Америций-241Oh no, theres been an error

02.12.2018 0 Автор: admin1

Decay

Americium-241 decays mainly via alpha decay, with a weak gamma ray byproduct. The α-decay is shown as follows:

 95241Am ⟶432.2y  93237Np + 24α2++γ 59.5409 keV{\displaystyle \mathrm {^{241\!\,}_{\ 95}Am\ {\overset {432.2y}{\longrightarrow }}\ _{\ 93}^{237}Np~+~_{2}^{4}\alpha ^{2+}+\gamma ~59.5409~keV} }

The α-decay energies are 5.486 MeV for 85% of the time (the one which is widely accepted for standard α-decay energy), 5.443 MeV for 13% of the time, and 5.388 MeV for the remaining 2%. The γ-ray energy is 59.5409 keV for the most part, with little amounts of other energies such as 13.9 keV, 17.8 keV and 26.4 keV.

The second most common type of decay that americium-241 undergoes is spontaneous fission, with a branching ratio of 3.6×10−12 and happening 1.2 times a second per gram of 241Am. It is written as such (the asterisk denotes an excited nucleus):

 95241Am⟶  95241Am∗⟶31n + fission products +energy (γ){\displaystyle \mathrm {^{241}_{\ 95}Am\longrightarrow ~_{\ 95}^{241}Am^{*}\longrightarrow 3_{0}^{1}n~+~fission~products~+energy~(\gamma )} }

The least common (rarest) type of decay for americium-241 is 34Si cluster decay, with a branching ratio of less than 7.4×10−16. It is written as follows:

 95241Am⟶ 81207Tl+1434Si{\displaystyle \mathrm {^{241\!\,}_{\ 95}Am\longrightarrow _{\ 81}^{207}Tl+_{14}^{34}Si} }

СсылкиПравить

Периодическая система элементов
H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Uub Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo
* La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
** Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr

У этой статьи нет иллюстраций.

Это незавершённая статья о химическом элементе.Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив её.
  1. Википедия Америций адрес
  2. Викисловарь — адрес
  3. Викицитатник — адрес
  4. Викиучебник — адрес
  5. Викитека — адрес
  6. Викиновости — адрес
  7. Викиверситет — адрес

Выделить Америций и найти в:

  1. Список ru-вики
  2. Вики-сайты на русском языке
  • Страница 0 — краткая статья
  • Страница — энциклопедическая статья
  • Разное — на страницах: , , ,

References

  1. ^ Greenwood, p. 1262
  2. ^
  3. ^
  4. Residential Smoke Alarm Performance, Thomas Cleary. Building and Fire Research Laboratory, National Institute of Standards and Technology; UL Smoke and Fire Dynamics Seminar. November 2007
  5. ^
  6. G.L. Kulcinski, NEEP 602 Course Notes (Spring 2000), Nuclear Power in Space, University of Wisconsin Fusion Technology Institute (see last page)
  7. Binder, Harry H. (1999). Lexikon der chemischen Elemente: das Periodensystem in Fakten, Zahlen und Daten : mit 96 Abbildungen und vielen tabellarischen Zusammenstellungen. ISBN 978-3-7776-0736-8.
  8. Greenwood, p. 1252
  9. Frisch, Franz Crystal Clear, 100 x energy, Bibliographisches Institut AG, Mannheim 1977, ISBN 3-411-01704-X, p. 184

История

Элемент был получен искусственно в 1944 году в Металлургической лаборатории Чикагского университета Гленном Сиборгом с сотрудниками, причем открытие было засекречено. Интересно, что об открытии америция и кюрия Сиборг впервые публично объявил на детской радиопередаче , когда один из слушателей спросил его, какие трансурановые элементы были открыты во время войны. Официальное сообщение об открытии на совещании Американского химического общества последовало только через пять дней после радиопередачи, 11 ноября 1945 года.

Ныне существующий америций сконцентрирован в атмосфере в районах, используемых для испытаний ядерного оружия, проведенных между 1945 и 1980 годами, а также в местах ядерных инцидентов, таких как чернобыльская катастрофа. Например, анализ обломков на полигоне, на котором происходили испытания первой водородной бомбы США (1 ноября 1952 г., атолл Эниветак) выявил высокие концентрации различных актинидов, включая америций; но из-за военной тайны эти данные были опубликованы только в 1956 году. В Тринитите, стеклообразном веществе, образовавшемся на месте испытания ядерной бомбы на базе в Тринити возле Аламогордо (штат Нью-Мексико) 16 июля 1945 года были обнаружены следы америция-241. Повышенные уровни америция были также обнаружены в 1968 году в Гренландии на месте крушения американского бомбардировщика Boeing B-52, который нёс четыре водородные бомбы.

Hazards

Americium-241 is a form of americium therefore having the same general hazards. Americium and its isotopes are both extremely toxic and radioactive. Although α-particles can be stopped by a sheet of paper, there are serious health concerns for ingestion of α-emitters. Americium and its isotopes are also very chemically toxic as well, in the form of heavy-metal toxicity. As little as 0.03 μCi (1,110 Bq) is the maximum permissible body burden for 241Am.

Americium-241 is an α-emitter with a weak γ-ray byproduct. Safely handling americium-241 requires knowing and following proper safety precautions, as without them it would be extremely dangerous. Its specific gamma dose constant is 3.14 x 10−1 mR/hr/mCi or 8.48 x10−5 mSv/hr/MBq at 1 meter.

If consumed, americium-241 is excreted within a few days and only 0.05% is absorbed in the blood. From there, roughly 45% of it goes to the liver and 45% to the bones, and the remaining 10% is excreted. The uptake to the liver depends on the individual and increases with age. In the bones, americium is first deposited over cortical and trabecular surfaces and slowly redistributes over the bone with time. The biological half-life of 241Am is 50 years in the bones and 20 years in the liver, whereas in the gonads (testicles and ovaries) it remains permanently; in all these organs, americium promotes formation of cancer cells as a result of its radioactivity.

Americium-241 often enters landfills from discarded smoke detectors. The rules associated with the disposal of smoke detectors are relaxed in most jurisdictions. In the U.S., the «Radioactive Boy Scout» David Hahn was able to concentrate americium-241 from smoke detectors after managing to buy a hundred of them at remainder prices and also stealing a few. There have been a few cases of exposure to americium-241, the worst case being that of Harold McCluskey, who at the age of 64 was exposed to 500 times the occupational standard for americium-241 as a result of an explosion in his lab. McCluskey died at the age of 75, not as a result of exposure, but of a heart disease which he had before the accident.

ПолучениеПравить

Am241 сейчас получают в промышленном количестве при распаде Pu241: Pu-241 -> (13.2 года, бета частица) -> Am-241.

Так как Pu-241 обычно присутствует в только что выработанном оружейном плутонии, Am-241 накапливается в веществе с распадом Pu-241. В связи с этим, он играет важную роль в старении плутоневого 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.

ВТОРОЕ НАЗВАНИЕ АМЕРИЦИЯ

При облучении америция-241 нейтронами образуется изотоп кюрий-242 (в результате бета-распада америция-242). Дозировать нейтроны таким образом, чтобы образовывался только один новый элемент — № 95, практически невозможно. Отсюда неизбежность проблемы разделения элементов № 95 и 96. Они, в полном соответствии с актиноидной концепцией Сиборга, оказались очень похожими по химическим свойствам. А с редкими землями сходство было настолько велико, что долгое время разделение носителей и новых элементов представлялось неразрешимой задачей.

Более полугода ушло на безуспешные попытки разделить америций и кюрий. Естественно, все это время уже открытые элементы оставались безымянными — приведенные выше названия появились позже. Кто-то из сотрудников Сиборга (определенно химик, а не физик) предложил назвать их пандемониумом и делирумом, что в переводе с латыни означает «ад» и «бред».

Но рано или поздно бред и ад должны были кончиться. В начале 1945 г. в лаборатории был освоен метод ионообменной хроматографии, и на катионите «Дауэкс-50» новые элементы удалось разделить. В качестве элюента — жидкости, последовательно смывающей комплексы сходных элементов, был применен альфа-оксиизобутират аммония, который обладал наибольшей избирательной способностью для данной системы.

Тогда же был впервые определен период полураспада америция-241. Установили, что половина его ядер распадается за 498 лет. Более поздними измерениями эта характеристика была уточнена — 458 лет.

Изучению химических свойств элемента № 95 мешала высокая удельная активность америция-241. В растворе шел радиолиз, одни соединения превращались в другие; вопреки желанию экспериментаторов менялись скорости и даже направления реакций… Для современной радиохимии это дело достаточно обычное, так же как и работа с микроколичествами веществ. Но в те времена это было довольно серьезной проблемой.

Первый препарат чистого америция, полученный Б. Каннигемом и Л. Эспри в сентябре 1945 г., весил 20 мкг. Для того чтобы получить их, пришлось проделать 29 разделительных операций. Спустя полгода были переработаны 200 л сбросных растворов плутониевого производства, и из них выделили первую радиохимически крупную порцию америция-241 — 10 мг. Этого оказалось достаточно, чтобы провести полный цикл физико-химических исследований нового элемента.

Что же знают радиохимики об элементе № 95 сегодня? Прежде всего на его примере ясно, что общие закономерности не всегда абсолютны. Этот закон науки особенно справедлив, когда имеешь дело с радиоактивными химическими объектами.

Статья на тему Америций валентность

Nucleosynthesis

Americium-241 has been produced in small quantities in nuclear reactors for decades, and many kilograms of 241Am have been accumulated by now. Nevertheless, since it was first offered for sale in 1962, its price, about US$1,500 per gram of 241Am, remains almost unchanged owing to the very complex separation procedure.

Americium-241 is not synthesized directly from uranium – the most common reactor material – but from the plutonium isotope 239Pu. The latter needs to be produced first, according to the following nuclear process:

 92238U →(n,γ)  92239U →23.5 minβ−  93239Np →2.3565 dβ−  94239Pu{\displaystyle \mathrm {^{238}_{\ 92}U\ {\xrightarrow {(n,\gamma )}}\ _{\ 92}^{239}U\ {\xrightarrow{\beta ^{-}}}\ _{\ 93}^{239}Np\ {\xrightarrow{\beta ^{-}}}\ _{\ 94}^{239}Pu} }

The capture of two neutrons by 239Pu (a so-called (n,γ) reaction), followed by a β-decay, results in 241Am:

 94239Pu →2 (n,γ)  94241Pu →14.35 yrβ−  95241Am{\displaystyle \mathrm {^{239}_{\ 94}Pu\ {\xrightarrow {2~(n,\gamma )}}\ _{\ 94}^{241}Pu\ {\xrightarrow{\beta ^{-}}}\ _{\ 95}^{241}Am} }

The plutonium present in spent nuclear fuel contains about 12% of 241Pu. Because it converts to 241Am, 241Pu can be extracted and may be used to generate further 241Am. However, this process is rather slow: half of the original amount of 241Pu decays to 241Am after about 14 years, and the 241Am amount reaches a maximum after 70 years.

The obtained 241Am can be used for generating heavier americium isotopes by further neutron capture inside a nuclear reactor. In a light water reactor (LWR), 79% of 241Am converts to 242Am and 10% to its nuclear isomer 242mAm:

79%:    95241Am →(n,γ)  95242Am{\displaystyle \mathrm {^{241}_{\ 95}Am\ {\xrightarrow {(n,\gamma )}}\ _{\ 95}^{242}Am} }

Образование и распад

Америций-241 является дочерним продуктом

изотопа плутония-241:

29441Pu→29541Am+e−+ν¯e;{\displaystyle \mathrm {{}^{2}{}_{94}^{41}Pu} \rightarrow \mathrm {{}^{2}{}_{95}^{41}Am} +e^{-}+{\bar {\nu }}_{e};}

ядром кюрия-241:

29641Cm+e−→29541Am+νe;{\displaystyle \mathrm {{}^{2}{}_{96}^{41}Cm} +e^{-}\rightarrow \mathrm {{}^{2}{}_{95}^{41}Am} +\nu _{e};}

берклия-245:

29745Bk→29541Am+24α.{\displaystyle \mathrm {{}^{2}{}_{97}^{45}Bk} \rightarrow \mathrm {{}^{2}{}_{95}^{41}Am} +{}_{2}^{4}\alpha .}

Сам 241Am также нестабилен с 432,6 года. При распаде америций-241 испускает , а дочернее ядро  — каскад и/или :

29541Am→29337Np+24α.{\displaystyle \mathrm {{}^{2}{}_{95}^{41}Am} \rightarrow \mathrm {{}^{2}{}_{93}^{37}Np} +{}_{2}^{4}\alpha .}

Альфа-распад происходит в основном на возбуждённые уровни нептуния-237, лишь в 0,34 % случаев на основной уровень.

Глава государства пообещал за пять лет решить всевопросы загрязненных территорий. Удастся ли

Беларусь поступила правильно,
пойдя по пути реабилитации территорий, пострадавших от катастрофы на
Чернобыльской АЭС, заявил Александр Лукашенко во время посещения Ельского
района.

Он подчеркнул, что «подвергшиеся
радиационному загрязнению белорусские регионы благодаря приложенным усилиям
удалось превратить в зоны деловой активности».

— Здесь реализуются важные
инвестиционные проекты, все более уверенно становится на ноги
предпринимательство. Демографическая ситуация в чернобыльских районах также
стала лучше, рождаемость неуклонно растет, а смертность снижается, — подчеркнул
Лукашенко. — Теперь мы уже ставим задачу не просто возродить опаленные
Чернобылем регионы, а обеспечить их дальнейшее полноценное развитие.

Говоря о Ельском районе,
глава государства заявил, что сегодня здесь «уже почти не осталось земель,
которые надо возвращать к жизни»:

— Уже неудобицы распахивают,
а не те земли, которые в те времена вообще хотели вывести из севооборота.

Подводя итог чернобыльской
теме, Лукашенко пообещал:

— За пятилетку, которая
началась, при всех проблемах и сложностях, мы окончательно решим все вопросы,
которые связаны с югом нашей страны, чтобы эти земли забыли произошедшую
трагедию.

Америцием по амбициям

Вряд ли кто-то будет против,
чтобы оптимистичное заявление главы государства было осуществимым. К сожалению,
эту проблему так быстро и легко не решить.

Вопрос южных районов страны
не решиться ни через пять лет, ни даже через 50. Более того, по мнению ряда
экспертов, действия властей в отношении загрязненных районов только усугубляют
ситуацию и таят в себе опасность для здоровья не только местных жителей, но и
других белорусов.

В последние годы независимые
эксперты бьют тревогу, говоря об америции-241(241Am). Это продукт бета-распада изотопа плутония-241.

Чем опасен америций-241?
Ознакомившись с его характеристиками, можно понять ученых, критикующих
преждевременную рекультивацию загрязненных территорий.

Активность америция-241
возрастает со временем, он имеет большой период полураспада.

Чтобы понять всю
смехотворность обещаний за пять лет закрыть вопрос загрязненных земель,
достаточно узнать, что снижение альфа-активности почвы от 241Am до уровня 3,7
кБк/м2 ожидается только после 2400 года.

Вот что прогнозируют ученые: общее
количество америция-241 в экосистемах с течением времени будет нарастать, также
будет увеличиваться количество его водорастворимых и ионно-обменных форм.

Прогнозируется, что в
2056-2060 годах концентрация америция достигнет максимума и будет превышать
начальную в 30 раз, а суммарную активность всех выпавших изотопов плутония — приблизительно
в два раза.

То есть, на нынешнем этапе
америций-241 уже фактически стал и длительное время будет оставаться основным
дозообразователем среди изотопов трансурановых элементов.

Как америций влияет на
здоровье человека? Он более биологически и радиотоксически опасен, чем
плутоний. Аккумулируясь в организме человека, он накапливается в основном в
костях и дополнительно в надкостнице.

Официально

В 2010 году директор
департамента по гидрометеорологии министерства природных ресурсов и охраны
окружающей среды Беларуси Мария Герменчук заявляла, что к 2056 году в стране
сократится количество территорий, загрязненных цезием, плутонием, но есть
вероятность некоторого увеличения площадей по загрязнению америцием-241.

При этом она подчеркнула, что
«загрязнение америцием не будет представлять опасности для населения», так как
им загрязнены в основном земли, на которых установлен режим запрета пребывания.

Чем оборачивается рост деловой активности в чернобыльской зоне: расследование «Associated Press».

Какие это земли? Согласно
официальной информации, загрязнению трансурановыми элементами, в том числе и
америцием-241, подверглись около 4 тысяч кв. км, что составляет почти 2%
площади страны. Эти территории преимущественно находятся в Гомельской области —
Брагинский, Наровлянский, Хойникский, Речицкий, Добрушский и Лоевский районы, а
также в Чериковском районе Могилевской области.

Загрязнение изотопами
плутония с высокой плотностью характерно для 30-км зоны ЧАЭС. Наиболее высокие
уровни наблюдаются в Хойникском районе — более 111 кБк/м2.

Как видим, Ельский район, в
котором уже распахивают пустоши, граничит с Наровлянским. Недалеко находится и
«рекордсмен» по загрязненности изотопами плутония Хойникский район.  

Загрязнение окружающей среды после аварии на ЧАЭС

Экологическая опасность загрязнения окружающей среды америцием-241, произошедшего вследствие , 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 .

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.

Биологическое действие радионуклида америций-241 241Am

Америций-241 – является дочерним продуктом изотопа плутония (241Pu). 241Am имеет период полураспада 432,8 года. При распаде америций-241 испускает альфа-частицы и мягкие (60 кэВ) гамма-лучи. Америций-241 – это металл серебристо-белого цвета, поддающийся ковке. Америций в темноте светится за счет собственного альфа- излучения. Больше всего он похож на металлы редкоземельного семейства. Америций медленно тускнеет в сухом воздухе при комнатной температуре. Температура плавления америция составляет 1173°C, температура кипения 2607°C, плотность 13,76 г/см3.

В отличие от плутония, америций-241 имеет достаточно хорошую растворимость и, следовательно, имеет большую подвижность в окружающей среде (по сравнению с плутонием). При поступлении америция-241 через органы дыхания отмечается, что изотоп быстро перемещается из легких в кров и имеет способность к накоплению в скелете и печени человека.

Установлено, что америций-241 может поступать в организм животных и через кожу. Так на опытах с поросятами было установлено, что около 0,02% 241Am поступает в организм животного от нанесенного на кожу. При повреждении кожных покровов наблюдается резкое увеличение всасывания 241Am в 100 – 250 раз.

Основными органами депонирования 241Am в организме животных и человека являются скелет, печень и почки. На уровни отложения радионуклида в этих органах влияют химическая форма вводимого соединения и вид, возраст животных.

Загрязнение окружающей среды после аварии на ЧАЭС

Потенциальная экологическая опасность загрязнения окружающей среды америцием-241, которое произошло вследствие аварии на Чернобыльской АЭС, обусловлена возрастанием его подвижности со временем. Увеличение способности к миграции чернобыльского америция обуславливается разрушением топливных частиц (горячих частиц) и переходом инертных форм радионуклида в биологически доступные. Учитывая большой период полураспада америция, эти проблемы будут актуальными для многих поколений жителей Украины, Беларуси и России.

Как и другие изотопы плутония, америций-241 находится в верхнем слове почвы. В отличие от плутония, подвижных форм америция составляет 32% (для плутония – 4-15%).

Соотношения активностей 241Аm/329+240Pu с каждым годом увеличивается. Если в 1986 году такое соотношение составляло 0,13±0,03, то за последующие 70 лет такое соотношение увеличится в 20 раз за счет радиоактивного распада 241Рu и накопления 241Аm.

Современные уровни загрязнения территории зоны отчуждения 241Аm колеблется в разном диапазоне. Максимальные уровни достигают 1 Кі/км2. Современное соотношение между активностью изотопов Pu и 241Am в почвах зоны отчуждения составляет 1,5-2,5 в пользу Pu. При этом содержание америция-241 в растительной биомассе чернобыльской зоны в 10 раз выше содержания Pu. При этом америций больше накапливается в вегетативных органах растений чем в корнях.

Бионакопление америция

Поступая в организм с продуктами питания, америций достаточно слабо всасывается в пищеварительном тракте и варьирует в зависимости от химической формы изотопа, возраста животного и т.д. Для взрослых животных величина всасывания лежит обычно в пределах 0,01 – 0,001%, для молодых животных эти значения могут быть на один — два порядка выше. Также наблюдается миграции америция с кормов в молоко. Коэффициент перехода америция в системе корм — молоко составляет 10-5 – 10-8.

Аккумулируясь в организме человека америций накапливается в основном в костях и дополнительно в надкостнице.

Исследования уровней накопления америция культурными растениями (злаками) в зоне отчуждения ЧАЭС показали, что уровни накопления больше в зерне ячменя больше чем в соломе (коэффициент накопления в зерне составляет – 0,8).

Сколько стоит америций?

По существующей информации, в 1998 году стоимость 1 грамма америция-241 составляло 728 долл. США, а миллиграмм америция-238 – 180 долл. США (по данным изотопного  отделения Окриджской национальной лаборатории (ORNL))

Литература:

  1. Вредные химические вещества. Радиоактивные вещества: Справ. Изд./В.А. Баженов, Л.А. Булдаков, И.Я. Василенко и др.; — Л.: Химия, 1990. 464 с.

Список источников

  • chornobyl.ru
  • howlingpixel.com
  • science.wikia.org
  • gazetaby.com
  • wikiredia.ru
  • znaesh-kak.com
  • wiki2.org