználási területe van, ideértve szinte az összes épületben található füstérzékelőket és a jövőbeli űrmissziók működését.
Az Americium rendkívül radioaktív elem, amely képes helytelen kezelés esetén veszélyes lehet, és súlyos betegségeket okozhat. Mivel a környezetben nem található meg természetes módon, nagyon kevés az esély arra, hogy az elem az embereket és az állatokat is érinti, kivéve, ha nagyon közel vannak a plutónium-alapú atomreaktorokhoz.
Csak a tények
- Atomszám (protonok száma a magban): 95
- Atomi szimbólum (az elemek periódusos rendszerén): Am
- Atomsúly ( átlagos atomtömeg): 243
- Sűrűség: 7,91 uncia köbcentiméterenként (13,69 gramm / köbcentiméter)
- Fázis szobahőmérsékleten: szilárd
- Olvadáspont pont: 2149 Fahrenheit fok (1176 Celsius fok)
- Forráspont: 3652 F (2 011 C)
- Természetes izotópok száma (ugyanazon elem atomjai eltérő neutronszámmal) : 0. Egy laboratóriumban legalább 19 radioaktív izotóp keletkezett.
- A leggyakoribb izotópok: Am-241 (a természetes bőség elenyésző százaléka), Am-243 (a természetes bőség elhanyagolható százaléka)
Előzmények
Glenn Seaborg, Albert Ghiorso, Ralph James és Tom Morgan felfedezték az americiumot, mivel valamint a kúrium 1944-ben a chicagói egyetem (jelenleg Argonne Nemzeti Laboratórium néven ismert) háborús kohászati laboratóriumában végzett munkájuk során, a Keith Costecka amerikai kémikus és környezetvédő Bulletin for the Chemistry History 2008-as cikke szerint tudós. A kutatók úgy állították elő a szintetikus elemet, hogy a plutónium-239-et neutronokkal bombázták, hogy létrehozzák a plutónium-240-t, majd megint a plutónium-241-et. A plutónium-241 ezután bomlott amerikai-241-re. Az Americium a harmadik szintetikus transzuránelem, és a negyedik, amelyet felfedeztek.
Az americium és a curium felfedezéséről Seaborg 1945 végén jelentett be a Quiz Kids című élő rádióműsorban – írja a Ben 2017-es Nature cikke. Mégis, egy brit tudós és szerző. A bejelentésnek öt nappal később, az American Chemical Society országos ülésén kellett volna történnie. Az elemet a felfedező ország kutatói nevezték el, valamint tükrözték a szomszédos lantanid elemszámot, az európiumot.
Az Americiumot nagyon nehéz volt elkülöníteni a kúriumtól, és a folyamat szerint egy évig tartott. Peter van der Krogt holland történész. A kutatók az elemeket pandemoniumnak és delíriumnak nevezték el, sőt azt javasolták, hogy ezekből a nevekből legyenek az elemek “hivatalos nevei”. A kutatók javaslata ellenére az elemeknek az amerikai nevet adták, a felfedezés kontinensét követően és az europium példájára, valamint Marie és Pierre Curie tudósok számára. A Los Alamos Nemzeti Laboratórium adatai szerint 1951-ben hozták létre az első jelentősen láthatóan tanulmányozható americium mennyiséget.
Ki tudta?
- Norman Edelstein és Lester Morss amerikai kutatók által a Radiochemistry and Nuclear Chemistry-ben megjelent 1986-os cikk szerint az americium a 15 aktinid-fém egyike. Az aktinid-elemek a 89-es (aktinium) és 103 ( Ezek az elemek radioaktívak, szokatlan fizikai tulajdonságokkal.
- Az izotópok elsősorban az americium-241 és az americium-243, amelyek felezési ideje kb. 433 év illetve a Királyi Kémiai Társaság szerint 7370 év.
- Lenntech szerint az americium nagy valószínűséggel hihetetlenül nyomokban fordul elő természetesen uránásványokban a nukleáris reakciók miatt. Az americium korábbi koncentrációja magasabb lehetett, ha az urán helyi koncentrációja magasabb volt, és több nukleáris reakciót eredményezett.
- Az Ameriumot elsősorban a nukleáris reaktorokban állítják elő a plutónium neutronokkal történő bombázása révén – írja a Royal Society of Chemistry .
- Az Americium hordozható gammasugarak és alfa-részecskék forrása a legkülönbözőbb orvosi és ipari felhasználásokhoz, például radiográfiához és spektroszkópiához, és elősegíti a sík üveg kialakítását vastagságának mérésével.
- A Nukleáris Világszövetség szerint az americiumot használó füstérzékelők népszerűek az otthonokban, és érzékenyek a füst vagy a hő jelenlétére. Ezek a füstérzékelők viszonylag olcsóak és érzékenyek a tűzviszonyok széles skálájára. Az americium-241 izotópot használják ezekben a detektorokban americium-dioxidként (AmO2).
- A Betegségellenőrzési és Megelőzési Központ szerint az americium-241 por bizonyos rákot okozhat, és lenyelhető, seben keresztül felszívódhat vagy belélegezhető. Az elem általában a csontokban, a májban és az izmokban koncentrálódik. Az izotóp hosszú élettartama miatt az americium-241 évtizedekig maradhat a testben.
Aktuális kutatások
Ritkasága és radioaktivitása miatt az americium felhasználása kevés. Az americium egyik ilyen felhasználása, amelyet jelenleg kutatnak, az akkumulátorok, nevezetesen az “űrelemek”. Az Egyesült Királyság Nemzeti Nukleáris Laboratóriumának (NNL) és az Európai Űrügynökséggel (ESA) közösen végzett kutatása ígéretes eredményeket mutatott az americium-241 típusú akkumulátorok gyártásához szükséges anyagok beszerzéséhez. Az NNL kutatói sikeresen képes megtervezni egy módszert és sikeresen elkülöníteni az americium-241-et a plutóniumtól. Jelenleg további tanulmányok folynak annak megvizsgálására, hogy egy nagyobb méretű americium-feldolgozó üzem milyen hatással van a környezetre, valamint arra, hogyan lehet biztonságban tartani az ilyen üzemben dolgozókat . Az NNL által kidolgozott hosszú távú terv egy nagyobb mennyiségű americium létrehozására törekszik, amely felhasználható az elemekben.
Az Európai Űrhatalmi Konferencián bemutatott 2008-as cikkben K. Stephenson és T. Blancquaert, az ESA hollandiai székhelyű tudósai szerint a plutónium volt a kedvelt üzemanyagforrás nagy teljesítménye és 88 éves felezési ideje miatt. rendkívül drága, rendkívül korlátozott kínálattal és korlátozó előírásokkal. Az Americium-241 viszont csak a negyede a plutónium teljesítményének, de hosszabb a felezési ideje (433 év), könnyebben előállítható, és a költségeket és a súlyt körülbelül egy harmadik.
Izraelben egy másik tudóscsoport teszteket végez az americium-242 tápellátású akkumulátorokról – állítja a Nukleáris Társaságok Kongresszusán 2008-ban bemutatott cikket, amelyet M. Kurtzhand és mtsai. Izraeli nukleáris mérnökök. A kutatók szerint az americium-242 nagy teljesítményű, és a The Future of Things című projektről szóló cikk szerint a Nemzetközi Űrállomást akár 80 napig is működtetheti. Az americium-242 által üzemeltetett akkumulátor némi nehézséggel szembesül, mivel az americium-242-t nehezebb előállítani, mint az americium-241-et, de az izotóp ideális akkumulátortulajdonságokhoz vezet, például hihetetlenül vékony (kb. Egy mikron) és nem mozgó alkatrészek, amelyek robusztus és megbízható áramforráshoz vezetnek.