Америций 243. Америций химический элемент

Америций (атомный номер 95) четвертый синтезированный трансурановый элемент (кюрий, элемент №96, был открыт несколькими месяцами ранее). Он был идентифицирован Гленном Т. Сиборгом, А. Гиорсо, Р. Джеймсом и Л. Морганом в 1944 году в результате облучения изотопов плутония нейтронами в реакторе как Am-241. Амерций был так же получен Сиборгом путем бомбардировки Pu-234 альфа-частицами.

Америций - металл серебристо-белого цвета, тягучий и ковкий. Больше всего он похож на металлы редкоземельного семейства. Америций медленно тускнеет в сухом воздухе при комнатной температуре. Имеет две аллотропные формы. В низкотемпературной форме обладает двойной плотно упакованной шестиугольной структурой, плотность 13.67, которая при 1074 °С преобразуется в гранецентрированную кубическую. Температура плавления - 1175 °С.

Америций имеет валентности 2, 3, 4, 5 и 6, в водных растворах кислот со следующими катионами: Am3+, Am4+; в высших степенях окисления америций входит в состав катиона в форме кислородосодержащего "ил"-иона: (AmO 2) + , если америций пятивалентен, и (AmO 2) +2 , если он шестивалентен. Трехвалентный америций наиболее распространен в водных растворах и его состояние очень сходно с остальными актиноидными и лантаноидными элементами. Четырехвалентный америций известен только в твердом состоянии. Америций реагирует с кислородом образуя диоксид AmO 2 и с водородом образуя гидрид AmH 2 . Диоксид америция получается при прокаливании большинства трехвалентных составов, AmF 4 производят фторированием диоксида или трифторида.

У пятивалентного америция обнаружено одно очень интересное химическое свойство - способность к диспропорционированию. Это значит, что для химического взаимодействия в кислых растворах ему не нужны партнеры-реагенты. Окислительно-восстановительная реакция идет между ионами пятивалентного америция: один из них присоединяет два электрона, облагая данью двух соседей. В системе появляется ион америция (III) и два иона америция (VI). Причиной этого необычного явлениясчитают аномальную разницу окислительно-восстановительных потенциалов пар Am (III) - Am (VI) и Am (III) - Am (V). Подобным же образом ведет себя и четырехвалентный америций.

Самый долгоживущий изотоп америция - Am 243 , он живет 8 000 лет и используется пока для радиохимических исследований и накопления более отдаленных трансуранов, вплоть до фермия.

Значительно многообразние применение самого первого изотопа америция - Am 241 . Этот изотоп, распадаясь, испускает альфа-частицы и мягкие (60 кэВ) гамма-лучи (энергия жестких гамма-квантов, испускаемых кобальтом-60 - несколько МэВ). Защита от мягкого излучения Am-241 сравнительно проста и немассивна: вполне достаточно сантиметрового слоя свинца. Am-241 имеет период полураспада 433 года. В промышленности используются различные контрольно-измерительные и исследовательские приборы с америцием-241. В частности, такими приборами пользуются для непрерывного измерения толщины стальной (от 0.5 до 3 мм) и алюминиевой (до 50 мм) ленты, а также листового стекла. Аппаратуру с америцием-241 используют и для снятия электростатических зарядов в промышленности с пластмасс, синтетических пленок и бумаги. Он находится и внутри некоторых детекторов дыма (~0.26 микрограмма на детектор).

Am-241 сейчас получают в промышленном количестве при распаде Pu-241: Pu-241 -> (13.2 года, бета) -> Am-241.

Так как Pu-241 обычно присутствует в только что выработанном оружейном плутонии, Am-241 накапливается в веществе с распадом Pu-241. В связи с этим, он играет важную роль в старении оружия. Свежеизготовленный оружейный плутоний содержит 0.5-1.0% Pu-241, реакторный плутоний имеет от 5-15% до 25% Pu-241. Через несколько десятилетий почти весь Pu-241 распадется в Am-241. Энергетика альфа-распада Am-241 и относительно короткое время жизни создают высокую удельную радиоактивность и тепловой выход. Большая часть альфа- и гамма-активности старого оружейного плутония обусловливается Am-241.

Америций амери́ций

(лат. Americium), химический элемент III группы периодической системы, относится к актиноидам. Радиоактивен, наиболее устойчивый изотоп 243 Am (период полураспада 7370 лет). Название от слова «Америка» (по месту открытия). Серебристый металл, плотность 13,67 г/см 3 , t пл 1173ºC. Получен искусственно. Смесь 241 Am и 9 Ве - источник нейтронов в дефектоскопии.

АМЕРИ́ЦИЙ (лат. Americium), Am (читается «америций»), радиоактивный искусственно полученный химический элемент с атомным номером 95. Актиноид. Расположен в группе IIIB периодической системы, в 7-м периоде. Наиболее долгоживущие нуклиды: 243 Am (период полураспада T 1/2 = 7370 лет), 242 m Am(T 1/2 = 141 год) и 241 Am (432,1 года). Электронная конфигурация трех внешних слоев невозбужденного атома америция 5s 2 p 6 d 10 f 7 6s 2 p 6 7s 2 . В соединениях проявляет степени окисления от +2 до +7, наиболее характерна +3 (валентность III).
Радиус нейтрального атома америция 0,174 нм, радиус ионов: Am 3+ , Am 4+ , Am 5+ и Am 6+ - 0,0962, 0,0888, 0.0860 и 0,0800 нм. Энергия ионизации нейтрального атома америция 5,99эВ. Электроотрицательность по Полингу (см. ПОЛИНГ Лайнус) 1,2.
История открытия
Америций впервые получен в 1944-45 группой американских исследователей (Г. Сиборг (см. СИБОРГ Гленн Теодор) , Р. Джеймс, Л. Морган и А. Гиорсо) за счет облучения нейтронами плутония-239. Ядро плутония-239 после захвата нейтрона испытывает b- превращение, в результате которого образуется америций-240. Название получил от слова «Америка» по аналогии с европием в семействе лантаноидов, где европий занимает такое же, шестое, место, как и америций в семействе актиноидов (см. АКТИНОИДЫ) .
Получение
Америций (нуклид 241 Am) в килограммовых количествах ежегодно извлекают из отработанного ядерного горючего.
Физические и химические свойства
Америций - высокорадиоактивный серебристый металл. Светится в темноте за счет собственного a-излучения. Температура плавления 1173 °C, температура кипения 2607 °C, плотность 13,76 г/см 3 . Ниже 600 °C устойчива a-модификация с двойной гексагональной решеткой, выше - b-модификация с кубической решеткой. При высоких давлениях получены еще две модификации америция.
По химическим свойствам америций подобен лантаноидам. Окисляется кислородом, при его недостатке давая оксид AmO. При прокаливании многих соединений америция (III) на воздухе образуется черный диоксид AmO 2 . Восстановление этого соединения водородом приводит к образованию Am 2 O 3 . Взаимодействуя с разбавленными кислотами, образуют соли Am 3+ . В растворах америций может существовать в виде катионов Am 3+ , Am 4+ , AmO 2 + и AmО 2 2+ . Все эти катионы образуют большое число различных соединений. Для америция (IV) и америция (V) в водных растворах характерны процессы диспропорционирования. Так, америций (IV) диспропорционирует на америций (III) и америций (V) плюс америций (VI). Америций (V) и америций (VI) в водных растворах выступают как окислители и легко восстанавливаются до америция (III).
Применение
Америций используют при синтезе более тяжелых элементов. В смеси с бериллием 241 Am применяют в качестве источников нейтронов.
Физиологическое действие
Америций высоко токсичен. Значение ПДК для америция в воздухе около 1·10 -4 Бк/л, в воде водоемов около 70-80 Бк/л.

Энциклопедический словарь . 2009 .

Смотреть что такое "америций" в других словарях:

- (Americium), Am, искусственный радиоактивный химический элемент III группы периодической системы, атомный номер 95; относится к актиноидам; металлический Америций получен в 1944 американскими физиками Г. Сиборгом, Л. Морганом, Р. Джеймсом, А.… … Современная энциклопедия

- (лат. Americium) Am, химический элемент III группы периодической системы, атомный номер 95, относится к актиноидам. Радиоактивен, наиболее устойчивый изотоп 243Am (период полураспада 7370 лет). Название от слова Америка (по месту открытия).… … Большой Энциклопедический словарь

- (символ Am), радиоактивный элемент из ряда АКТИНИДОВ, впервые полученный в 1944 г. путем бомбардировки плутония нейтронами. Он используется в противопожарных детекторах; 241Аm используют как источник гамма излучения. Свойства: атомный номер 95,… … Научно-технический энциклопедический словарь

Сущ., кол во синонимов: 6 актинид (14) актиноид (16) амерций (1) … Словарь синонимов

Am искусственный радиоактивный химический элемент III группы периодической системы; атомный номер 95, массовое число наиболее долгоживущего изотопа 243; относится к актиноидам; в смеси с бериллием используется для создания нейтронных источников.… … Термины атомной энергетики

Америций, Americium, Am, атомный номер 95, атомный вес 243. Назван от слова «Америка» (по месту открытия). Г. Сиборг дал название с учетом положения элемента 95 в «ряду актинидов» периодической системы Менделеева. Элемент 95 закономерно был помещен под схожим с ним элементом 63 в «ряду лантанидов». Элемент с номером 63 - европий - получил свое название в честь Европы, по аналогии с ним элементу с номером 95 было присвоено в честь Америки название америций. Радиоактивен, наиболее устойчив изотоп 243 Am (Т=7370 лет).

Америций - четвертый синтезированный трансурановый элемент (кюрий, элемент №96, был открыт несколькими месяцами ранее). Он был идентифицирован Г. Т. Сиборгом, А. Гиорсо, Р. Джеймсом и Л. Морганом в 1944 году в результате облучения изотопов плутония нейтронами в реакторе как 241 Am.

Америций был так же получен Сиборгом путем бомбардировки 234 Pu α-частицами.

Америций / Americium (Am)

Атомный номер 95

Внешний вид серебристо-белый радиоактивный металл

Атомная масса (молярная масса) 243,0614 а.е.м. (г/моль)

Радиус атома 173 пм

Плотность 13,67 г/см³

Температура плавления 1267 K

Теплота плавления (10,0) кДж/моль

Температура кипения 2 880 K

Теплота испарения 238,5 кДж/моль

Молярный объём 20,8 см³/моль

Америций - металл серебристо-белого цвета, тягучий и ковкий. Больше всего он похож на металлы редкоземельного семейства. Америций медленно тускнеет в сухом воздухе при комнатной температуре. Имеет две аллотропные формы. В низкотемпературной форме обладает двойной плотно упакованной гексагональной структурой, плотность 13.67, которая при 1173°С преобразуется в гранецентрированную кубическую.

Относительная экологическая опасность 1,0-1,2. Содержание в земной коре 0,0003%.

В 1972 году синтезированы первые соединения двухвалентного америция. Промышленное получение изотопов америция основано на облучении нейтронами 238 U, 237 Np и 235 Pu. Для получения некоторых изотопов америция могут быть использованы отдельные изотопы самого элемента. Так, 248 Аm и 243 Аm могут быть получены облучением гамма-нейтронным излучением 241 Аm и 244 Аm. Изотопы америция с массовыми числами 241, 245 и 246 являются дочерними продуктами изотопов плутония с такими же массовыми числами. Некоторые изотопы америция образуются при испытаниях ядерного оружия. Потребность в 241 Аm составляет около 10 кг в год.

Очень важно, что каждый из америциевых ионов дает ярко выраженный и характерный только для него спектр поглощения. Это позволяет эффективно использовать спектрофотометрический метод для исследования окислительно-восстановительных процессов, происходящих с ионами америция в растворах. А это важно не только для химии трансурановых элементов, но и для понимания механизма окислительно-восстановительных реакций вообще. В этом следует видеть одно из важных практических применений искусственного элемента америция. 241 Аm используют в различных приборах (дефектоскопах, плотномерах, толщиномерах и т. д.) в качестве источника мягких γ-квантов; при изготовлении источников энергии с низкой тепловой мощностью, а также источников α-излучения, применяемых для снятия статических зарядов; для возбуждения рентгенофлуоресценции в анализе. Важным является использование 241 Аm для получения изотопа кюрия-242.

Самый долгоживущий изотоп америция - 243 Am, он живет 7400 лет и используется пока для радиохимических исследований и накопления более отдаленных трансуранов, вплоть до фермия. Значительно многообразие применение изотопа - 241 Am (период полураспада 433 года). Этот изотоп, распадаясь, испускает α-частицы и мягкие (60 кэВ) γ-лучи (энергия жестких γ квантов, испускаемых 60 Со - несколько МэВ). Защита от мягкого излучения 241 Am сравнительно проста и немассивна: вполне достаточно сантиметрового слоя свинца. В этом одна из причин появления многочисленных приборов с 241 Am. В частности, предложена конструкция просвечивающего аппарата размером чуть больше спичечного коробка для медицинских целей. Америциевый источник γ-излучения - шарик диаметром 3-4 сантиметра - основа такого аппарата, которому, кстати, в отличие от рентгеновской установка не нужна громоздкая высоковольтная аппаратура - трансформаторы, выпрямители, усилители и т. д. Источник мягкого γ-излучения с 241 Am используется для изучения болезней щитовидной железы. Стабильный йод, присутствующий в щитовидной железе, под действием гамма-лучей начинает испускать слабое рентгеновское излучение. Его интенсивность пропорциональна концентрации йода в исследуемой точке.

Такая установка позволяет получить сведена о распределении йода в железе, не вводя радиоактивный изотоп внутрь организма. Суммарная доза облучения пациента намного ниже, чем при радиойодном способе обследования.

В промышленности используются различные контрольно-измерительные и исследовательские

Приборы с 241 Am. В частности, такими приборами пользуются для непрерывного измерения толщины стальной (от 0.5 до 3 мм) и алюминиевой (до 50 мм) ленты, а также листового стекла. Аппаратуру с 241 Am используют для снятия электростатических зарядов в промышленности с пластмасс, синтетических пленок и бумаги. Он находится внутри детекторов дыма (~0.26 микрограмма на детектор).

Смесь 241 Am и 9 Be – источник нейтронов в дефектоскопии. 241 Am сейчас получают в промышленном количестве при распаде 241 Pu:

241 Pu → (13.2 года, β-распад) → 241 Am.

Так как 241 Pu обычно присутствует в только что выработанном оружейном плутонии, 241 Am

Накапливается в веществе с распадом 241 Pu. В связи с этим, он играет важную роль в старении оружия. Свежеизготовленный оружейный плутоний содержит 0.5-1.0% 241 Pu, реакторный плутоний имеет от 5-15% до 25% 241 Pu. Через несколько десятилетий почти весь 241 Pu распадется в 241 Am. Энергетика α-распада 241 Am и относительно короткое время жизни создают высокую удельную радиоактивность и тепловой выход. Большая часть α- и γ-активности старого оружейного плутония обусловливается 241 Am.

Полагают, что найдет применение и более короткоживущйй (152 года) изотоп - 242 Аm, которому свойственно очень высокое сечение захвата тепловых нейтронов - около 6000 барн.

Источниками поступления америция в окружающую среду являются испытания ядерного оружия, атомные электростанции и аварии при производстве и применении радионуклида. Содержание глобального америция в окружающей среде постоянно увеличивается в связи с распадом 241 Рu.

При работе с радиоактивными изотопами америция необходимо соблюдать санитарные правила и нормы радиационной безопасности с применением специальных мер защиты в соответствии с классом работ.

При аварийном поступлении изотопов америция промывание носоглотки и полости рта водой; лечебные ингаляции 5—10 % раствором пентацина. Промывание желудка, слабительные, очистительные клизмы. Дезактивация кожи хозяйственным мылом, 5 % раствором пентацина, препаратом «Защита-7» и пастой-116.

Araerieium; от назв. континента Америка (America)]. Am — искусственно полученный paдиоактивный хим. элемент; ат. в. 95; относится к актиноидам. Блестящий серебристо-серый металл, более тягучий и ковкий, чем металлические и . Проявляет степень окисления от +2 до +7, наиболее стойкая степень окисления в водном растворе +3, в твердых соединениях +3 и +4. Впервые синтезирован и идентифицирован в 1945 амер. учеными Г. Сиборгом, Л, Морганом, Р.Джеймсом и А. Гиорсо в виде изотопа 241Аm, к-рый образовывался в нейтронном потоке ядерного реактора после захвата изотопом 239Pu двух нейтронов в последующего бета-распада.

Стабильных изотопов не имеет. Известны 11 изотопов америция с массовыми числами от 237 до 247. Наиболее долгоживу-щие - альфа-радиоактивные 243Am и 241Ат с периодами полураспада соответственно 7370 и 435 лет. В осн. состоянии изотоп 242Ат - бета-излучатель с периодом полураспада 16 ч. В зависимости от т-ры А. существует в трех модификациях. При комнатной т-ре альфа-модификация с двойной гексагональной структурой плотной упаковки, подобной структуре альфа-лантана, с периодами решетки а ₒ = 3,468 + 0,008А и с ₒ = 11, 241 ± 0,003А. При т-ре выше 600° С - устойчивая гранецентрированная кубическая структура с периодом решетки а ₒ = 4,894 ± 0,005А. Каких-либо определенных данных о третьей модификации нет; предполагается, что она имеет объемноцентрированную кубическую решетку. Плотность А. 13,871 ± 0,005 г/см ³ ; tпл 1173° С; tкип 2607° С; коэфф. термического расширения (т-ра 20° С) равны: α ₐ (7,5 ± 0,2) 10 — 6 град — ¹ , α c = (6,2 ± 0,4) 10 — 6 град — ¹ .

Металлический америций гораздо более электроположителен, чем , или , и может быть получен только при действии сильных восстановителей на его безводные соединения при высокой т-ре. Наилучшими восстановителями являются и . Подобно др. актиноидам америций энергично реагирует с газообразным водородом. Изотоп 241Ат служит исходным материалом для получения в реакторах трансурановых элементов с высшими атомными номерами. Около 36% альфа-распадов изотопа 241 Am сопровождается гамма-излучением с энергией около 60 км, к-рое используют для многих измерительных и калибровочных целей. В смеси с бериллием изотоп шАт применяют для создания источников нейтронов.

Лит.: Мясоедов Б. Ф. [и др.]. Аналитическая химия трансплутониевых элементов. Мм 1972; Мс Whan D. В., Cunningham В. В., Wallmann J. С. Crystal structure, thermal expansion and melting point of americium metal. ((Journal of Jnorganic and Nuclear Chemistry», 1962,v. 24, № 9; Хайд Э., Перлман И., Сибоpг Г. Ядерные свойства тяжелых элементов, в. 1. Трансурановые элементы. Пер. с англ. 1967.

Статья на тему Америций химический элемент