Americium-241

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2021. május 26-án felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 2 szerkesztést igényelnek .

Americium-241

Név, szimbólum

Americium-241, 241 Am

Neutronok

146

Nuklidok tulajdonságai

Atomtömeg

241.056829(1) [1] a. eszik.

tömeghiba

+52 936,0 [1] k eV

Fajlagos kötési energia (nukleononként)

7543,272 [1] keV

Fél élet

432,6 [2] év

Bomlástermékek

237 Np _

Szülői izotópok

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

Az atommag spinje és paritása

5/2 - [2]

Bomlási csatorna	Bomlási energia
Alfa-bomlás (~100%)	5,63782 MeV
spontán hasadás (4,3×10 −10 %)

Nuklidok táblázata

Az americium -241 az americium izotópja . Egy egyszerű anyag egy ezüst-fehér fém . Ennek az izotópnak egy érdekes tulajdonsága, hogy a saját alfa-sugárzása miatt világít a sötétben . Az americium erősen mérgező. Mérgezősége inkább a sugárzási tulajdonságoknak köszönhető, mint a kémiai tulajdonságoknak. A 241 Am MPC értéke a levegőben ~1·10 −4 Bq/l, víztestekben nem haladja meg a 70-80 Bq/l-t. Fajlagos aktivitás - 3,5 Curie / g (129 GBq / g).

Képződés és bomlás

Az Americium-241 egy leánytermék

A plutónium-241 izotóp β - bomlása :

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

a kúrium-241 atommag elektronbefogása :

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

a berkelium-245 alfa-bomlása :

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

Maga a 241 Am is instabil, felezési ideje 432,6 év. Bomláskor az americium-241 alfa-részecskéket bocsát ki, a neptunium-237 leánymagja pedig gamma-kvantumok és/vagy konverziós elektronok kaszkádját bocsátja ki :

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

Az alfa-bomlás főként a neptunium-237 gerjesztett szintjénél fordul elő, csak az esetek 0,34%-ában a fő szintre.

Környezetszennyezés a csernobili baleset után

A csernobili atomerőműben bekövetkezett baleset következtében fellépő americium-241 környezetszennyezés környezeti veszélye annak a koncentrációjának idővel történő növekedéséből adódik. Tekintettel az americium hosszú felezési idejére, ez a probléma még sok évig aktuális lesz a szennyezett területeken. Az americium főleg a talaj felső rétegeiben koncentrálódik. A 4-15%-os mobilitású plutónium izotópokkal szemben azonban a 241 Am mobilitása lényegesen magasabb (~30%), ami növeli az élő szervezetekbe kerülésének valószínűségét .

A 241 Am/ 241 Pu aktivitási arány évről évre növekszik. Ha közvetlenül az 1986-os baleset után 0,13 ± 0,03 volt, akkor a következő 30 évben ez a szám 20-szorosára nőtt a 241 Pu bomlása és a 241 Am felhalmozódása miatt .

A fegyveres minőségű plutónium öregedése

Mivel a Pu-241 általában jelen van a frissen előállított, fegyveres minőségű plutóniumban, az Am-241 felhalmozódik benne a Pu-241 bomlásával. Ebben a tekintetben fontos szerepet játszik a plutónium fegyverek öregedésében. A frissen készített, fegyveres minőségű plutónium 0,5-1,0% Pu-241-et, a reaktor minőségű plutónium 5-15% és 25% közötti Pu-241-et tartalmaz. Néhány évtizeden belül szinte az összes Pu-241 Am-241-vé bomlik. Az Am-241 alfa-bomlási energiája és a viszonylag rövid élettartama magas fajlagos radioaktivitást és hőteljesítményt eredményez (106 W/kg, például a Pu-241 hőteljesítménye 3,4 W/kg). A régi, fegyveres minőségű plutónium alfa és gamma aktivitásának nagy része az Am-241-nek köszönhető. Az Am-241 felhalmozódása a plutóniummagban megnehezíti a plutónium töltetek tárolását, mivel a nagy radioaktivitás károsan befolyásolja szerkezeti elemeiket, és veszélyt jelent a karbantartó személyzetre. Ebben a tekintetben bizonyos gyakorisággal (átlagosan 8 év a "friss" fegyverminőségű plutónium és 15-30 évente a "régi") a plutónium tölteteket szétszerelik, és a plutónium magot újraolvasztják a vele egyidejűleg végzett kémiai tisztítással. olvad az Am-241-ből.

Alkalmazás

Az Americium-241-et gyakran használják füstérzékelőkben. Kisugárzása ionizálja az érzékeny kamrában lévő levegőmolekulákat . Az elektromos tér hatására a keletkező pozitív és negatív ionok áramot hoznak létre , amelynek nagyságát folyamatosan figyeljük. Amikor a füst belép az érzékeny kamrába, az áramerősség csökken a füstrészecskék felületén lévő egyes ionok kombinációja miatt. Amikor az áramerősség a küszöbértékre csökken, az érzékelő aktiválódik.

Jegyzetek

↑ 1 2 3 Audi G. , Wapstra AH , Thibault C. Az AME2003 atomtömeg-értékelés (II). Táblázatok, grafikonok és hivatkozások (angol) // Nukleáris fizika A. - 2003. - 1. évf. 729 . - P. 337-676 . - doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003 . - .
↑ 1 2 Audi G. , Bersillon O. , Blachot J. , Wapstra AH A NUBASE értékelése a nukleáris és bomlási tulajdonságokról // Nuclear Physics A. - 2003. - T. 729 . - S. 3-128 . - doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 . - .

Linkek

"HIS-07" füstérzékelő. Americium-241 (videó)
Radionuklid: Americium-241 . Hozzáférés dátuma: 2011. június 26. Az eredetiből archiválva : 2012. július 29. (határozatlan)
Americium . Hozzáférés dátuma: 2011. június 26. Az eredetiből archiválva : 2012. július 29. (határozatlan)
Kharitonov O.V. Americium-241 izolálása kiszorításos komplexképző kromatográfiával . Hozzáférés dátuma: 2011. június 26. Az eredetiből archiválva : 2012. július 29. (határozatlan)