Изотопы америция - Isotopes of americium

Основные изотопы америция   ( 95 Am)
Изотоп Разлагаться
избыток период полураспада ( т 1/2 ) Режим продукт
241 утра син 432,2 года SF -
α 237 нп
242 м1 Ам син 141 год ЭТО 242 утра
α 238 нп
SF -
243 утра син 7370 г SF -
α 239 нп

Америций ( 95 Am) - искусственный элемент , поэтому невозможно дать стандартный атомный вес . Как и все искусственные элементы, в нем нет известных стабильных изотопов . Первым синтезированным изотопом был 241 Am в 1944 году. Искусственный элемент распадается, выбрасывая альфа-частицы . Америций имеет атомный номер 95 (количество протонов в ядре атома америция).

Были охарактеризованы девятнадцать радиоизотопов америция - 223 Am, 229 Am, 230 Am и диапазон от 232 Am до 247 Am, причем наиболее стабильным из них является 243 Am с периодом полураспада 7370 лет и 241 Am с половиной. -жизнь 432,2 года. Все оставшиеся радиоактивные изотопы имеют период полураспада менее 51 часа, а у большинства из них период полураспада менее 100 минут. Этот элемент также имеет 8 метасостояний , наиболее стабильным из которых является 242m Am (t 1/2 = 141 год).

Список изотопов

Нуклид
Z N Изотопная масса ( Да )
Период полураспада

Режим распада

Дочерний
изотоп

Спин и
паритет
Энергия возбуждения
223 утра 95 128 5,2 (+ 12,0-4,4) мс α 219 нп
229 утра 95 134 229.04525 (9) 1,8 (1,5) с α 225 нп
230 утра 95 135 230.04609 (14) # 32 (+ 22-9) с β + (64,7%) 230 Pu
β + , SF (35,3%) (различный)
232 утра 95 137 232.04659 (32) # 79 (2) с β + (98%) 232 Pu
α (2%) 228 нп
β + , SF (0,069%) (различный)
233 утра 95 138 233.04635 (11) # 3,2 (8) мин β + 233 Pu
α 229 нп
234 утра 95 139 234.04781 (22) # 2.32 (8) мин β + (99,95%) 234 Pu
α (0,04%) 230 Нп
β + , SF (0,0066%) (различный)
235 утра 95 140 235.04795 (13) # 9,9 (5) мин β + 235 Pu 5 / 2- #
α (редко) 231 нп
236 утра 95 141 236.04958 (11) # 3,6 (1) мин β + 236 Pu
α 232 нп
237 утра 95 142 237.05000 (6) # 73,0 (10) мин β + (99,97%) 237 Pu 5/2 (-)
α (0,025%) 233 нп
238 утра 95 143 238.05198 (5) 98 (2) мин β + 238 Pu 1+
α ( 10-4 %) 234 нп
238m Am 2500 (200) # кэВ 35 (10) мкс
239 утра 95 144 239.0530245 (26) 11.9 (1) ч ЭК (99,99%) 239 Pu (5/2) -
α (0,01%) 235 нп
239 млн Am 2500 (200) кэВ 163 (12) нс (7/2 +)
240 утра 95 145 240.055300 (15) 50,8 (3) ч β + 240 Pu (3-)
α (1,9 × 10 −4 %) 236 нп
241 утра 95 146 241.0568291 (20) 432,2 (7) года α 237 нп 5 / 2-
КД (7,4 × 10 -10 %) 207 Tl, 34 Si
SF (4,3 × 10 -10 %) (различный)
241m Am 2200 (100) кэВ 1,2 (3) мкс SF
242 утра 95 147 242.0595492 (20) 16.02 (2) ч β - (82,7%) 242 см 1−
ЭК (17,3%) 242 Pu
242м1 Ам 48,60 (5) кэВ 141 (2) года IT (99,54%) 242 утра 5−
α (0,46%) 238 нп
SF (1,5 × 10 -8 %) (различный)
242м2 Ам 2200 (80) кэВ 14.0 (10) мс (2+, 3-)
243 утра 95 148 243.0613811 (25) 7 370 (40) лет α 239 нп 5 / 2-
SF (3,7 × 10 -9 %) (различный)
244 утра 95 149 244.0642848 (22) 10,1 (1) ч β - 244 см (6 -) #
244m Am 86,1 (10) кэВ 26 (1) мин β - (99,96%) 244 см 1+
ЭК (0,0361%) 244 Pu
245 утра 95 150 245.066452 (4) 2,05 (1) ч β - 245 см (5/2) +
246 утра 95 151 246.069775 (20) 39 (3) мин β - 246 см (7-)
246m1 Am 30 (10) кэВ 25,0 (2) мин β - (99,99%) 246 см 2 (-)
ИТ (0,01%) 246 утра
246м2 Ам ~ 2000 кэВ 73 (10) мкс
247 утра 95 152 247.07209 (11) # 23,0 (13) мин β - 247 см (5/2) #
Этот заголовок и нижний колонтитул таблицы:
  1. ^ m Am - Возбужденный ядерный изомер .
  2. ^ () - Неопределенность (1 σ ) дана в сжатой форме в скобках после соответствующих последних цифр.
  3. ^ # - Атомная масса с пометкой #: значение и погрешность получены не из чисто экспериментальных данных, а, по крайней мере, частично из трендов по массовой поверхности (TMS).
  4. ^ Режимы распада:
    CD: Распад кластера
    EC: Электронный захват
    ЭТО: Изомерный переход
    SF: Самопроизвольное деление
  5. ^ () значение спина - указывает вращение со слабыми аргументами присваивания.
  6. ^ a b # - Значения, отмеченные знаком #, получены не только из экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично из трендов соседних нуклидов (TNN).
  7. ^ a b Наиболее распространенные изотопы


Актиниды против продуктов деления

Актиниды по цепочке распада Период полураспада
( а )
Продукты деления из 235 U по доходности
4 п 4 п +1 4 п +2 4 п +3
4,5–7% 0,04–1,25% <0,001%
228 Ра 4–6 а 155 Euþ
244 смƒ 241 Puƒ 250 КФ 227 Ас 10–29 а 90 Sr 85 кр 113м кдþ
232 Uƒ 238 Puƒ 243 смƒ 29–97 а 137 Cs 151 смþ 121 м Sn
248 Bk 249 Cfƒ 242m Amƒ 141–351 а

Никакие продукты деления не
имеют период полураспада
в диапазоне
100–210 тыс. Лет.

241 Amƒ 251 Cfƒ 430–900 а
226 Ra 247 Bk 1,3–1,6 тыс. Лет
240 Pu 229 Чт 246 смƒ 243 Amƒ 4,7–7,4 тыс. Лет назад
245 смƒ 250 см 8,3–8,5 тыс. Лет
239 Puƒ 24,1 тыс. Лет назад
230 Чт 231 Па 32–76 тыс. Лет назад
236 Npƒ 233 Uƒ 234 У 150–250 тыс. Лет назад 99 Tc 126 Sn
248 см 242 Pu 327–375 тыс. Лет назад 79 Se
1,53 млн лет 93 Zr
237 Npƒ 2,1–6,5 млн лет 135 Cs 107 Pd
236 U 247 смƒ 15–24 млн лет 129 I
244 Pu 80 млн лет

... не более 15,7 млн ​​лет

232 Чт 238 У 235 Uƒ№ 0,7–14,1 млрд лет

Легенда для верхнего индекса символов
₡ имеет тепловой захват нейтронов поперечного сечение в диапазоне 8-50 барн
ƒ  делящегося
м  метастабильного изомер
№ прежде всего в природе радиоактивных материалов (NORM)
þ  нейтронных яда (захват тепловых нейтронов поперечного сечения больше , чем 3k барн)
† диапазон 4–97 a: Средноживущий продукт деления
‡ более 200 тыс. Лет назад : Долгоживущий продукт деления

Известные изотопы

Америций-241

Америций-241 используется в ионизационных детекторах дыма .

Америций-241 - наиболее распространенный изотоп америция в ядерных отходах. Это изотоп, используемый в детекторе дыма америция на основе ионизационной камеры . Это потенциальное топливо для радиоизотопных термоэлектрических генераторов с длительным сроком службы .

Параметр Ценить
Атомная масса 241.056829 u
Избыток массы 52930 кэВ
Энергия бета-распада -767 кэВ
Вращаться 5 / 2-
Период полураспада 432,6 года
Самопроизвольные деления 1200 за кг с
Спад тепла 114 Вт / кг

Возможные родительские нуклиды: бета от 241 Pu , захват электронов от 241 Cm, альфа от 245 Bk.

Америций-241 распадается в результате альфа-излучения с побочным продуктом гамма-излучения . Его присутствие в плутонии определяется исходной концентрацией плутония-241 и возрастом образца. Из-за низкого проникновения альфа-излучения Америций-241 представляет опасность для здоровья только при проглатывании или вдыхании. Более старые образцы плутония, содержащие плутоний-241, содержат накопление 241 Am. Может потребоваться химическое удаление америция из переработанного плутония (например, при переработке плутониевых карьеров ).

Америций-242m

Трансмутационный поток между 238 Pu и 244 Cm в LWR.
Процент деления составляет 100 минус указанные проценты.
Общая скорость трансмутации сильно зависит от нуклида.
245 Cm– 248 Cm являются долгоживущими с незначительным распадом.
Режимы распада 242m Am ( период полураспада : 141 год)
Вероятность Режим распада Энергия распада Продукт распада
99,54% изомерный переход 0,05  МэВ 242 утра
  0,46% альфа-распад 5,64 МэВ 238 нп
(1,5 ± 0,6) × 10 −10 спонтанное деление ~ 200 МэВ продукты деления

Америций-242m имеет массу 242,0595492 г / моль. Это один из редких случаев, таких как 180m Ta , 210m Bi и множественные изомеры гольмия , когда ядерный изомер с более высокой энергией более стабилен, чем изомер с более низкой энергией, америций-242 .

242m Am является делящимся (потому что у него нечетное количество нейтронов ) и имеет низкую критическую массу , сравнимую с массой 239 Pu . Он имеет очень высокое поперечное сечение деления, и если в ядерном реакторе разрушается относительно быстро. Было проведено исследование, можно ли использовать этот изотоп для создания нового типа ядерной ракеты .

Режимы распада 242 Am ( период полураспада : 16 часов)
Вероятность Режим распада Энергия распада Продукт распада
82,70% бета-распад 0,665 МэВ 242 см
17,30% захват электронов 0,751 МэВ 242 Pu

Америций-243

Америций-243 имеет массу 243,06138 г / моль и период полураспада 7370 лет, что является самым продолжительным из всех изотопов америция. Он образуется в ядерном топливном цикле с помощью захвата нейтронов на плутоний-242 с последующим бета - распада . Производство растет экспоненциально с увеличением выгорания в общей сложности 5 захватов нейтронов на 238 U требуются.

Он распадается либо путем испускания альфа-частицы (с энергией распада 5,27 МэВ) до 239 Np, который затем быстро распадается до 239 Pu , либо, нечасто, путем спонтанного деления .

Что касается других изотопов америция и в целом для всех альфа-излучателей, 243 Am является канцерогенным в случае внутреннего загрязнения после вдыхания или проглатывания. 243 Am также представляет опасность внешнего облучения, связанного с гамма-лучами, испускаемыми его короткоживущим продуктом распада 239 Np . Риск внешнего облучения для двух других изотопов америция ( 241 Am и 242m Am) составляет менее 10% от такового для америция-243.

Смотрите также

использованная литература

Источники