Americio

Elemento químico, símbolo Am y número atómico 95.

El americio es un elemento químico sintético ; tiene símbolo Am y número atómico 95. Es radiactivo y un miembro transuránico de la serie de actínidos en la tabla periódica , ubicado debajo del elemento lantánido europio y, por lo tanto, recibió su nombre de América por analogía. ^{[4] [5] [6]}

El americio fue producido por primera vez en 1944 por el grupo de Glenn T. Seaborg de Berkeley, California , en el Laboratorio Metalúrgico de la Universidad de Chicago , como parte del Proyecto Manhattan . Aunque es el tercer elemento de la serie transuránica, fue descubierto en cuarto lugar, después del curio, más pesado . El descubrimiento se mantuvo en secreto y no se hizo público hasta noviembre de 1945. La mayor parte del americio se produce mediante el bombardeo de uranio o plutonio con neutrones en reactores nucleares : una tonelada de combustible nuclear gastado contiene alrededor de 100 gramos de americio. Es ampliamente utilizado en detectores de humo de cámaras de ionización comerciales , así como en fuentes de neutrones y medidores industriales. Se han propuesto varias aplicaciones inusuales para el isótopo ^242m Am , como baterías nucleares o combustible para naves espaciales con propulsión nuclear , pero hasta ahora se ven obstaculizadas por la escasez y el alto precio de este isómero nuclear .

El americio es un metal radiactivo relativamente blando con apariencia plateada. Sus isótopos más comunes son ²⁴¹ Am y ²⁴³ Am. En los compuestos químicos, el americio suele adoptar el estado de oxidación +3, especialmente en soluciones. Se conocen varios otros estados de oxidación, que van de +2 a +7, y pueden identificarse por sus espectros de absorción óptica característicos . Las redes cristalinas del americio sólido y sus compuestos contienen pequeños defectos radiogénicos intrínsecos, debido a la metamictización inducida por la autoirradiación con partículas alfa, que se acumula con el tiempo; Esto puede causar una variación de algunas propiedades del material con el tiempo, más notable en muestras más antiguas.

Historia

El ciclotrón de 60 pulgadas en el Laboratorio de Radiación Lawrence, Universidad de California, Berkeley , en agosto de 1939

Aunque el americio probablemente se produjo en experimentos nucleares anteriores, fue sintetizado , aislado e identificado intencionalmente por primera vez a finales del otoño de 1944, en la Universidad de California, Berkeley , por Glenn T. Seaborg , Leon O. Morgan, Ralph A. James y Albert. Ghiorso . Utilizaron un ciclotrón de 60 pulgadas en la Universidad de California, Berkeley. ^[7] El elemento fue identificado químicamente en el Laboratorio Metalúrgico (ahora Laboratorio Nacional Argonne ) de la Universidad de Chicago . Después del neptunio , el plutonio , más ligero , y el curio , más pesado , el americio fue el cuarto elemento transuránico descubierto. En ese momento, Seaborg había reestructurado la tabla periódica a su diseño actual, que contenía la fila de actínidos debajo de la de lantánidos . Esto llevó a que el americio se ubicara justo debajo de su elemento gemelo lantánido europio; así, por analogía, recibió el nombre de las Américas : "El nombre americio (después de las Américas) y el símbolo Am se sugieren para el elemento sobre la base de su posición como sexto miembro de la serie de actínidos de tierras raras, análogo al europio, Eu, de la serie de los lantánidos." ^{[8] [9] [10]}

El nuevo elemento fue aislado de sus óxidos mediante un proceso complejo de varios pasos. La primera solución de nitrato de plutonio - _{239 (} ²³⁹ PuNO3 ) se recubrió sobre una lámina de platino de aproximadamente 0,5 cm2 ^de área, la solución se evaporó y el residuo se convirtió en dióxido de plutonio (PuO2 ₎ mediante calcinación . Después de la irradiación con ciclotrón, el recubrimiento se disolvió con ácido nítrico y luego se precipitó como hidróxido usando una solución acuosa concentrada de amoníaco . El residuo se disolvió en ácido perclórico . Se llevó a cabo una mayor separación mediante intercambio iónico , dando lugar a un determinado isótopo de curio. La separación de curio y americio fue tan minuciosa que estos elementos fueron inicialmente llamados por el grupo de Berkeley como pandemonium (del griego para todos los demonios o infierno ) y delirium (del latín para locura ). ^{[11] [12]}

Los experimentos iniciales arrojaron cuatro isótopos de americio: ²⁴¹ Am, ²⁴² Am, ²³⁹ Am y ²³⁸ Am. El americio-241 se obtuvo directamente del plutonio mediante la absorción de dos neutrones. Se desintegra por emisión de una partícula α a ²³⁷ Np; La vida media de esta descomposición se determinó por primera vez como510 ± 20 años pero luego corregido a 432,2 años. ^[13]

${\displaystyle {\ce {^{239}_{94}Pu ->[{\ce {(n,\gamma)}}] ^{240}_{94}Pu ->[{\ce {(n,\gamma)}}] ^{241}_{94}Pu ->[\beta^-][14.35\ {\ce {yr}}] ^{241}_{95}Am}}\ \left({\ce {->[\alpha][432.2\ {\ce {yr}}] ^{237}_{93}Np}}\right)}$

Los tiempos son vidas medias.

El segundo isótopo, ²⁴² Am, se produjo tras el bombardeo de neutrones del ²⁴¹ Am ya creado. Tras una rápida desintegración β , ²⁴² Am se convierte en el isótopo de curio ²⁴² Cm (que había sido descubierto anteriormente). La vida media de esta desintegración se determinó inicialmente en 17 horas, lo que se acercaba al valor actualmente aceptado de 16,02 h. ^[13]

${\displaystyle {\ce {^{241}_{95}Am ->[{\ce {(n,\gamma)}}] ^{242}_{95}Am}}\ \left({\ce {->[\beta^-][16.02\ {\ce {h}}] ^{242}_{96}Cm}}\right)}$

El descubrimiento del americio y el curio en 1944 estuvo estrechamente relacionado con el Proyecto Manhattan ; los resultados fueron confidenciales y no se desclasificaron hasta 1945. Seaborg filtró la síntesis de los elementos 95 y 96 en el programa de radio infantil estadounidense Quiz Kids cinco días antes de la presentación oficial en una reunión de la Sociedad Química Estadounidense el 11 de noviembre de 1945, cuando uno de los Los oyentes preguntaron si durante la guerra se había descubierto algún nuevo elemento transuránico además del plutonio y el neptunio. ^[11] Después del descubrimiento de los isótopos de americio ²⁴¹ Am y ²⁴² Am, su producción y compuestos fueron patentados y solo se menciona a Seaborg como inventor. ^[14] Las muestras iniciales de americio pesaban unos pocos microgramos; apenas eran visibles y fueron identificados por su radiactividad. Las primeras cantidades sustanciales de americio metálico que pesaban entre 40 y 200 microgramos no se prepararon hasta 1951 mediante la reducción de fluoruro de americio (III) con bario metálico en alto vacío a 1100 °C. ^[15]

Ocurrencia

Se detectó americio en las consecuencias de la prueba nuclear de Ivy Mike .

Los isótopos de americio más comunes y de vida más larga, ²⁴¹ Am y ²⁴³ Am, tienen vidas medias de 432,2 y 7.370 años, respectivamente. Por lo tanto, cualquier americio primordial (americio que estuvo presente en la Tierra durante su formación) ya debería haberse descompuesto. Es probable que se produzcan trazas de americio de forma natural en los minerales de uranio como resultado de la captura de neutrones y la desintegración beta ( ²³⁸ U → ²³⁹ Pu → ²⁴⁰ Pu → ²⁴¹ Am), aunque las cantidades serían pequeñas y esto no ha sido confirmado. ^{[16] [17] [18] El 247} Cm extraterrestre de larga vida probablemente también esté depositado en la Tierra y tenga ²⁴³ Am como uno de sus productos de desintegración intermedia, pero esto nuevamente no ha sido confirmado. ^[18]

El americio existente se concentra en las zonas utilizadas para las pruebas de armas nucleares atmosféricas realizadas entre 1945 y 1980, así como en los lugares de incidentes nucleares, como el desastre de Chernóbil . Por ejemplo, el análisis de los restos en el lugar de pruebas de la primera bomba de hidrógeno estadounidense , Ivy Mike , (1 de noviembre de 1952, atolón de Enewetak ), reveló altas concentraciones de diversos actínidos, incluido el americio; pero debido al secreto militar, este resultado no se publicó hasta más tarde, en 1956. ^[19] Trinitita , el residuo vítreo dejado en el suelo del desierto cerca de Alamogordo, Nuevo México , después de la prueba de la bomba nuclear Trinity basada en plutonio el 16 de julio de 1945. contiene trazas de americio-241. También se detectaron niveles elevados de americio en el lugar del accidente de un bombardero estadounidense Boeing B-52 , que llevaba cuatro bombas de hidrógeno, en 1968 en Groenlandia . ^[20]

En otras regiones, la radiactividad promedio de la superficie del suelo debido al americio residual es sólo de aproximadamente 0,01  picocurios por gramo (0,37  mBq /g). Los compuestos de americio atmosférico son poco solubles en solventes comunes y en su mayoría se adhieren a las partículas del suelo. El análisis del suelo reveló una concentración aproximadamente 1.900 veces mayor de americio dentro de las partículas arenosas del suelo que en el agua presente en los poros del suelo; se midió una proporción aún mayor en suelos francos . ^[21]

El americio se produce principalmente de forma artificial en pequeñas cantidades, con fines de investigación. Una tonelada de combustible nuclear gastado contiene unos 100 gramos de diversos isótopos de americio, principalmente ²⁴¹ Am y ²⁴³ Am. ^[22] Su radiactividad prolongada no es deseable para su eliminación y, por lo tanto, el americio, junto con otros actínidos de larga duración, debe neutralizarse. El procedimiento asociado puede implicar varios pasos, en los que primero se separa el americio y luego se convierte mediante bombardeo de neutrones en reactores especiales en nucleidos de vida corta. Este procedimiento es muy conocido como transmutación nuclear , pero aún se está desarrollando para el americio. ^{[23] [24]} Los elementos transuránicos , desde el americio hasta el fermio , se produjeron de forma natural en el reactor de fisión nuclear natural de Oklo , pero ya no lo hacen. ^[25]

El americio es también uno de los elementos que teóricamente se han detectado en la estrella de Przybylski . ^[26]

Síntesis y extracción.

Nucleosíntesis de isótopos

Curvas de elución cromatográfica que revelan la similitud entre los lantánidos Tb, Gd y Eu y los actínidos correspondientes Bk, Cm y Am.

El americio se ha producido en pequeñas cantidades en reactores nucleares durante décadas, y ya se han acumulado kilogramos de sus isótopos ²⁴¹ Am y ^{243 Am. [27]} Sin embargo, desde que se puso a la venta por primera vez en 1962, su precio, alrededor de 1.500 dólares EE.UU. por gramo (43.000 dólares EE.UU./oz) de ²⁴¹ Am, permanece casi sin cambios debido al muy complejo procedimiento de separación. ^[28] El isótopo más pesado, ²⁴³ Am, se produce en cantidades mucho más pequeñas; por lo tanto, es más difícil de separar, lo que resulta en un costo más alto del orden de 100.000 a 160.000 dólares por gramo (2.800.000 a 4.500.000 dólares por onza). ^{[29] [30]}

El americio no se sintetiza directamente a partir de uranio (el material más común en los reactores), sino a partir del isótopo de plutonio ²³⁹ Pu. Este último debe producirse primero, según el siguiente proceso nuclear:

${\displaystyle {\ce {^{238}_{92}U ->[{\ce {(n,\gamma)}}] ^{239}_{92}U ->[\beta^-][23.5 \ {\ce {min}}] ^{239}_{93}Np ->[\beta^-][2.3565 \ {\ce {d}}] ^{239}_{94}Pu}}}$

La captura de dos neutrones por ²³⁹ Pu (la llamada reacción (n,γ)), seguida de una desintegración β, da como resultado ²⁴¹ Am:

${\displaystyle {\ce {^{239}_{94}Pu ->[{\ce {2(n,\gamma)}}] ^{241}_{94}Pu ->[\beta^-][14.35 \ {\ce {yr}}] ^{241}_{95}Am}}}$

El plutonio presente en el combustible nuclear gastado contiene aproximadamente el 12% de ²⁴¹ Pu. Debido a que decae beta a ²⁴¹ Am, se puede extraer ²⁴¹ Pu y utilizarlo para generar más ²⁴¹ Am. ^[28] Sin embargo, este proceso es bastante lento: la mitad de la cantidad original de ²⁴¹ Pu decae a ²⁴¹ Am después de unos 15 años, y la cantidad de ²⁴¹ Am alcanza un máximo después de 70 años. ^[31]

El ²⁴¹ Am obtenido se puede utilizar para generar isótopos de americio más pesados ​​mediante una mayor captura de neutrones dentro de un reactor nuclear. En un reactor de agua ligera (LWR), el 79% del ²⁴¹ Am se convierte en ²⁴² Am y el 10% en su isómero nuclear ^242m Am: ^{[nota 1] [32]}

${\displaystyle {\begin{cases}79\%:&{\ce {^{241}_{95}Am ->[{\ce {(n,\gamma)}}] ^{242}_{95}Am}}\\10\%:&{\ce {^{241}_{95}Am ->[{\ce {(n,\gamma)}}] ^{242 m}_{95}Am}}\end{cases}}}$

El americio-242 tiene una vida media de sólo 16 horas, lo que hace que su conversión posterior a ²⁴³ Am sea extremadamente ineficiente. En cambio, este último isótopo se produce en un proceso en el que ²³⁹ Pu captura cuatro neutrones bajo un alto flujo de neutrones :

${\displaystyle {\ce {^{239}_{94}Pu ->[{\ce {4(n,\gamma)}}] \ ^{243}_{94}Pu ->[\beta^-][4.956 \ {\ce {h}}] ^{243}_{95}Am}}}$

Generación de metales

La mayoría de las rutinas de síntesis producen una mezcla de diferentes isótopos de actínidos en forma de óxido, de los cuales se pueden separar los isótopos de americio. En un procedimiento típico, el combustible gastado del reactor (por ejemplo, combustible MOX ) se disuelve en ácido nítrico y la mayor parte del uranio y el plutonio se elimina mediante una extracción de tipo PUREX (tracción EX de plutonio-uranio ) con fosfato de tributilo en un hidrocarburo. . Los lantánidos y los actínidos restantes se separan luego del residuo acuoso ( refinado ) mediante una extracción a base de diamida , para dar, después de la extracción, una mezcla de actínidos y lantánidos trivalentes. Luego, los compuestos de americio se extraen selectivamente mediante técnicas de cromatografía y centrifugación de múltiples pasos ^[33] con un reactivo adecuado. Se ha realizado una gran cantidad de trabajo sobre la extracción con disolventes de americio. Por ejemplo, un proyecto financiado por la UE en 2003 con el nombre en código "EUROPART" estudió las triazinas y otros compuestos como posibles agentes de extracción. ^{[34] [35] [36] [37] [38]} En 2009 se propuso un complejo de bis -triazinil bipiridina , ya que dicho reactivo es altamente selectivo para el americio (y el curio). ^[39] La separación del americio del curio, muy similar, se puede lograr tratando una suspensión de sus hidróxidos en bicarbonato de sodio acuoso con ozono , a temperaturas elevadas. Tanto Am como Cm están presentes principalmente en soluciones en el estado de valencia +3; mientras que el curio permanece sin cambios, el americio se oxida formando complejos solubles de Am(IV) que pueden eliminarse por lavado. ^[40]

El americio metálico se obtiene por reducción de sus compuestos. El fluoruro de americio (III) se utilizó por primera vez con este fin. La reacción se llevó a cabo utilizando bario elemental como agente reductor en un ambiente libre de agua y oxígeno dentro de un aparato hecho de tantalio y tungsteno . ^{[15] [41] [42]}

${\displaystyle \mathrm {2\ AmF_{3}\ +\ 3\ Ba\ \longrightarrow \ 2\ Am\ +\ 3\ BaF_{2}} }$

Una alternativa es la reducción del dióxido de americio mediante lantano metálico o torio : ^{[42] [43]}

${\displaystyle \mathrm {3\ AmO_{2}\ +\ 4\ La\ \longrightarrow \ 3\ Am\ +\ 2\ La_{2}O_{3}} }$

Propiedades físicas

Empaquetado cerrado de doble hexágono con la secuencia de capas ABAC en la estructura cristalina del α-americio (A: verde, B: azul, C: rojo)

En la tabla periódica , el americio se sitúa a la derecha del plutonio, a la izquierda del curio y debajo del lantánido europio , con el que comparte muchas propiedades físicas y químicas. El americio es un elemento altamente radiactivo. Cuando está recién preparado, tiene un brillo metálico de color blanco plateado, pero luego se empaña lentamente con el aire. Con una densidad de 12 g/cm ³ , el americio es menos denso que el curio (13,52 g/cm ³ ) y el plutonio (19,8 g/cm ³ ); pero tiene una densidad mayor que el europio (5,264 g/cm ³ ), principalmente debido a su mayor masa atómica. El americio es relativamente blando y fácilmente deformable y tiene un módulo de volumen significativamente más bajo que los actínidos anteriores: Th, Pa, U, Np y Pu. ^[44] Su punto de fusión de 1173 °C es significativamente mayor que el del plutonio (639 °C) y el europio (826 °C), pero menor que el del curio (1340 °C). ^{[43] [45]}

En condiciones ambientales, el americio está presente en su forma α más estable , que tiene una simetría de cristal hexagonal y un grupo espacial P6 ₃ /mmc con parámetros de celda a  = 346,8  pm y c  = 1124 pm, y cuatro átomos por unidad de celda . El cristal consta de un empaquetamiento cerrado de doble hexágono con la secuencia de capas ABAC y, por lo tanto, es isotípico con el α-lantano y varios actínidos como el α-curio. ^{[41] [45]} La estructura cristalina del americio cambia con la presión y la temperatura. Cuando se comprime a temperatura ambiente a 5 GPa, α-Am se transforma en la modificación β, que tiene simetría cúbica centrada en las caras ( fcc ), grupo espacial Fm 3 m y constante de red a  = 489 pm. Esta estructura fcc es equivalente al empaque más cercano con la secuencia ABC. ^{[41] [45]} Tras una mayor compresión a 23 GPa, el americio se transforma en una estructura ortorrómbica γ-Am similar a la del α-uranio. No se observan más transiciones hasta 52 GPa, excepto la aparición de una fase monoclínica a presiones entre 10 y 15 GPa. ^[44] No hay coherencia sobre el estado de esta fase en la literatura, que a veces también enumera las fases α, β y γ como I, II y III. La transición β-γ va acompañada de una disminución del 6% en el volumen del cristal; Aunque la teoría también predice un cambio de volumen significativo para la transición α-β, no se observa experimentalmente. La presión de la transición α-β disminuye al aumentar la temperatura, y cuando el α-americio se calienta a presión ambiente, a 770 °C cambia a una fase fcc que es diferente de β-Am, y a 1075 °C se convierte en una estructura cúbica centrada en el cuerpo . Por tanto, el diagrama de fases presión-temperatura del americio es bastante similar al del lantano, el praseodimio y el neodimio . ^[46]

Como ocurre con muchos otros actínidos, el autodaño de la estructura cristalina debido a la irradiación de partículas alfa es intrínseco al americio. Esto se nota especialmente a bajas temperaturas, donde la movilidad de los defectos estructurales producidos es relativamente baja, debido al ensanchamiento de los picos de difracción de rayos X. Este efecto vuelve algo incierta la temperatura del americio y algunas de sus propiedades, como la resistividad eléctrica . ^[47] Así, para el americio-241, la resistividad a 4,2 K aumenta con el tiempo de aproximadamente 2 µOhm·cm a 10 µOhm·cm después de 40 horas, y se satura a aproximadamente 16 µOhm·cm después de 140 horas. Este efecto es menos pronunciado a temperatura ambiente, debido a la aniquilación de los defectos de radiación; también calentando a temperatura ambiente la muestra que se mantuvo durante horas a bajas temperaturas restablece su resistividad. En muestras frescas, la resistividad aumenta gradualmente con la temperatura desde aproximadamente 2 µOhm·cm con helio líquido hasta 69 µOhm·cm a temperatura ambiente; este comportamiento es similar al del neptunio, uranio, torio y protactinio , pero es diferente del plutonio y curio que muestran un rápido aumento hasta 60 K seguido de saturación. El valor de temperatura ambiente del americio es inferior al del neptunio, el plutonio y el curio, pero superior al del uranio, el torio y el protactinio. ^[1]

El americio es paramagnético en un amplio rango de temperaturas, desde la del helio líquido hasta la temperatura ambiente y superiores. Este comportamiento es marcadamente diferente del de su vecino curio, que exhibe una transición antiferromagnética a 52 K. ^[48] El coeficiente de expansión térmica del americio es ligeramente anisotrópico y asciende a(7,5 ± 0,2) × 10 ⁻⁶  /°C a lo largo del eje a más corto y(6,2 ± 0,4) × 10 ⁻⁶  /°C para el eje hexagonal c más largo. ^[45] La entalpía de disolución del americio metálico en ácido clorhídrico en condiciones estándar es−620,6 ± 1,3 kJ/mol , a partir del cual el cambio de entalpía estándar de formación (Δ _f H °) del ion Am ^{3+ acuoso es}−621,2 ± 2,0 kJ/mol . El potencial estándar Am ³⁺ /Am ⁰ es−2,08 ± 0,01 V. ^[49]

Propiedades químicas

El americio metálico reacciona fácilmente con el oxígeno y se disuelve en ácidos acuosos . El estado de oxidación más estable del americio es +3. ^[50] La química del americio (III) tiene muchas similitudes con la química de los compuestos de lantánidos (III). Por ejemplo, el americio trivalente forma fluoruro , oxalato , yodato , hidróxido , fosfato y otras sales insolubles. ^[50] También se han estudiado compuestos de americio en los estados de oxidación 2, 4, 5, 6 y 7. Este es el rango más amplio que se ha observado con elementos actínidos. El color de los compuestos de americio en solución acuosa es el siguiente: Am ³⁺ (amarillo-rojizo), Am ^{4+ (amarillo} - rojizo), Am ^VO+2; (amarillo), Am ^VI O2+2(marrón) y Am ^VII O5-6(verde oscuro). ^{[51] [52]} Los espectros de absorción tienen picos agudos, debido a las transiciones f - f ' en las regiones visible e infrarroja cercana. Normalmente, Am(III) tiene máximos de absorción a ca. 504 y 811 nm, Am(V) a ca. 514 y 715 nm, y Am(VI) a ca. 666 y 992 nm. ^{[53] [54] [55] [56]}

Los compuestos de americio con estado de oxidación +4 y superior son agentes oxidantes fuertes, comparables en fuerza al ion permanganato ( MnO−4) en soluciones ácidas. ^[57] Mientras que los iones Am ⁴⁺ son inestables en soluciones y se convierten fácilmente en Am ³⁺ , compuestos como el dióxido de americio (AmO ₂ ) y el fluoruro de americio (IV) (AmF ₄ ) son estables en estado sólido.

El estado de oxidación pentavalente del americio se observó por primera vez en 1951. ^[58] En solución acuosa ácida, la AmO+2El ion es inestable con respecto a la desproporción . ^{[59] [60] [61]} La reacción

3[AmO ₂ ] ⁺ + 4H ⁺ → 2[AmO ₂ ] ²⁺ + Am ³⁺ + 2H ₂ O

es típico. La química de Am(V) y Am(VI) es comparable a la química del uranio en esos estados de oxidación. En particular, compuestos como Li ₃ AmO ₄ y Li ₆ AmO ₆ son comparables a los uranatos y al ion AmO.2+2es comparable al ion uranilo , UO2+2. Estos compuestos se pueden preparar mediante oxidación de Am(III) en ácido nítrico diluido con persulfato de amonio . ^[62] Otros agentes oxidantes que se han utilizado incluyen óxido de plata (I) , ^[56] ozono y persulfato de sodio . ^[55]

Compuestos químicos

Compuestos de oxígeno

Se conocen tres óxidos de americio, con los estados de oxidación +2 (AmO), +3 (Am ₂ O ₃ ) y +4 (AmO ₂ ). El óxido de americio (II) se preparó en cantidades mínimas y no se ha caracterizado en detalle. ^[63] El óxido de americio (III) es un sólido de color marrón rojizo con un punto de fusión de 2205 °C. ^[64] El óxido de americio (IV) es la forma principal de americio sólido que se utiliza en casi todas sus aplicaciones. Como la mayoría de los demás dióxidos actínidos, es un sólido negro con una estructura cristalina cúbica ( fluorita ). ^{[sesenta y cinco]}

El oxalato de americio (III), secado al vacío a temperatura ambiente, tiene la fórmula química Am ₂ (C ₂ O ₄ ) ₃ ·7H ₂ O. Al calentarse al vacío, pierde agua a 240 °C y comienza a descomponerse en AmO _2. a 300 °C, la descomposición se completa a aproximadamente 470 °C. ^[50] El oxalato inicial se disuelve en ácido nítrico con una solubilidad máxima de 0,25 g/l. ^[66]

Haluros

Los haluros de americio son conocidos por los estados de oxidación +2, +3 y +4, ^[67] donde el +3 es más estable, especialmente en soluciones. ^[68]

La reducción de compuestos de Am(III) con amalgama de sodio produce sales de Am(II): los haluros negros AmCl ₂ , AmBr ₂ y AmI ₂ . Son muy sensibles al oxígeno y se oxidan en agua, liberando hidrógeno y volviendo al estado Am(III). Las constantes de red específicas son:

• AmCl ₂ ortorrómbico : a =896,3 ± 0,8 pm , b =757,3 ± 0,8 pm y c =453,2 ± 0,6 p. m.
• Tetragonal AmBr ₂ : a =1 159 ,2 ± 0,4 pm y c =712,1 ± 0,3 pm . ^[69] También se pueden preparar haciendo reaccionar americio metálico con un haluro de mercurio apropiado HgX ₂ , donde X = Cl, Br o I: ^[70]

${\displaystyle {\ce {{Am}+{\underset {mercury\ halide}{HgX2}}->[{} \atop 400-500^{\circ }{\ce {C}}]{AmX2}+{Hg}}}}$

El fluoruro de americio (III) (AmF ₃ ) es poco soluble y precipita tras la reacción de Am ³⁺ y iones fluoruro en soluciones ácidas débiles:

${\displaystyle {\ce {Am^3+ + 3F^- -> AmF3(v)}}}$

El fluoruro de americio (IV) tetravalente (AmF ₄ ) se obtiene haciendo reaccionar fluoruro de americio (III) sólido con flúor molecular : ^{[71] [72]}

${\displaystyle {\ce {2AmF3 + F2 -> 2AmF4}}}$

Otra forma conocida de fluoruro de americio tetravalente sólido es el KAMF ₅ . ^{[71] [73]} También se ha observado americio tetravalente en la fase acuosa. Para este propósito, se disolvió Am(OH) ₄ negro en NH _{4 F 15} M con una concentración de americio de 0,01 M. La solución rojiza resultante tenía un espectro de absorción óptica característico que es similar al de AmF ₄ pero difería de otras oxidaciones. Estados del americio. Calentar la solución de Am(IV) a 90 °C no resultó en su desproporción o reducción, sin embargo, se observó una reducción lenta en Am(III) y se atribuyó a la autoirradiación del americio por partículas alfa. ^[54]

La mayoría de los haluros de americio (III) forman cristales hexagonales con una ligera variación de color y estructura exacta entre los halógenos. Así, el cloruro (AmCl ₃ ) es rojizo y tiene una estructura isotípica del cloruro de uranio (III) (grupo espacial P6 ₃ /m) y un punto de fusión de 715 °C. ^[67] El fluoruro es isotípico de LaF ₃ (grupo espacial P6 ₃ /mmc) y el yoduro de BiI ₃ (grupo espacial R 3 ). El bromuro es una excepción con la estructura ortorrómbica de tipo PuBr ₃ y el grupo espacial Cmcm. ^[68] Los cristales de hexahidrato de americio (AmCl ₃ ·6H ₂ O) se pueden preparar disolviendo dióxido de americio en ácido clorhídrico y evaporando el líquido. Esos cristales son higroscópicos y tienen un color amarillo rojizo y una estructura cristalina monoclínica . ^[74]

Los oxihaluros de americio en la forma Am ^VI O ₂ X ₂ , Am ^V O ₂ X, Am ^IV OX ₂ y Am ^III OX se pueden obtener haciendo reaccionar el haluro de americio correspondiente con oxígeno o Sb ₂ O ₃ , y también se puede producir AmOCl. por hidrólisis en fase de vapor : ^[70]

AmCl ₃ + H ₂ O -> AmOCl + 2HCl

Calcogenuros y pnictidas

Los calcogenuros de americio conocidos incluyen el sulfuro AmS ₂ , ^[75] seleniuros AmSe ₂ y Am ₃ Se ₄ , ^{[75] [76]} y telururos Am ₂ Te ₃ y AmTe ₂ . ^[77] Las pnictidas de americio ( ²⁴³ Am) del tipo AmX son conocidas por los elementos fósforo , arsénico , ^[78] antimonio y bismuto . Cristalizan en la red de sal gema . ^[76]

Siliciuros y boruros

El monosiliciuro de americio (AmSi) y el "disiliciuro" (nominalmente AmSi _x con: 1,87 < x < 2,0) se obtuvieron mediante la reducción de fluoruro de americio (III) con silicio elemental al vacío a 1050 °C (AmSi) y 1150-1200 °C ( AmSix ₎ . AmSi es un sólido negro isomorfo con LaSi, tiene una simetría de cristal ortorrómbica. AmSi _x tiene un brillo plateado brillante y una red cristalina tetragonal (grupo espacial I 4 ₁ /amd), es isomorfo con PuSi ₂ y ThSi ₂ . ^[79] Los boruros de americio incluyen AmB ₄ y AmB ₆ . El tetraboruro se puede obtener calentando un óxido o haluro de americio con diboruro de magnesio al vacío o en una atmósfera inerte. ^{[80] [81]}

Compuestos organoamericios

Estructura prevista del ameroceno [(η ⁸ -C ₈ H ₈ ) ₂ Am]

De manera análoga al uranoceno , el americio forma el compuesto organometálico ameroceno con dos ligandos de ciclooctatetraeno , con la fórmula química (η ⁸ -C ₈ H ₈ ) ₂ Am. ^[82] También se conoce un complejo de ciclopentadienilo que probablemente sea estequiométricamente AmCp ₃ . ^{[83] [84]}

Formación de complejos del tipo Am(nC ₃ H ₇ -BTP) ₃ , donde BTP significa 2,6-di(1,2,4-triazin-3-il)piridina, en soluciones que contienen nC ₃ H ₇ - EXAFS ha confirmado los iones BTP y Am ³⁺ . Algunos de estos complejos de tipo BTP interactúan selectivamente con el americio y por lo tanto son útiles en su separación selectiva de lantánidos y otros actínidos. ^[85]

Aspectos biológicos

El americio es un elemento artificial de origen reciente, por lo que no tiene requerimiento biológico . ^{[86] [87]} Es perjudicial para la vida . Se ha propuesto utilizar bacterias para la eliminación de americio y otros metales pesados ​​de ríos y arroyos. Así, las enterobacterias del género Citrobacter precipitan iones de americio de soluciones acuosas, uniéndolos en un complejo de metal-fosfato en sus paredes celulares. ^[88] Se han informado varios estudios sobre la biosorción y bioacumulación de americio por bacterias ^{[89] [90]} y hongos. ^[91]

Fisión

El isótopo ^242m Am (vida media de 141 años) tiene las secciones transversales más grandes para la absorción de neutrones térmicos (5700 graneros ), ^[92] lo que resulta en una pequeña masa crítica para una reacción nuclear en cadena sostenida . La masa crítica de una esfera Am desnuda ^{de 242 m} es de aproximadamente 9 a 14 kg (la incertidumbre se debe a un conocimiento insuficiente de las propiedades de su material). Se puede reducir a 3-5 kg ​​con un reflector de metal y debería reducirse aún más con un reflector de agua. ^[93] Una masa crítica tan pequeña es favorable para las armas nucleares portátiles , pero aún no se conocen las basadas en ^{242 millones de} Am, probablemente debido a su escasez y alto precio. Las masas críticas de los dos isótopos fácilmente disponibles, ²⁴¹ Am y ²⁴³ Am, son relativamente altas: de 57,6 a 75,6 kg para ²⁴¹ Am y 209 kg para ²⁴³ Am. ^[94] La escasez y el alto precio aún dificultan la aplicación del americio como combustible nuclear en reactores nucleares . ^[95]

Hay propuestas de reactores muy compactos de alto flujo de 10 kW que utilizan tan solo 20 gramos de ^{242 m} Am. Estos reactores de baja potencia serían relativamente seguros de utilizar como fuentes de neutrones para radioterapia en hospitales. ^[96]

Isótopos

Se conocen alrededor de 19 isótopos y 11 isómeros nucleares del americio, incluidos los números de masa 223, 229, 230 y 232 a 247. ^[3] Hay dos emisores alfa de larga vida; ²⁴³ Am tiene una vida media de 7.370 años y es el isótopo más estable, y ²⁴¹ Am tiene una vida media de 432,2 años. El isómero nuclear más estable es ^242m1 Am; tiene una larga vida media de 141 años. Las vidas medias de otros isótopos e isómeros oscilan entre 0,64 microsegundos para ^{245 m1} Am y 50,8 horas para ²⁴⁰ Am. Como ocurre con la mayoría de los demás actínidos, los isótopos de americio con un número impar de neutrones tienen una tasa de fisión nuclear relativamente alta y una masa crítica baja. ^[13]

El americio-241 decae a ²³⁷ Np emitiendo partículas alfa de 5 energías diferentes, principalmente a 5.486 MeV (85,2%) y 5.443 MeV (12,8%). Debido a que muchos de los estados resultantes son metaestables, también emiten rayos gamma con energías discretas entre 26,3 y 158,5 keV. ^[97]

El americio-242 es un isótopo de vida corta con una vida media de 16,02 h. ^[13] Principalmente (82,7%) se convierte por desintegración β a ²⁴² Cm, pero también por captura de electrones a ²⁴² Pu (17,3%). Tanto ²⁴² Cm como ²⁴² Pu se transforman a través de casi la misma cadena de desintegración a través de ²³⁸ Pu hasta ²³⁴ U.

Casi todo (99,541%) de ^242m1 Am se desintegra por conversión interna a ²⁴² Am y el 0,459% restante por desintegración α a ²³⁸ Np. Este último decae posteriormente a ²³⁸ Pu y luego a ²³⁴ U. ^[13]

El americio-243 se transforma por emisión α en ²³⁹ Np, que se convierte por desintegración β en ²³⁹ Pu, y el ²³⁹ Pu se transforma en ²³⁵ U mediante la emisión de una partícula α.

Aplicaciones

Detector de humo tipo ionización

El americio se utiliza en el tipo más común de detector de humo doméstico , que utiliza ²⁴¹ Am en forma de dióxido de americio como fuente de radiación ionizante . ^[98] Este isótopo se prefiere al ²²⁶ Ra porque emite 5 veces más partículas alfa y relativamente poca radiación gamma dañina.

La cantidad de americio en un detector de humo nuevo típico es de 1  microcurio (37  kBq ) o 0,29 microgramos . Esta cantidad disminuye lentamente a medida que el americio se desintegra en neptunio -237, un elemento transuránico diferente con una vida media mucho más larga (alrededor de 2,14 millones de años). Con su vida media de 432,2 años, el americio de un detector de humo contiene aproximadamente un 3% de neptunio después de 19 años y aproximadamente un 5% después de 32 años. La radiación pasa a través de una cámara de ionización , un espacio lleno de aire entre dos electrodos , y permite una corriente pequeña y constante entre los electrodos. Cualquier humo que entre en la cámara absorbe las partículas alfa, lo que reduce la ionización y afecta esta corriente, disparando la alarma. En comparación con el detector de humo óptico alternativo, el detector de humo por ionización es más barato y puede detectar partículas que son demasiado pequeñas para producir una dispersión de luz significativa; sin embargo, es más propenso a generar falsas alarmas . ^{[99] [100] [101] [102]}

Radionúclido

Como ^{el 241} Am tiene una vida media aproximadamente similar a la del ²³⁸ Pu (432,2 años frente a 87 años), se ha propuesto como elemento activo de generadores termoeléctricos de radioisótopos , por ejemplo en naves espaciales. ^[103] Aunque el americio produce menos calor y electricidad – el rendimiento energético es de 114,7 mW/g para ²⁴¹ Am y 6,31 mW/g para ²⁴³ Am ^[1] (cf. 390 mW/g para ²³⁸ Pu) ^[103] – y su Debido a que la radiación representa una mayor amenaza para los humanos debido a la emisión de neutrones, la Agencia Espacial Europea está considerando utilizar americio para sus sondas espaciales. ^[104]

Otra aplicación propuesta del americio relacionada con el espacio es un combustible para naves espaciales con propulsión nuclear. Se basa en la altísima tasa de fisión nuclear de ^{242 m} Am, que puede mantenerse incluso en una lámina de un micrómetro de espesor. El pequeño espesor evita el problema de la autoabsorción de la radiación emitida. Este problema es pertinente para las barras de uranio o plutonio, en las que sólo las capas superficiales proporcionan partículas alfa. ^{[105] [106]} Los productos de fisión de ^{242 m} Am pueden propulsar directamente la nave espacial o pueden calentar un gas de empuje. También pueden transferir su energía a un fluido y generar electricidad a través de un generador magnetohidrodinámico . ^[107]

Otra propuesta que utiliza la alta tasa de fisión nuclear de ^{242 millones de} Am es una batería nuclear. Su diseño no se basa en la energía de las partículas de americio alfa emitidas, sino en su carga, es decir, el americio actúa como un "cátodo" autónomo. Una sola carga de 3,2 kg ^{y 242 m} Am de dicha batería podría proporcionar unos 140 kW de potencia durante un período de 80 días. ^[108] Incluso con todos los beneficios potenciales, las aplicaciones actuales de ^{242 millones} de Am todavía se ven obstaculizadas por la escasez y el alto precio de este isómero nuclear en particular . ^[107]

En 2019, investigadores del Laboratorio Nuclear Nacional del Reino Unido y la Universidad de Leicester demostraron el uso del calor generado por el americio para iluminar una pequeña bombilla. Esta tecnología podría dar lugar a sistemas para impulsar misiones con duraciones de hasta 400 años en el espacio interestelar , donde los paneles solares no funcionan. ^{[109] [110]}

fuente de neutrones

El óxido de ²⁴¹ Am prensado con berilio es una eficiente fuente de neutrones . Aquí el americio actúa como fuente alfa y el berilio produce neutrones debido a su gran sección transversal para la reacción nuclear (α,n):

${\displaystyle {\ce {^{241}_{95}Am -> ^{237}_{93}Np + ^{4}_{2}He + \gamma}}}$

${\displaystyle {\ce {^{9}_{4}Be + ^{4}_{2}He -> ^{12}_{6}C + ^{1}_{0}n + \gamma}}}$

El uso más extendido de las fuentes de neutrones ²⁴¹ AmBe es una sonda de neutrones , un dispositivo utilizado para medir la cantidad de agua presente en el suelo, así como la humedad/densidad para el control de calidad en la construcción de carreteras. Las fuentes de neutrones ^{de 241} Am también se utilizan en aplicaciones de registro de pozos, así como en radiografía de neutrones , tomografía y otras investigaciones radioquímicas. ^[111]

Producción de otros elementos.

El americio es un material de partida para la producción de otros elementos transuránicos y transactínidos ; por ejemplo, el 82,7% del ²⁴² Am se desintegra en ²⁴² Cm y el 17,3% en ²⁴² Pu. En el reactor nuclear, ²⁴² Am también se convierte mediante captura de neutrones a ²⁴³ Am y ²⁴⁴ Am, que se transforma por desintegración β a ²⁴⁴ Cm:

${\displaystyle {\ce {^{243}_{95}Am ->[{\ce {(n,\gamma)}}] ^{244}_{95}Am ->[\beta^-][10.1 \ {\ce {h}}] ^{244}_{96}Cm}}}$

La irradiación de ²⁴¹ Am por iones ¹² C o ²² Ne produce los isótopos ²⁴⁷ Es ( einstenio ) o ²⁶⁰ Db ( dubnio ), respectivamente. ^[111] Además, el elemento berkelio ( isótopo ²⁴³ Bk) había sido producido e identificado intencionalmente por primera vez bombardeando ²⁴¹ Am con partículas alfa, en 1949, por el mismo grupo de Berkeley, utilizando el mismo ciclotrón de 60 pulgadas. De manera similar, el nobelio se produjo en el Instituto Conjunto de Investigación Nuclear , Dubna , Rusia, en 1965 en varias reacciones, una de las cuales incluyó la irradiación de ²⁴³ Am con iones ¹⁵ N. Además, una de las reacciones de síntesis del lawrencio descubierta por científicos de Berkeley y Dubna incluía el bombardeo de ²⁴³ Am con ¹⁸ O. ^[10]

Espectrómetro

El americio-241 se ha utilizado como fuente portátil de rayos gamma y partículas alfa para diversos usos médicos e industriales. Las emisiones de rayos gamma de 59,5409 keV procedentes de ²⁴¹ Am en dichas fuentes se pueden utilizar para el análisis indirecto de materiales en radiografía y espectroscopia de fluorescencia de rayos X , así como para el control de calidad en densímetros y densímetros nucleares fijos . Por ejemplo, el elemento se ha empleado para medir el espesor del vidrio y ayudar a crear vidrio plano. ^[27] El americio-241 también es adecuado para la calibración de espectrómetros de rayos gamma en el rango de baja energía, ya que su espectro consiste en casi un solo pico y un continuo Compton insignificante (al menos tres órdenes de magnitud menor intensidad). ^[112] Los rayos gamma de americio-241 también se utilizaron para proporcionar un diagnóstico pasivo de la función tiroidea. Sin embargo, esta aplicación médica está obsoleta.

Preocupaciones de salud

Como elemento altamente radiactivo, el americio y sus compuestos deben manipularse únicamente en un laboratorio apropiado y bajo disposiciones especiales. Aunque la mayoría de los isótopos de americio emiten predominantemente partículas alfa que pueden bloquearse mediante capas delgadas de materiales comunes, muchos de los productos hijos emiten rayos gamma y neutrones que tienen una gran profundidad de penetración. ^[113]

Si se consume, la mayor parte del americio se excreta en unos pocos días, y solo el 0,05% se absorbe en la sangre, del cual aproximadamente el 45% va al hígado y el 45% a los huesos, y el 10% restante se excreta. La captación en el hígado depende del individuo y aumenta con la edad. En los huesos, el americio se deposita primero sobre las superficies corticales y trabeculares y con el tiempo se redistribuye lentamente sobre el hueso. La vida media biológica del ²⁴¹ Am es de 50 años en los huesos y de 20 años en el hígado, mientras que en las gónadas (testículos y ovarios) permanece permanentemente; En todos estos órganos, el americio favorece la formación de células cancerosas como resultado de su radiactividad. ^{[21] [114] [115]}

El americio a menudo llega a los vertederos procedente de detectores de humo desechados . Las reglas asociadas con la eliminación de detectores de humo son relajadas en la mayoría de las jurisdicciones. En 1994, David Hahn , de 17 años, extrajo el americio de unos 100 detectores de humo en un intento de construir un reactor nuclear reproductor. ^{[116] [117] [118] [119]} Ha habido algunos casos de exposición al americio, el peor caso fue el del técnico de operaciones químicas Harold McCluskey , quien a la edad de 64 años estuvo expuesto a 500 veces el estándar ocupacional para americio-241 como resultado de una explosión en su laboratorio. McCluskey murió a la edad de 75 años de una enfermedad preexistente no relacionada. ^{[120] [121]}

Ver también

• Actínidos en el medio ambiente.
• Categoría: Compuestos de americio

Notas

1. El estado "metaestable" está marcado con la letra m.

Referencias

1. Müller, W.; Schenkel, R.; Schmidt, ÉL; Spirlet, JC; McElroy, DL; Salón, ROA; Mortimer, MJ (1978). "La resistividad eléctrica y el calor específico del americio metálico". Revista de Física de Bajas Temperaturas . 30 (5–6): 561. Código bibliográfico : 1978JLTP...30..561M. doi :10.1007/BF00116197.
2. Oeste, Robert (1984). CRC, Manual de Química y Física . Boca Ratón, Florida: Publicación de Chemical Rubber Company. págs.E110. ISBN 0-8493-0464-4.
3. 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.
4. Seaborg, Glenn T. (1946). "Los elementos transuránicos". Ciencia . 104 (2704): 379–386. Código bibliográfico : 1946 Ciencia... 104..379S. doi : 10.1126/ciencia.104.2704.379. JSTOR  1675046. PMID  17842184.
5. Kostecka, Keith (2008). "Americio: del descubrimiento al detector de humo y más allá" (PDF) . Toro. Historia. química . 33 (2): 89–93. Archivado (PDF) desde el original el 9 de octubre de 2022.
6. "C&En: es elemental: la tabla periódica - americio".
7. Obituario del Dr. Leon Owen (Tom) Morgan (1919-2002), obtenido el 28 de noviembre de 2010
8. Seaborg, GT; James, RA y Morgan, LO: "The New Element Americium (Atomic Number 95)", THIN PPR (Serie Nacional de Energía Nuclear, Registro del Proyecto Plutonio) , Vol 14 B The Transuranium Elements: Research Papers , Paper No. 22.1, McGraw- Hill Book Co., Inc., Nueva York, 1949. Resumen; Texto completo (enero de 1948), obtenido el 28 de noviembre de 2010.
9. Calle, K.; Ghiorso, A.; Seaborg, G. (1950). "Los isótopos del americio". Revisión física . 79 (3): 530. Código bibliográfico : 1950PhRv...79..530S. doi : 10.1103/PhysRev.79.530.
10. Greenwood, pág. 1252
11. Pepling, Rachel Sheremeta (2003). "Noticias de química e ingeniería: es elemental: la tabla periódica: americio" . Consultado el 7 de julio de 2010 .
12. Robert E. Krebs (2006). La historia y el uso de los elementos químicos de nuestra Tierra: una guía de referencia (Segunda ed.). Grupo editorial Greenwood. pag. 322.ISBN _ 978-0-313-33438-2.
13. Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (1997). "La evaluación NUBASE de las propiedades nucleares y de desintegración" (PDF) . Física Nuclear A. 624 (1): 1–124. Código bibliográfico : 1997NuPhA.624....1A. doi :10.1016/S0375-9474(97)00482-X. Archivado desde el original (PDF) el 23 de septiembre de 2008.
14. Seaborg, Glenn T. Patente estadounidense 3.156.523 "Element", Fecha de presentación: 23 de agosto de 1946, Fecha de emisión: 10 de noviembre de 1964
15. Westrum, Edgar F.; Eyring, Leroy (1951). "La preparación y algunas propiedades del americio metálico". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 73 (7): 3396. doi :10.1021/ja01151a116. hdl : 2027/mdp.39015086480962 .
16. Tierra, Rachel Ross 2017-05-23T02:31:00Z Planet (23 de mayo de 2017). "Datos sobre el americio". livescience.com . Consultado el 10 de agosto de 2019 .{{cite web}}: CS1 maint: numeric names: authors list (link)
17. "Americio - Información, propiedades y usos de los elementos | Tabla periódica". www.rsc.org . Consultado el 10 de agosto de 2019 .
18. Thornton, Brett F.; Burdette, Shawn C. (2019). "El polvo de estrellas de neutrones y los elementos de la Tierra". Química de la Naturaleza . 11 (1): 4–10. Código Bib :2019NatCh..11....4T. doi :10.1038/s41557-018-0190-9. PMID  30552435. S2CID  54632815 . Consultado el 19 de febrero de 2022 .
19. Campos, relaciones públicas; Estudiador, MH; Diamante, H.; et al. (1956). "Elementos de transplutonio en restos de pruebas termonucleares". Revisión física . 102 (1): 180–182. Código bibliográfico : 1956PhRv..102..180F. doi : 10.1103/PhysRev.102.180.
20. Eriksson, Mats (abril de 2002). Sobre el plutonio armamentístico en el entorno ártico (PDF) . Laboratorio Nacional Risø, Roskilde, Dinamarca: Universidad de Lund . pag. 28. Archivado desde el original (PDF) el 18 de diciembre de 2008 . Consultado el 15 de noviembre de 2008 .
21. Hoja informativa sobre la salud humana sobre el americio Archivado el 16 de julio de 2011 en Wayback Machine , Laboratorio Nacional de Los Alamos, obtenido el 28 de noviembre de 2010
22. Hoffmann, Klaus Kann hombre ¿Gold machen? Gauner, Gaukler y Gelehrte. Aus der Geschichte der chemischen Elemente (¿Se puede hacer oro? Ladrones, payasos y eruditos. De la historia de los elementos químicos), Urania-Verlag, Leipzig, Jena, Berlín 1979, sin ISBN, p. 233
23. Baetslé, L. Aplicación de partición/transmutación de materiales radiactivos en la gestión de residuos radiactivos Archivado el 26 de abril de 2005 en Wayback Machine , Centro de Investigación Nuclear de Bélgica Sck/Cen, Mol, Bélgica, septiembre de 2001, obtenido el 28 de noviembre de 2010
24. Fioni, Gabriele; Cribier, Michel y Marie, Frédéric ¿Se puede transmutar el actínido menor, el americio-241, mediante neutrones térmicos? Archivado el 11 de noviembre de 2007 en Wayback Machine , Departamento de Astrofísica, CEA/Saclay, obtenido el 28 de noviembre de 2010.
25. Emsley, John (2011). Bloques de construcción de la naturaleza: una guía AZ de los elementos (nueva edición). Nueva York, Nueva York: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-960563-7.
26. Gopka, VF; Yushchenko, AV; Yushchenko, VA; Panov, IV; Kim, cap. (15 de mayo de 2008). "Identificación de líneas de absorción de actínidos de vida media corta en el espectro de la estrella de Przybylski (HD 101065)". Cinemática y Física de los Cuerpos Celestes . 24 (2): 89–98. Código Bib : 2008KPCB...24...89G. doi :10.3103/S0884591308020049. S2CID  120526363.
27. Greenwood, pág. 1262
28. Detectores de humo y americio Archivado el 12 de noviembre de 2010 en Wayback Machine , Asociación Nuclear Mundial, enero de 2009, obtenido el 28 de noviembre de 2010
29. Hammond CR "Los elementos" en Lide, DR, ed. (2005). Manual CRC de Química y Física (86ª ed.). Boca Ratón (FL): Prensa CRC. ISBN 0-8493-0486-5.
30. Emeleus, HJ; Sharpe, AG (1987). Avances en química inorgánica. Prensa académica. pag. 2.ISBN _ 978-0-08-057880-4.
31. Campaña BREDL contra el plutonio del sur, Liga de Defensa Ambiental de Blue Ridge, obtenido el 28 de noviembre de 2010
32. Sasahara, A.; et al. (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 .artículo/200410/000020041004A0333355.php Resumen Archivado el 24 de noviembre de 2010 en Wayback Machine.
33. Penneman, págs. 34–48
34. Hudson, MJ; et al. (2003). "La química de coordinación de 1,2,4-triazinil bipiridinas con elementos lantánidos (III): implicaciones para la partición del americio (III)". Trans. Dalton. (9): 1675–1685. doi :10.1039/b301178j.
35. Geist, A.; et al. (11 a 13 de diciembre de 2000). "Partición de actínido (III) / lantánido (III) utilizando n-Pr-BTP como extractor: cinética de extracción y prueba de extracción en un módulo de fibra hueca" (PDF) . Sexta Reunión de Intercambio de Información sobre Partición y Transmutación de Actínidos y Productos de Fisión . Agencia de Energía Nuclear de la OCDE . Archivado desde el original (PDF) el 24 de septiembre de 2015 . Consultado el 26 de mayo de 2014 .
36. Colina, C.; Guillaneux, D.; Hérès, X.; Boubals, N. y Ramain, L. (24 a 26 de octubre de 2000). «Estudios de Desarrollo de Procesos Sanex-BTP» (PDF) . Atalante 2000: Investigación científica sobre el final del ciclo del combustible para el siglo XXI . Comisariado de energía atómica. Archivado desde el original (PDF) el 15 de noviembre de 2012.
37. Geist, A.; et al. (14 a 16 de octubre de 2002). "Separación eficaz de actínido (III) -lantánido (III) en módulos de fibra hueca en miniatura" (PDF) . Séptima Reunión de Intercambio de Información sobre Partición y Transmutación de Actínidos y Productos de Fisión . Agencia de Energía Nuclear de la OCDE. Archivado desde el original (PDF) el 29 de septiembre de 2009 . Consultado el 17 de marzo de 2007 .
38. Ensor, DD "Estudios de separación de elementos f" (PDF) . Universidad Tecnológica de Tennessee . Archivado desde el original (PDF) el 22 de septiembre de 2006.
39. MagnussonD; Christiansen B; Capataz SRA; Geist A; Glatz JP; Malmbeck R; Modolo G; Serrano-Purroy D y Sorel C (2009). "Demostración de un proceso SANEX en contactores centrífugos utilizando la molécula CyMe4-BTBP en una solución de combustible genuina" . Extracción por solventes e intercambio iónico . 27 (2): 97. doi : 10.1080/07366290802672204. S2CID  94720457.
40. Penneman, pág. 25
41. Gmelin Handbook of Inorganic Chemistry , Sistema No. 71, transuránicos, Parte B 1, págs.
42. Penneman, pág. 3
43. Wade, W.; Lobo, T. (1967). "Preparación y algunas propiedades del americio metálico". Revista de Química Inorgánica y Nuclear . 29 (10): 2577. doi :10.1016/0022-1902(67)80183-0. S2CID  98370243.
44. Benedict, U. (1984). "Estudio de metales actínidos y compuestos actínidos a altas presiones". Revista de los metales menos comunes . 100 : 153. doi : 10.1016/0022-5088(84)90061-4.
45. McWhan, DB; Cunningham, BB; Wallmann, JC (1962). "Estructura cristalina, expansión térmica y punto de fusión del metal americio". Revista de Química Inorgánica y Nuclear . 24 (9): 1025. doi :10.1016/0022-1902(62)80246-2.
46. Joven, DA (1991). Diagramas de fases de los elementos. Prensa de la Universidad de California. pag. 226.ISBN _ 978-0-520-91148-2.
47. Benedicto, U.; Dufour, C. (1980). "Expansión reticular a baja temperatura del dióxido de americio". Física B+C . 102 (1): 303. Código bibliográfico : 1980PhyBC.102..303B. doi :10.1016/0378-4363(80)90178-3.
48. Kanellakopulos, B.; Blaise, A.; Fournier, JM; Müller, W. (1975). "La susceptibilidad magnética del americio y el curio metálico". Comunicaciones de estado sólido . 17 (6): 713. Código bibliográfico : 1975SSCom..17..713K. doi :10.1016/0038-1098(75)90392-0.
49. Mondal, JU; Raschella, DL; Haire, RG; Petereson, JR (1987). "La entalpía de solución de 243Am metal y la entalpía estándar de formación de Am3+ (aq)". Acta Termoquímica . 116 : 235. doi : 10.1016/0040-6031(87)88183-2.
50. Penneman, pag. 4
51. Americio Archivado el 9 de junio de 2019 en Wayback Machine , Das Periodensystem der Elemente für den Schulgebrauch (La tabla periódica de elementos para las escuelas) chemie-master.de (en alemán), obtenido el 28 de noviembre de 2010
52. Madera verde, pág. 1265
53. Penneman, págs. 10-14
54. Asprey, LB; Penneman, RA (1961). "Primera observación del americio tetravalente acuoso1". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 83 (9): 2200. doi :10.1021/ja01470a040.
55. Coleman, JS; Keenan, TK; Jones, LH; Carnal, WT; Penneman, RA (1963). "Preparación y propiedades del americio (VI) en soluciones acuosas de carbonato". Química Inorgánica . 2 : 58. doi : 10.1021/ic50005a017.
56. Asprey, LB; Stephanou, SE; Penneman, RA (1951). "Americio hexavalente". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 73 (12): 5715. doi :10.1021/ja01156a065.
57. Wiberg, pág. 1956
58. Werner, LB; Perlman, I. (1951). "El estado pentavalente del americio". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 73 : 495. doi : 10.1021/ja01145a540. hdl : 2027/mdp.39015086479774 .
59. Salón, G.; Markin, TL (1957). "La autorreducción de americio (V) y (VI) y la desproporción de americio (V) en solución acuosa". Revista de Química Inorgánica y Nuclear . 4 (5–6): 296. doi :10.1016/0022-1902(57)80011-6.
60. Coleman, James S. (1963). "La cinética de la desproporción del americio (V)". Química Inorgánica . 2 : 53. doi : 10.1021/ic50005a016.
61. Madera verde, pág. 1275
62. Asprey, LB; Stephanou, SE; Penneman, RA (1950). "Un nuevo estado de valencia de americio, Am (Vi) 1". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 72 (3): 1425. doi :10.1021/ja01159a528.
63. Akimoto, Y. (1967). "Una nota sobre AmN y AmO". Revista de Química Inorgánica y Nuclear . 29 (10): 2650–2652. doi :10.1016/0022-1902(67)80191-X.
64. Wiberg, pág. 1972
65. Madera verde, pág. 1267
66. Penneman, pág. 5
67. Wiberg, pág. 1969
68. Asprey, LB; Keenan, TK; Kruse, FH (1965). "Estructuras cristalinas de los trifluoruros, tricloruros, tribromuros y triyoduros de americio y curio". Química Inorgánica . 4 (7): 985. doi :10.1021/ic50029a013. S2CID  96551460.
69. Baybarz, RD (1973). "La preparación y estructuras cristalinas del dicloruro y dibromuro de americio". Revista de Química Inorgánica y Nuclear . 35 (2): 483. doi :10.1016/0022-1902(73)80560-3.
70. Greenwood, pág. 1272
71. Asprey, LB (1954). "Nuevos compuestos de americio tetravalente, AmF ₄ , KAmF ₅ ". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 76 (7): 2019. doi :10.1021/ja01636a094.
72. Madera verde, pág. 1271
73. Penneman, pág. 6
74. Quemaduras, John H.; Peterson, José Richard (1971). "Estructuras cristalinas de tricloruro de americio hexahidrato y tricloruro de berkelio hexahidrato". Química Inorgánica . 10 : 147. doi : 10.1021/ic50095a029.
75. Damián, D.; Júpiter, J. (1971). "Disulfuro y diseleniuro de americio". Cartas de Química Inorgánica y Nuclear . 7 (7): 685. doi :10.1016/0020-1650(71)80055-7.
76. Roddy, J. (1974). "Metaluros de americio: AmAs, AmSb, AmBi, Am3Se4 y AmSe2". Revista de Química Inorgánica y Nuclear . 36 (11): 2531. doi :10.1016/0022-1902(74)80466-5.
77. Damián, D. (1972). "Triteluuro y diteluuro de americio". Cartas de Química Inorgánica y Nuclear . 8 (5): 501. doi :10.1016/0020-1650(72)80262-9.
78. Charvillat, J.; Damián, D. (1973). "Monoarseniuro de americio". Cartas de Química Inorgánica y Nuclear . 9 (5): 559. doi :10.1016/0020-1650(73)80191-6.
79. Weigel, F.; Wittmann, F.; Marquart, R. (1977). "Monosiliciuro y "disilicida" de americio". Revista de los metales menos comunes . 56 : 47. doi :10.1016/0022-5088(77)90217-X.
80. Lupinetti, AJ y col . Patente estadounidense 6.830.738 "Síntesis a baja temperatura de tetraboruros de actínidos mediante reacciones de metátesis en estado sólido", presentada el 4 de abril de 2002, expedida el 14 de diciembre de 2004
81. Eick, Harry A.; Mulford, RNR (1969). "Boruros de americio y neptunio". Revista de Química Inorgánica y Nuclear . 31 (2): 371. doi :10.1016/0022-1902(69)80480-X.
82. Elschenbroich, Christoph (2008). Organometalquimia . Vieweg+teubner Verlag. pag. 589.ISBN _ 978-3-8351-0167-8.
83. Albrecht-Schmitt, Thomas E. (2008). Química Organometálica y de Coordinación de los Actínidos. Saltador. pag. 8.ISBN _ 978-3-540-77836-3.
84. Dutkiewicz, Michał S.; Apostolidis, Christos; Walter, Olaf; Arnold, Polly L. (30 de enero de 2017). "Química de reducción de complejos de ciclopentadienuro de neptunio: de la estructura a la comprensión". Ciencia Química . 2017 (8): 2553–61. doi :10.1039/C7SC00034K. PMC 5431675 . PMID  28553487. 
85. Ceñido, Denise; Roesky, Peter W.; Geist, Andreas; Ruff, Christian M.; Panak, Petra J.; Denecke, Melissa A. (2010). "6-(3,5-dimetil-1H-pirazol-1-il)-2,2'-bipiridina como ligando para la separación de actínido (III) / lantánido (III)" (PDF) . Química Inorgánica . 49 (20): 9627–35. doi :10.1021/ic101309j. PMID  20849125.
86. Toeniskoetter, Steve; Dommer, Jennifer y Dodge, Tony Las tablas periódicas bioquímicas - Americio, Universidad de Minnesota, obtenido el 28 de noviembre de 2010
87. Esquivar, CJ; et al. (1998). "Papel de los microbios como biocoloides en el transporte de actínidos desde un depósito subterráneo profundo de residuos radiactivos". Radiochim. Acta . 82 : 347–354. doi :10.1524/ract.1998.82.special-issue.347. S2CID  99777562.
88. MacAskie, LE; Jeong, antes de Cristo; Tolley, señor (1994). "Biomineralización enzimáticamente acelerada de metales pesados: aplicación a la eliminación de americio y plutonio de flujos acuosos". Reseñas de microbiología FEMS . 14 (4): 351–67. doi : 10.1111/j.1574-6976.1994.tb00109.x . PMID  7917422.
89. Wurtz, EA; Sibley, TH; Schell, WR (1986). "Interacciones de Escherichia coli y bacterias marinas con 241Am en cultivos de laboratorio". Física de la Salud . 50 (1): 79–88. doi :10.1097/00004032-198601000-00007. PMID  3511007.
90. Francisco, AJ; et al. (1998). "Papel de las bacterias como biocoloides en el transporte de actínidos desde un depósito subterráneo profundo de residuos radiactivos". Radiochimica Acta . 82 : 347–354. doi :10.1524/ract.1998.82.special-issue.347. OSTI  2439. S2CID  99777562.
91. Liu, N.; Yang, Y.; Luo, S.; Zhang, T.; Jin, J.; Liao, J.; Hua, X. (2002). "Biosorción de 241Am por Rhizopus arrihizus: investigación y evaluación preliminar". Radiaciones Aplicadas e Isótopos . 57 (2): 139–43. doi :10.1016/s0969-8043(02)00076-3. PMID  12150270.
92. Pfennig, G.; Klewe-Nebenius, H y Seelmann Eggebert, W. (Eds.): Karlsruhe nucleide , séptima edición, 2006.
93. Días, H.; Tancock, N. y Clayton, A. (2003). "Cálculos de masa crítica para 241 Am, 242 mAm y 243 Am" (PDF) . Nippon Genshiryoku Kenkyujo JAERI : 618–623. Archivado desde el original (PDF) el 22 de julio de 2011.Resumen archivado el 13 de marzo de 2012 en Wayback Machine.
94. Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire, "Evaluación de los datos de seguridad de la criticidad nuclear y los límites de actínidos en el transporte", p. dieciséis.
95. Ronen, Y.; Aboudy, M. y Regev, D. (2000). "Un método novedoso para la producción de energía utilizando 242 mAm como combustible nuclear". Tecnología Nuclear . 129 (3): 407–417. Código Bib : 2000NucTe.129..407R. doi :10.13182/nt00-a3071. S2CID  91916073.
96. Ronen, Y.; Aboudy, M. y Regev, D. (2001). "Reactor homogéneo ^{de 242 m} alimentado por Am para terapia de captura de neutrones". Ciencia e Ingeniería Nuclear . 138 (3): 295–304. Código Bib : 2001NSE...138..295R. doi :10.13182/nse01-a2215. OSTI  20804726. S2CID  118801999.
97. Klinck, cristiano. "Desintegración α de 241Am. Teoría - Un curso sobre radiactividad". Universidad Tecnológica de Kaiserslautern. Archivado desde el original el 6 de julio de 2011 . Consultado el 28 de noviembre de 2010 .
98. "Detectores de humo y americio", documento informativo sobre cuestiones nucleares , vol. 35, mayo de 2002, archivado desde el original el 11 de septiembre de 2002 , recuperado 26 de agosto 2015
99. Rendimiento de la alarma de humo residencial, Thomas Cleary. Laboratorio de Investigación sobre Construcción y Incendios, Instituto Nacional de Estándares y Tecnología; Seminario UL sobre dinámica de humo y fuego. noviembre de 2007
100. Bukowski, RW y col . (2007) Análisis del rendimiento de las alarmas de humo para el hogar de la respuesta de varias tecnologías disponibles en entornos de incendio residenciales Archivado el 22 de agosto de 2010 en Wayback Machine , Nota técnica del NIST 1455-1
101. "Hoja informativa sobre detectores de humo y americio-241" (PDF) . Sociedad Nuclear Canadiense. Archivado (PDF) desde el original el 9 de octubre de 2022 . Consultado el 31 de agosto de 2009 .
102. Gerberding, Julie Louise (2004). "Perfil toxicológico del americio" (PDF) . Departamento de Salud y Servicios Humanos de los Estados Unidos / Agencia para el Registro de Sustancias Tóxicas y Enfermedades . Archivado (PDF) desde el original el 6 de septiembre de 2009 . Consultado el 29 de agosto de 2009 .
103. Elementos básicos de RTG estáticos Archivado el 15 de febrero de 2013 en Wayback Machine , GL Kulcinski, Notas del curso NEEP 602 (primavera de 2000), Energía nuclear en el espacio, Instituto de Tecnología de Fusión de la Universidad de Wisconsin (consulte la última página)
104. Las agencias espaciales abordan la disminución de las reservas de plutonio, Spaceflight now, 9 de julio de 2010
105. "Un combustible nuclear extremadamente eficiente podría llevar al hombre a Marte en sólo dos semanas". Ciencia diaria . 3 de enero de 2001. Archivado desde el original el 17 de octubre de 2007 . Consultado el 22 de noviembre de 2007 .
106. Kammash, T.; et al. (10 de enero de 1993). "Un cohete nuclear con núcleo de gas alimentado con americio" (PDF) . Conferencia AIP. Proc . Décimo simposio sobre energía y propulsión nucleares espaciales. vol. 271, págs. 585–589. doi : 10.1063/1.43073. hdl : 2027.42/87734 .
107. Ronen, Y.; Shwageraus, E. (2000). "Elementos combustibles ultrafinos de 242 mAm en reactores nucleares". Instrumentos y métodos nucleares en la investigación en física Sección A: aceleradores, espectrómetros, detectores y equipos asociados . 455 (2): 442. Código bibliográfico : 2000NIMPA.455..442R. doi :10.1016/S0168-9002(00)00506-4.
108. Genuth, Iddo Americium Power Source Archivado el 7 de mayo de 2010 en Wayback Machine , The Future of Things, 3 de octubre de 2006, obtenido el 28 de noviembre de 2010
109. "Los científicos del Reino Unido generan electricidad a partir de elementos raros para impulsar futuras misiones espaciales". Laboratorio Nuclear Nacional . Consultado el 3 de mayo de 2019 .
110. "Un elemento raro podría impulsar misiones espaciales distantes". Ingeniería y Tecnología E&T . Institución de Ingeniería y Tecnología . 3 de mayo de 2019 . Consultado el 3 de mayo de 2019 .
111. Binder, Harry H. (1999). Lexikon der chemischen Elemente: das Periodensystem in Fakten, Zahlen und Daten: mit 96 Abbildungen und vielen tabellarischen Zusammenstellungen . Hirzel. ISBN 978-3-7776-0736-8.
112. Visor de datos nucleares 2.4 Archivado el 1 de junio de 2017 en Wayback Machine , NNDC
113. Declaración de salud pública para el americio, sección 1.5., Agencia para el Registro de Sustancias Tóxicas y Enfermedades, abril de 2004, obtenido el 28 de noviembre de 2010
114. División de Salud Ambiental, Oficina de Protección Radiológica (noviembre de 2002). "Hoja informativa n.º 23. Americio-241" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 11 de noviembre de 2010 . Consultado el 28 de noviembre de 2010 .
115. Frisch, Franz Crystal Clear, 100 x energía , Bibliographisches Institut AG, Mannheim 1977, ISBN 3-411-01704-X , p. 184 
116. Ken Silverstein , The Radioactive Boy Scout: Cuando un adolescente intenta construir un reactor reproductor. Revista Harper , noviembre de 1998
117. "'Boy Scout radiactivo acusado de robo de detector de humo ". Fox News . 4 de agosto de 2007. Archivado desde el original el 8 de diciembre de 2007 . Consultado el 28 de noviembre de 2007 .
118. "El hombre apodado 'Boy Scout radiactivo' se declara culpable". Prensa libre de Detroit . Associated Press. 27 de agosto de 2007. Archivado desde el original el 29 de septiembre de 2007 . Consultado el 27 de agosto de 2007 .
119. "'Boy Scout radiactivo sentenciado a 90 días por robar detectores de humo ". Fox News . 4 de octubre de 2007. Archivado desde el original el 13 de noviembre de 2007 . Consultado el 28 de noviembre de 2007 .
120. Cary, Annette (25 de abril de 2008). "El doctor recuerda el 'Atomic Man' de Hanford'". Heraldo de las Tres Ciudades . Archivado desde el original el 10 de febrero de 2010 . Consultado el 17 de junio de 2008 .
121. Cable AP (3 de junio de 2005). "Los trabajadores nucleares de Hanford ingresan al lugar del peor accidente de contaminación". Archivado desde el original el 13 de octubre de 2007 . Consultado el 17 de junio de 2007 .

Bibliografía

• Greenwood, Norman N .; Earnshaw, Alan (1997). Química de los Elementos (2ª ed.). Butterworth-Heinemann . ISBN 978-0-08-037941-8.
• Penneman, RA y Keenan TK La radioquímica del americio y el curio, Universidad de California, Los Alamos, California, 1960
• Wiberg, Nils (2007). Lehrbuch Der Anorganischen Chemie . De Gruyter. ISBN 978-3-11-017770-1.

Otras lecturas

• Nuclidos e isótopos - 14.ª edición , GE Nuclear Energy, 1989.
• Fioni, Gabriele; Cribier, Michel y Marie, Frédéric. "¿Puede el actínido menor, el americio-241, transmutarse mediante neutrones térmicos?". Comisariado de energía atómica . Archivado desde el original el 11 de noviembre de 2007.
• Stwertka, Albert (1999). Una guía de los elementos . Prensa de la Universidad de Oxford, Estados Unidos. ISBN 978-0-19-508083-4.

enlaces externos

• Americio en la tabla periódica de videos (Universidad de Nottingham)
• ATSDR – Declaración de Salud Pública: Americio
• Asociación Nuclear Mundial – Detectores de humo y americio