Izotopy americium - Isotopes of americium

Hlavní izotopy americiia   ( 95 am)
Izotop Rozklad
hojnost poločas rozpadu ( t 1/2 ) režimu produkt
241 dop syn 432,2 r SF -
α 237 Np
242 m1 Am syn 141 let TO 242 dop
α 238 Np
SF -
243 dop syn 7370 let SF -
α 239 Np

Americium ( 95 dop.) Je umělý prvek , a proto nelze udat standardní atomovou hmotnost . Jako všechny umělé prvky nemá žádné známé stabilní izotopy . Prvním syntetizovaným izotopem byl 241 dop. V roce 1944. Umělý prvek se rozpadá vysunutím částic alfa . Americium má atomové číslo 95 (počet protonů v jádru atomu americium).

Bylo charakterizováno devatenáct radioizotopů americiia- 223 am, 229 am, 230 am, a těch v rozmezí od 232 am do 247 am-přičemž nejstabilnější je 243 am s poločasem 7 370 let a 241 am s polovičním -životnost 432,2 let. Všechny zbývající radioaktivní izotopy mají poločasy kratší než 51 hodin a většina z nich má poločasy kratší než 100 minut. Tento prvek má také 8 meta stavů , přičemž nejstabilnější je 242 m Am (t 1/2 = 141 let).

Seznam izotopů

Nuklid
Z N. Izotopová hmotnost ( Da )
Poločas rozpadu

Režim rozpadu


Izotop dcery

Točení a
parita
Vzrušující energie
223 dop 95 128 5,2 (+12,0-4,4) ms α 219 Np
229 dop 95 134 229.04525 (9) 1,8 (1,5) s α 225 Np
230 hod 95 135 230.04609 (14)# 32 (+22-9) s β + (64,7%) 230 Pu
β + , SF (35,3%) (rozličný)
232 dop 95 137 232.04659 (32)# 79 odst. 2 s β + (98%) 232 Pu
α (2%) 228 Np
β + , SF (0,069%) (rozličný)
233 dop 95 138 233.04635 (11)# 3,2 (8) min β + 233 Pu
α 229 Np
234 dop 95 139 234.04781 (22)# 2,32 (8) min β + (99,95%) 234 Pu
α (0,04%) 230 Np
β + , SF (0,0066%) (rozličný)
235 dop 95 140 235.04795 (13)# 9,9 (5) min β + 235 Pu 5/2−#
α (vzácné) 231 Np
236 dop 95 141 236.04958 (11)# 3,6 (1) min β + 236 Pu
α 232 Np
237 dop 95 142 237.05000 (6)# 73,0 (10) min β + (99,97%) 237 Pu 5/2 ( -)
α (0,025%) 233 Np
238 dop 95 143 238.05198 (5) 98 (2) min β + 238 Pu 1+
α (10 - 4 %) 234 Np
238 metrů Am 2500 (200)# keV 35 (10) μs
239 dop 95 144 239.0530245 (26) 11,9 (1) h ES (99,99%) 239 Pu (5/2) -
α (0,01%) 235 Np
239 metrů Am 2500 (200) keV 163 (12) ns (7/2+)
240 hod 95 145 240.055300 (15) 50,8 (3) hod β + 240 Pu (3)
α (1,9 × 10 −4 %) 236 Np
241 dop 95 146 241.0568291 (20) 432,2 (7) r α 237 Np 5/2−
CD (7,4 × 10 −10 %) 207 Tl, 34 Si
SF (4,3 × 10 −10 %) (rozličný)
241 metrů Am 2200 (100) keV 1,2 (3) μs SF
242 dop 95 147 242.0595492 (20) 16,02 (2) hod β - (82,7%) 242 cm 1−
ES (17,3%) 242 Pu
242m1 Am 48,60 (5) keV 141 odst. 2 r IT (99,54%) 242 dop 5−
α (0,46%) 238 Np
SF (1,5 × 10 −8 %) (rozličný)
242m2 Am 2200 (80) keV 14,0 (10) ms (2+, 3−)
243 dop 95 148 243.0613811 (25) 7 370 (40) r α 239 Np 5/2−
SF (3,7 × 10 −9 %) (rozličný)
244 dop 95 149 244.0642848 (22) 10,1 (1) h β - 244 cm (6 -)#
244 metrů Am 86,1 (10) keV 26 (1) min β - (99,96%) 244 cm 1+
ES (0,0361%) 244 Pu
245 dop 95 150 245.066452 (4) 2,05 (1) h β - 245 cm (5/2)+
246 dop 95 151 246.069775 (20) 39 (3) min β - 246 cm (7−)
246m1 Am 30 (10) keV 25,0 (2) min β - (99,99%) 246 cm 2 ( -)
IT (0,01%) 246 dop
246m2 Am ~ 2000 keV 73 (10) μs
247 dop 95 152 247.07209 (11)# 23,0 (13) min β - 247 cm (5/2)#
Záhlaví a zápatí této tabulky:
  1. ^ m Am - vzrušený jaderný izomer .
  2. ^ () - Nejistota (1 σ ) je uvedena ve stručné formě v závorkách za odpovídajícími posledními číslicemi.
  3. ^ # - Atomová hmotnost označená #: hodnota a nejistota nepocházející z čistě experimentálních dat, ale alespoň částečně z trendů z Mass Surface (TMS).
  4. ^ Režimy rozpadu:
    CD: Rozpad klastru
    ES: Zachycení elektronu
    TO: Izomerní přechod
    SF: Spontánní štěpení
  5. ^ () hodnota rotace - označuje rotaci se slabými argumenty přiřazení.
  6. ^ a b # - Hodnoty označené # nejsou čistě odvozeny z experimentálních dat, ale alespoň částečně z trendů sousedních nuklidů (TNN).
  7. ^ a b Nejběžnější izotopy


Actinides vs štěpné produkty

Aktinidy podle rozpadového řetězce
Rozsah poločasu rozpadu ( a )
Štěpné produkty ze 235 U od výnosu
4 n 4 n +1 4 n +2 4 n +3
4,5–7% 0,04–1,25% <0,001%
228 Ra 4–6 a † † 155 Euþ
244 cmƒ 241 Puƒ 250 Srov 227 Ac 10–29 a 90 Sr 85 kr 113m Cdþ
232 Uƒ 238 Puƒ 243 Cmƒ 29–97 a 137 Čs 151 Smþ 121m Sn
248 Bk 249 Cfƒ 242 metrů Amƒ 141–351 a

Žádné štěpné produkty
nemají poločas rozpadu
v rozmezí
100 a – 210 ka ...

241 Amƒ 251 Srovƒ 430–900 a
226 Ra 247 Bk 1,3–1,6 ka
240 Pu 229 tis 246 Cmƒ 243 hodinƒ 4,7–7,4 ka
245 Cmƒ 250 cm 8,3–8,5 ka
239 Puƒ 24,1 ka
230 Th 231 Pa 32–76 ka
236 Npƒ 233 Uƒ 234 U 150–250 ka 99 Tc 126 Sn
248 cm 242 Pu 327–375 ka 79 Se
1,53 Ma 93 Zr
237 Npƒ 2,1–6,5 Ma 135 Cs 107 Pd
236 U 247 Cmƒ 15–24 ma 129
244 Pu 80 Ma

... ani za 15,7 Ma

232 Th 238 U 235 Uƒ№ 0,7–14,1 Ga

Legenda k horním indexům
₡ má tepelný neutronový záchytný průřez v rozmezí 8–50 stodol
ƒ  štěpný
metastabilní izomer
№ především přirozeně se vyskytující radioaktivní materiál (NORM)
þ  neutronový jed (tepelný neutronový záchytný průřez větší než 3 k stodoly)
† rozsah 4–97 a: Středně žitý štěpný produkt
‡ přes 200 ka: štěpný produkt s dlouhou životností

Pozoruhodné izotopy

Americium-241

Americium-241 se používá v detektorech ionizačního kouře .

Americium-241 je nejrozšířenějším izotopem americium v ​​jaderném odpadu. Jedná se o izotop používaný v detektoru kouře americium založeném na ionizační komoře . Je to potenciální palivo pro radioizotopové termoelektrické generátory s dlouhou životností .

Parametr Hodnota
Atomová hmotnost 241,056829 u
Hromadný přebytek 52930 keV
Energie rozpadu beta -767 keV
Roztočit 5/2−
Poločas rozpadu 432,6 let
Spontánní štěpení 1200 za kg s
Rozpad tepla 114 wattů/kg

Možné rodičovské nuklidy: beta od 241 Pu , zachycení elektronů od 241 Cm, alfa od 245 Bk.

Americium-241 se rozpadá emisí alfa , s vedlejším produktem gama paprsků . Jeho přítomnost v plutonia je dána původní koncentrací plutonia-241 a stářím vzorku. Vzhledem k nízké penetraci alfa záření představuje Americium-241 zdravotní riziko pouze při požití nebo vdechnutí. Starší vzorky plutonia obsahujícího plutonium-241 obsahují nahromadění 241 dop. Může být vyžadováno chemické odstranění americiia z přepracovaného plutonia (např. Během přepracování plutoniových jam ).

Americium-242 m

Transmutační tok mezi 238 Pu a 244 Cm v LWR.
Procentní štěpení je 100 mínus zobrazené procenta.
Celková rychlost transmutace se velmi liší podle nuklidu.
245 cm- 248 cm mají dlouhou životnost se zanedbatelným rozpadem.
Režimy rozpadu 242 m Am ( poločas rozpadu : 141 let)
Pravděpodobnost Režim rozpadu Rozpad energie Rozpadající se produkt
99,54% izomerní přechod 0,05  MeV 242 dop
  0,46% alfa rozpad 5,64 MeV 238 Np
(1,5 ± 0,6) × 10 −10 spontánní štěpení ~ 200 MeV štěpné produkty

Americium-242m má hmotnost 242,0595492 g/mol. Jedná se o jeden ze vzácných případů, jako je 180 m Ta , 210 m Bi a více izomerů holmia , kde je jaderný izomer s vyšší energií stabilnější než ten s nižší energií, Americium-242 .

242 m Am je štěpný (protože má lichý počet neutronů ) a má nízkou kritickou hmotnost , srovnatelnou s 239 Pu . Má velmi vysoký průřez pro štěpení a pokud je v jaderném reaktoru relativně rychle zničen. Bylo provedeno šetření, zda by tento izotop mohl být použit pro nový typ jaderné rakety .

242 režimů rozpadu Am ( poločas rozpadu : 16 hodin)
Pravděpodobnost Režim rozpadu Rozpad energie Rozpadající se produkt
82,70% rozpad beta 0,665 MeV 242 cm
17,30% zachycování elektronů 0,751 MeV 242 Pu

Americium-243

Americium-243 má hmotnost 243,06138 g/mol a poločas rozpadu 7 370 let, což je nejdelší ze všech izotopů americium. To je vytvořeno v jaderném palivovém cyklu od záchytu neutronu na plutonium-242 s následným beta rozpadem . Produkce exponenciálně roste s rostoucím vypalováním, protože je zapotřebí celkem 5 neutronových záchytů na 238 U.

Rozkládá se buď emitováním alfa částice (s energií rozpadu 5,27 MeV) na 239 Np, která se pak rychle rozkládá na 239 Pu , nebo zřídka, spontánním štěpením .

Pokud jde o ostatní izotopy americium a obecněji pro všechny alfa zářiče, 243 Am je karcinogenní v případě vnitřní kontaminace po vdechnutí nebo požití. 243 Am také představuje riziko vnějšího ozařování spojené s gama zářením emitovaným jeho produktem rozpadu s krátkou životností 239 Np . Externí ozáření riziko dalších dvou americium izotopy ( 241 hodin a 242 m OZ) je menší než 10% hodnoty pro americium-243.

Viz také

Reference

Prameny