Nuclidos artificiales con número atómico de 95 pero con diferentes números másicos
El americio ( 95 Am) es un elemento artificial y, por tanto, no se puede dar un peso atómico estándar . Como todo elemento artificial, no tiene isótopos estables conocidos . El primer isótopo sintetizado fue el 241 Am en 1944. El elemento artificial se desintegra expulsando partículas alfa . El americio tiene un número atómico de 95 (el número de protones en el núcleo del átomo de americio). A pesar de243 Estoy siendo un orden de magnitud más longevo que241 Sí , el primero es más difícil de obtener que el segundo, ya que hay una mayor cantidad en el combustible nuclear gastado .
Se han caracterizado diecinueve radioisótopos de americio ( 223 Am, 229 Am, 230 Am y los que van desde 232 Am a 247 Am), siendo el más estable el 243 Am con una vida media de 7.370 años y el 241 Am con una vida media de 7.370 años. -vida de 432,2 años. Todos los isótopos radiactivos restantes tienen vidas medias inferiores a 51 horas, y la mayoría de ellos tienen vidas medias inferiores a 100 minutos. Este elemento también tiene 8 metaestados , siendo el más estable 242m1 Am (t 1/2 = 141 años). Este isómero es inusual porque su vida media es mucho más larga que la del estado fundamental del mismo isótopo.
^ ( ) – La incertidumbre (1 σ ) se da de forma concisa entre paréntesis después de los últimos dígitos correspondientes.
^ # – Masa atómica marcada #: valor e incertidumbre derivados no de datos puramente experimentales, sino al menos en parte de tendencias de Mass Surface (TMS).
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Modos de descomposición:
^ ( ) valor de giro: indica giro con argumentos de asignación débiles.
^ ab #: los valores marcados con # no se derivan puramente de datos experimentales, sino al menos en parte de las tendencias de los nucleidos vecinos (TNN).
Posibles nucleidos padres: beta de 241 Pu , captura de electrones de 241 Cm, alfa de 245 Bk.
El americio-241 se desintegra por emisión alfa , con un subproducto de los rayos gamma . Su presencia en el plutonio está determinada por la concentración original de plutonio-241 y la edad de la muestra. Debido a la baja penetración de la radiación alfa, el americio-241 sólo supone un riesgo para la salud cuando se ingiere o se inhala. Las muestras más antiguas de plutonio que contienen plutonio-241 contienen una acumulación de 241 Am. Puede ser necesaria una eliminación química del americio del plutonio reelaborado (por ejemplo, durante el reelaboración de las minas de plutonio ).
Americio-242m
Flujo de transmutación entre 238 Pu y 244 Cm en LWR. [8] El porcentaje de fisión es 100 menos los porcentajes mostrados. La tasa total de transmutación varía mucho según el nucleido. 245 Cm – 248 Cm son longevos y su deterioro es insignificante.
242m Am es fisible y tiene una masa crítica baja , comparable a la del 239 Pu . [11] Tiene una sección transversal muy alta para la fisión y se destruye rápidamente si se produce en un reactor nuclear. Se ha trabajado para investigar si este isótopo podría usarse para un novedoso tipo de cohete nuclear . [12] [13]
Americio-243
Una muestra de Am-243
El americio-243 tiene una masa de 243,06138 g/mol y una vida media de 7.370 años, el más duradero de todos los isótopos de americio. Se forma en el ciclo del combustible nuclear por captura de neutrones en el plutonio-242 seguida de desintegración beta . [14] La producción aumenta exponencialmente al aumentar el quemado , ya que se requieren un total de 5 capturas de neutrones en 238 U. Si se utiliza combustible MOX , particularmente combustible MOX con alto contenido241 pu y242 Pu , más americio en general y más243 Se producirá.
Se desintegra mediante la emisión de una partícula alfa (con una energía de desintegración de 5,27 MeV) [14] para convertirse en 239 Np, que luego decae rápidamente a 239 Pu , o, en raras ocasiones, por fisión espontánea . [15]
En cuanto a los demás isótopos de americio y, en general, a todos los emisores alfa, el 243 Am es cancerígeno en caso de contaminación interna tras su inhalación o ingestión. 243 Am también presenta un riesgo de irradiación externa asociada con el rayo gamma emitido por su producto de desintegración de corta duración 239 Np . El riesgo de irradiación externa de los otros dos isótopos de americio ( 241 Am y 242 m Am) es inferior al 10% del del americio-243. [7]
Referencias
^ abcd Kondev, FG; Wang, M.; Huang, WJ; Naimi, S.; Audi, G. (2021). "La evaluación de propiedades nucleares NUBASE2020" (PDF) . Física China C. 45 (3): 030001. doi :10.1088/1674-1137/abddae.
^ Más radio (elemento 88). Si bien en realidad es un subactínido, precede inmediatamente al actinio (89) y sigue un intervalo de inestabilidad de tres elementos después del polonio (84), donde ningún nucleido tiene vidas medias de al menos cuatro años (el nucleido de vida más larga en el intervalo es radón-222 con una vida media inferior a cuatro días ). El isótopo más longevo del radio, con 1.600 años, merece, por tanto, su inclusión aquí.
^ Milsted, J.; Friedman, AM; Stevens, CM (1965). "La vida media alfa del berkelio-247; un nuevo isómero de larga duración del berkelio-248". Física nuclear . 71 (2): 299. Código bibliográfico : 1965NucPh..71..299M. doi :10.1016/0029-5582(65)90719-4. "Los análisis isotópicos revelaron una especie de masa 248 en abundancia constante en tres muestras analizadas durante un período de aproximadamente 10 meses. Esto se atribuyó a un isómero de Bk 248 con una vida media superior a 9 [años]. No hay crecimiento de Cf 248 , y se puede establecer un límite inferior para la vida media β − en aproximadamente 10 4 [años]. No se ha detectado actividad alfa atribuible al nuevo isómero; la vida media alfa es probablemente superior a 300 [años]. ]."
^ Este es el nucleido más pesado con una vida media de al menos cuatro años antes del " mar de inestabilidad ".
^ Excluidos los nucleidos " clásicamente estables " con vidas medias significativamente superiores a 232 Th; por ejemplo, mientras que el 113m Cd tiene una vida media de sólo catorce años, la del 113Cd es de casi ocho cuatrillones de años.
↑ ab "Americio" Archivado el 30 de julio de 2012 en Wayback Machine . Laboratorio Nacional Argonne, EVS. Consultado el 25 de diciembre de 2009.
^ Sasahara, Akihiro; Matsumura, Tetsuo; Nicolaou, Giorgos; Papaioannou, Dimitri (abril de 2004). "Evaluación de fuentes de neutrones y rayos gamma de combustibles gastados de UO2 y MOX de alto quemado LWR". Revista de ciencia y tecnología nucleares . 41 (4): 448–456. doi : 10.3327/jnst.41.448 .
^ JT Caldwell; SC Fultz; CD Bowman; RW Hoff (marzo de 1967). "Vida media de fisión espontánea de Am 242 m ". Revisión física . 155 (4): 1309-1313. Código bibliográfico : 1967PhRv..155.1309C. doi : 10.1103/PhysRev.155.1309.(vida media (9,5±3,5)×10 11 años)
^ 95-Am-242 Archivado el 19 de julio de 2011 en la Wayback Machine.
^ "Cálculos de masa crítica para 241 Am, 242 mAm y 243 Am" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 22 de julio de 2011 . Consultado el 3 de febrero de 2011 .
^ "Un combustible nuclear extremadamente eficiente podría llevar al hombre a Marte en sólo dos semanas" (Presione soltar). Universidad Ben-Gurion del Negev. 28 de diciembre de 2000.
^ Ronen, Yigal; Shwageraus, E. (2000). "Elementos combustibles ultrafinos de 241 mAm en reactores nucleares". Instrumentos y métodos nucleares en la investigación en física A. 455 (2): 442–451. Código Bib : 2000NIMPA.455..442R. doi :10.1016/s0168-9002(00)00506-4.
↑ ab "Americio-243" Archivado el 25 de febrero de 2011 en Wayback Machine . Laboratorio Nacional de Oak Ridge. Consultado el 25 de diciembre de 2009.
^ "Isótopos del elemento americio". Educación científica del laboratorio Jefferson. Consultado el 25 de diciembre de 2009.
