Americium-241 | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
Navn, symbol | Americium-241, 241 Am | ||||||
Neutroner | 146 | ||||||
Nuklidegenskaber | |||||||
Atommasse | 241.056829(1) [1] a. spise. | ||||||
massefejl | +52 936,0 [1] k eV | ||||||
Specifik bindingsenergi (pr. nukleon) | 7543.272 [1] keV | ||||||
Halvt liv | 432,6 [2] år | ||||||
Forfaldsprodukter | 237Np _ | ||||||
Forældreisotoper |
241 Pu ( β - ) 241 Cm ( ε ) 245 Bk ( α ) |
||||||
Spin og paritet af kernen | 5/2 - [2] | ||||||
|
|||||||
Tabel over nuklider |
Americium-241 er en isotop af americium . Et simpelt stof er et sølv-hvidt metal . Et interessant træk ved denne isotop er gløden i mørket på grund af dens egen alfastråling . Americium er meget giftigt. Dets toksicitet skyldes mere strålingsegenskaber end kemiske. MPC - værdien på 241 Am i luften er ~1·10 −4 Bq/l, i vandområder er den ikke mere end 70–80 Bq/l. Specifik aktivitet - 3,5 Curie/g (129 GBq/g).
Americium-241 er et datterprodukt
β − -henfald af plutonium-241 isotopen :
elektronindfangning af en kerne af curium-241 :
alfa-henfald af berkelium-245 :
241 Am
selv er også ustabil med en halveringstid på 432,6 år. Ved henfald udsender americium-241 alfapartikler , og datterkernen af neptunium-237 udsender en kaskade af gamma-kvanter og/eller konverteringselektroner :
Alfa-henfald forekommer hovedsageligt til exciterede niveauer af neptunium-237, kun i 0,34% af tilfældene til hovedniveauet.
Miljøfaren ved miljøforurening med americium-241, som opstod som følge af ulykken på Tjernobyl-atomkraftværket , skyldes en stigning i koncentrationen over tid. I betragtning af americiums lange halveringstid vil dette problem være relevant i forurenede områder i mange år fremover. Americium er hovedsageligt koncentreret i de øverste lag af jorden. Men i modsætning til plutoniumisotoper, hvis mobilitet er 4-15%, er mobiliteten af 241 Am betydeligt højere (~30%), hvilket øger sandsynligheden for, at den kommer ind i levende organismer .
Aktivitetsforholdet 241 Am/ 241 Pu stiger hvert år. Hvis det umiddelbart efter ulykken i 1986 var 0,13 ± 0,03, så steg dette tal i løbet af de næste 30 år 20 gange på grund af henfaldet af 241 Pu og akkumuleringen af 241 Am.
Da Pu-241 normalt er til stede i friskproduceret plutonium af våbenkvalitet, akkumuleres Am-241 i det med Pu-241's henfald. I denne henseende spiller det en vigtig rolle i ældningen af plutoniumvåben. Frisklavet plutonium af våbenkvalitet indeholder 0,5-1,0 % Pu-241, plutonium af reaktorkvalitet har fra 5-15 % til 25 % Pu-241. Om et par årtier vil næsten al Pu-241 henfalde til Am-241. Alfa-henfaldsenergien af Am-241 og den relativt korte levetid skaber en høj specifik radioaktivitet og termisk effekt (106 W/kg, for eksempel Pu-241 har en termisk effekt på 3,4 W/kg). Det meste af alfa- og gammaaktiviteten af gammelt våbenkvalitetsplutonium skyldes Am-241. Ophobningen af Am-241 i plutoniumkernen skaber vanskeligheder med at opbevare plutoniumladninger, da høj radioaktivitet påvirker deres strukturelle elementer negativt og udgør en fare for vedligeholdelsespersonale. I denne henseende adskilles plutoniumladninger med en vis hyppighed (i gennemsnit 8 år for "frisk" plutonium af våbenkvalitet og hvert 15.-30. år for "gamle"), og plutoniumkernen omsmeltes med samtidig kemisk rensning af smelte fra Am-241.
Americium-241 bruges ret ofte i røgdetektorer. Dens stråling ioniserer luftmolekylerne i det følsomme kammer. Under påvirkning af et elektrisk felt skaber de resulterende positive og negative ioner en strøm , hvis størrelse konstant overvåges. Når røg kommer ind i det følsomme kammer, falder strømmen på grund af kombinationen af nogle af ionerne på overfladen af røgpartiklerne. Når strømmen falder til tærskelniveauet, aktiveres detektoren.