Americium-241

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 26. maj 2021; checks kræver 2 redigeringer .
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]
Decay kanal Nedbrydningsenergi
Alfa-henfald (~100 %) 5,63782 MeV
spontan fission (4,3×10 −10 %)
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).

Dannelse og forfald

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.

Miljøforurening efter Tjernobyl-ulykken

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.

Ældning af plutonium af våbenkvalitet

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.

Ansøgning

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.

Noter

  1. 1 2 3 Audi G. , Wapstra AH , Thibault C. AME2003-atommasseevalueringen (II). Tabeller, grafer og referencer  (engelsk)  // Kernefysik A . - 2003. - Bd. 729 . - s. 337-676 . - doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003 . - .
  2. 1 2 Audi G. , Bersillon O. ,  Blachot J. , Wapstra AH . - 2003. - T. 729 . - S. 3-128 . - doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 . - .Åben adgang

Links