Fakta om Americium (Norsk)

Americium, et sølvhvitt, syntetisk element, opprettes under kjernefysiske reaksjoner av tunge elementer. Elementet og dets isotoper har svært få, men viktige bruksområder, inkludert røykvarslere som finnes i nesten alle bygninger og potensialet til å drive fremtidige romoppdrag.

Americium er et sterkt radioaktivt element som kan være farlig når den håndteres feil og kan forårsake alvorlige sykdommer. Siden det ikke finnes naturlig i miljøet, er det svært liten sjanse for at mennesker og dyr vil bli påvirket av elementet med mindre de er i nærheten av plutoniumbaserte kjernefysiske reaktorer.

Bare fakta

• Atomnummer (antall protoner i kjernen): 95
• Atomsymbol (på det periodiske elementet): Am
• Atomvekt ( gjennomsnittlig masse av atom): 243
• Tetthet: 7,91 gram per kubikk tomme (13,69 gram per kubikk cm)
• Fase ved romtemperatur: fast
• Smelting punkt: 2.149 grader Fahrenheit (1.176 grader Celsius)
• Kokepunkt: 3 652 F (2.011 C)
• Antall naturlige isotoper (atomer av samme element med et annet antall nøytroner) : 0. Det er minst 19 radioaktive isotoper opprettet i et laboratorium.
• Vanligste isotoper: Am-241 (ubetydelig prosent av naturlig overflod), Am-243 (ubetydelig prosent av naturlig overflod)

Historie

Glenn Seaborg, Albert Ghiorso, Ralph James og Tom Morgan oppdaget americium, som i tillegg til curium, i 1944 under arbeidet med krigstid Metallurgical Laboratory ved University of Chicago (nå kjent som Argonne National Laboratory), ifølge en artikkel fra 2008 i Bulletin for the History of Chemistry av Keith Costecka, en amerikansk kjemiker og miljø forsker. Forskerne produserte det syntetiske elementet ved å bombardere plutonium-239 med nøytroner for å skape plutonium-240, og deretter igjen for å skape plutonium-241. Plutonium-241 forråtnet deretter til americium-241. Americium er det tredje syntetiske transuraniske elementet og det fjerde som blir oppdaget.

Oppdagelsene av americium og curium ble kunngjort i slutten av 1945 av Seaborg i live radioprogrammet Quiz Kids, ifølge en Nature-artikkel fra 2017 fra Ben Likevel en britisk forsker og forfatter. Kunngjøringen var ment å ha skjedd fem dager senere på et landsmøte i American Chemical Society. Elementet ble navngitt av forskere for landet som oppdaget det, så vel som et speil mot nabolantanidelementnummeret, europium.

Americium var svært vanskelig å isolere fra curium og prosessen tok over et år, ifølge Peter van der Krogt, en nederlandsk historiker. Forskerne fikk kallenavnet elementene pandemonium og delirium og foreslo til og med at disse navnene skulle bli elementene «offisielle navn. Til tross for forskernes forslag, fikk elementene navnene americium, etter oppdagelseskontinentet og i følge eksemplet med europium, og curium oppkalt for forskerne Marie og Pierre Curie. Den første betydelige mengden americium som kunne studeres synlig ble opprettet i 1951, ifølge Los Alamos National Laboratory.

Hvem visste?

• I følge artikkelen fra 1986 publisert i Radiochemistry and Nuclear Chemistry av Norman Edelstein og Lester Morss, amerikanske forskere, er americium en av 15 aktinidmetaller. Actinidelementer spenner fra atomnummer 89 (actinium) til 103 ( Disse elementene er alle radioaktive med et uvanlig utvalg av fysiske egenskaper.
• De primære isotoper er americium-241 og americium-243, som har halveringstider på ca. 433 år. henholdsvis 7370 år, ifølge Royal Society of Chemistry.
• Ifølge Lenntech forekommer americium mest sannsynlig naturlig i utrolige spormengder i uranmineraler på grunn av kjernefysiske reaksjoner. Tidligere konsentrasjoner av americium kan ha vært høyere da lokale konsentrasjoner av uran var høyere og produserte flere kjernefysiske reaksjoner.
• Americium produseres først og fremst i atomreaktorer via bombing av plutonium med nøytroner, ifølge Royal Society of Chemistry .
• Americium er en bærbar kilde til gammastråler og alfapartikler for en rekke medisinske og industrielle bruksområder som radiografi og spektroskopi, og hjelper til med å lage flatt glass ved å måle tykkelsen.
• Ifølge World Nuclear Association er røykvarslere som bruker americium populære i hjem og er følsomme for tilstedeværelse av røyk eller varme. Disse røykvarslerne er relativt billige og er følsomme for et bredt spekter av brannforhold. Isotopen americium-241 brukes i disse detektorene som americiumdioksid (AmO2).
• Centers for Disease Control and Prevention sier at americium-241 støv kan forårsake visse kreftformer og kan svelges, absorberes gjennom et sår eller inhaleres. Elementet har en tendens til å konsentrere seg i bein, lever og muskler. På grunn av isotopens levetid kan americium-241 holde seg i kroppen i flere tiår.

Aktuell forskning

På grunn av sin sjeldenhet og radioaktivitet er bruken av americium få. En slik bruk for americium som det nå forskes på, er i batterier, spesielt «rombatterier.» Forskning utført av Storbritannias National Nuclear Laboratory (NNL), i samarbeid med European Space Agency (ESA), har vist lovende resultater for å skaffe materialene som trengs for å bygge americium-241-drevne batterier. Forskere ved NNL var vellykket i stand til å designe en metode og lykkes med å isolere americium-241 fra plutonium. Ytterligere studier er for tiden ferdig for å undersøke virkningene som et større americium-prosesseringsanlegg vil ha på miljøet, samt hvordan man kan holde arbeidstakere på et slikt anlegg trygt Den langsiktige planen som ble fremsatt av NNL, ville arbeide for å skape en større mengde americium som kan brukes i batteriene.

I en artikkel fra 2008 presentert på en European Space Power Conference, uttalte K. Stephenson og T. Blancquaert, forskere ved ESA med base i Nederland, sa at plutonium har vært den foretrukne drivstoffkilden på grunn av dets høye effekt og 88-års halveringstid. Plotoniums isotop som er nødvendig for slik romfeil sjoner er veldig dyre med ekstremt begrenset tilgang og med restriktive regler. Americium-241 har derimot bare omtrent en fjerdedel av kraftuttaket som plutonium har, men det har en lengre halveringstid (433 år), lettere produsert, og kan potensielt redusere kostnad og vekt med omtrent tredje.

En annen gruppe forskere i Israel gjennomfører tester på batterier drevet av americium-242, ifølge en artikkel fra 2008 presentert på Congress of Nuclear Societies av M. Kurtzhand, et al., en gruppe på Israelske atomingeniører. Forskerne sa at americium-242 har høy effekt, og ifølge en artikkel publisert på The Future of Things om prosjektet, kan den drive den internasjonale romstasjonen i opptil 80 dager. Batteriet drevet av americium-242 har noen vanskeligheter på grunn av at americium-242 er vanskeligere å produsere enn americium-241, men isotopen fører til ideelle batteriegenskaper som muligheten til å bli utrolig tynn (omtrent en mikron) og uten bevegelige deler som fører til en robust og pålitelig strømkilde.