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 :

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

elektronindfangning af en kerne af curium-241 :

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

alfa-henfald af berkelium-245 :

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

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 :

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

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 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 . - .
↑ 1 2 Audi G. , Bersillon O. , Blachot J. , Wapstra AH . - 2003. - T. 729 . - S. 3-128 . - doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 . - .

Americium-241

Dannelse og forfald

Miljøforurening efter Tjernobyl-ulykken

Ældning af plutonium af våbenkvalitet

Ansøgning

Noter

Links