Americio-241

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Americio-241

nombre, símbolo

Americio-241, 241 Am

neutrones

146

Propiedades de nucleidos

Masa atomica

241.056829(1) [1] a. comer.

defecto de masa

+52 936.0 [1] k eV

Energía de enlace específica (por nucleón)

7543.272 [1] keV

Media vida

432,6 [2] años

Productos de descomposición

237Np _

Isótopos padres

241 Pu ( β − )
241 Cm ( ε ) 245 Negro ( α )

Spin y paridad del núcleo

5/2 - [2]

Canal de descomposición	Energía de descomposición
Desintegración alfa (~ 100%)	5,63782 MeV
fisión espontánea (4,3×10 −10 %)

Tabla de nucleidos

El americio-241 es un isótopo del americio . Una sustancia simple es un metal blanco plateado . Una característica interesante de este isótopo es el brillo en la oscuridad debido a su propia radiación alfa . El americio es altamente tóxico. Su toxicidad se debe más a las propiedades de radiación que a las químicas. El valor MPC de 241 Am en el aire es ~1·10 −4 Bq/l, en cuerpos de agua no es más de 70–80 Bq/l. Actividad específica - 3,5 Curie/g (129 GBq/g).

Formación y decadencia

Americio-241 es un producto secundario

β − -desintegración del isótopo plutonio-241 :

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

captura de electrones por un núcleo de curio-241 :

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

Desintegración alfa del berkelio-245 :

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

241 Am en sí también es inestable, con una vida media de 432,6 años. Al decaer, el americio-241 emite partículas alfa , y el núcleo hijo del neptunio-237 emite una cascada de cuantos gamma y/o electrones de conversión :

{\mathrm {{}^{{2}}{}_{{95}}^{{41}}Soy}}\rightarrow {\mathrm {{}^{{2}}{}_{{93} }^{{37}}Np}}+{}_{{2}}^{{4}}\alfa.

La desintegración alfa ocurre principalmente a niveles excitados de neptunio-237, solo en el 0,34% de los casos al nivel principal.

Contaminación ambiental tras el accidente de Chernóbil

El peligro ambiental de la contaminación ambiental con americio-241, que se produjo como consecuencia del accidente en la central nuclear de Chernóbil , se debe a un aumento de su concentración a lo largo del tiempo. Dada la larga vida media del americio, este problema será relevante en áreas contaminadas durante muchos años por venir. El americio se concentra principalmente en las capas superiores del suelo. Sin embargo, a diferencia de los isótopos de plutonio, cuya movilidad es del 4 al 15 %, la movilidad del 241 Am es significativamente mayor (~30 %), lo que aumenta la probabilidad de que entre en los organismos vivos .

La relación de actividad 241 Am/ 241 Pu aumenta cada año. Si inmediatamente después del accidente de 1986 era de 0,13 ± 0,03, durante los siguientes 30 años esta cifra aumentó 20 veces debido a la desintegración de 241 Pu y la acumulación de 241 Am.

Envejecimiento del plutonio apto para armas

Dado que el Pu-241 suele estar presente en el plutonio apto para armas recién producido, el Am-241 se acumula en él con la descomposición del Pu-241. En este sentido, juega un papel importante en el envejecimiento de las armas de plutonio. El plutonio apto para armas recién hecho contiene 0,5-1,0% Pu-241, el plutonio apto para reactores tiene entre 5-15% y 25% Pu-241. En unas pocas décadas, casi todo el Pu-241 se descompondrá en Am-241. La energía de desintegración alfa del Am-241 y la vida útil relativamente corta crean una radiactividad específica alta y una producción térmica (106 W/kg, por ejemplo, Pu-241 tiene una producción térmica de 3,4 W/kg). La mayor parte de la actividad alfa y gamma del plutonio apto para armas antiguas se debe al Am-241. La acumulación de Am-241 en el núcleo de plutonio crea dificultades para almacenar cargas de plutonio, ya que la alta radiactividad afecta negativamente a sus elementos estructurales y representa un peligro para el personal de mantenimiento. A este respecto, con cierta frecuencia (en promedio, 8 años para el plutonio "nuevo" apto para armas y cada 15-30 años para el "viejo"), las cargas de plutonio se desmontan y el núcleo de plutonio se vuelve a fundir con la purificación química concomitante del derretir de Am-241.

Aplicación

El americio-241 se usa con bastante frecuencia en los detectores de humo. Su radiación ioniza las moléculas de aire en la cámara sensible. Bajo la influencia de un campo eléctrico, los iones positivos y negativos resultantes crean una corriente , cuya magnitud se controla constantemente. Cuando el humo ingresa a la cámara sensible, la corriente disminuye debido a la combinación de algunos de los iones en la superficie de las partículas de humo. Cuando la corriente desciende hasta el nivel de umbral, el detector se activa.

Notas

↑ 1 2 3 Audi G. , Wapstra AH , Thibault C. La evaluación de la masa atómica AME2003 (II). Tablas, gráficos y referencias (inglés) // Física nuclear A . - 2003. - vol. 729 . - Pág. 337-676 . -doi : 10.1016/ j.nuclphysa.2003.11.003 . - .
↑ 1 2 Audi G. , Bersillon O. , Blachot J. , Wapstra AH La evaluación NUBASE de las propiedades nucleares y de descomposición // Física nuclear A . - 2003. - T. 729 . - S. 3-128 . -doi : 10.1016/ j.nuclphysa.2003.11.001 . - .

Enlaces

Detector de humo "HIS-07". Americio-241 (video)
Radionúclido: Americio-241 . Fecha de acceso: 26 de junio de 2011. Archivado desde el original el 29 de julio de 2012. (indefinido)
americio _ Fecha de acceso: 26 de junio de 2011. Archivado desde el original el 29 de julio de 2012. (indefinido)
Kharitonov O.V. Aislamiento de americio-241 por cromatografía complejante de desplazamiento . Fecha de acceso: 26 de junio de 2011. Archivado desde el original el 29 de julio de 2012. (indefinido)