Izotopy amerického - Isotopes of americium

Hlavní izotopy z americium  (95Dopoledne)
IzotopRozklad
hojnostpoločas rozpadu (t1/2)režimuproduktu
241Dopolednesyn432,2 rSF–
α237Np
242m1Dopolednesyn141 letTO242Dopoledne
α238Np
SF–
243Dopolednesyn7370 letSF–
α239Np

Americium (95Am) je umělý prvek, a tedy a standardní atomová hmotnost nelze dát. Stejně jako všechny umělé prvky o něm není známo stabilní izotopy. První izotop být syntetizován byl 241Jsem v roce 1944. Umělý prvek se rozpadá vysunutím částice alfa. Americium má atomové číslo 95 (počet protonů v jádru atomu americium).

Devatenáct radioizotopy amerického -223Dopoledne, 229Dopoledne, 230Jsem a ti od 232Jsem do 247Jsem - byly charakterizovány, s nejstabilnější bytostí 243Jsem s poločas rozpadu 7 370 let a 241Jsem s poločasem 432,2 let. Všechny zbývající radioaktivní izotopy mají poločasy, které jsou méně než 51 hodin, a většina z nich má poločasy, které jsou kratší než 100 minut. Tento prvek má také 8 meta státy s nejstabilnější bytostí 242 mJsem (t1/2 = 141 let).

Seznam izotopů

Nuklid
[n 1]		ZNIzotopová hmota (Da )
[č. 2][č. 3]		Poločas rozpadu
Rozklad
režimu
[č. 4]		Dcera
izotop
Roztočit a
parita
[č. 5][č. 6]
Budicí energie[č. 6]
223Dopoledne[1]951285,2 (+ 12,0-4,4) msα219Np
229Dopoledne[1]95134229.04525(9)1,8 (1,5) sα225Np
230Dopoledne[2]95135230.04609(14)#32 (+ 22-9) sβ+ (64.7%)230Pu
β+, SF (35,3%)(rozličný)
232Dopoledne95137232.04659(32)#79 odst. 2 písmβ+ (98%)232Pu
α (2%)228Np
β+, SF (.069%)(rozličný)
233Dopoledne95138233.04635(11)#3,2 (8) minβ+233Pu
α229Np
234Dopoledne95139234.04781(22)#2,32 (8) minβ+ (99.95%)234Pu
α (0,04%)230Np
β+, SF (0,0066%)(rozličný)
235Dopoledne95140235.04795(13)#9,9 (5) minβ+235Pu5/2−#
α (vzácné)231Np
236Dopoledne95141236.04958(11)#3,6 (1) minβ+236Pu
α232Np
237Dopoledne95142237.05000(6)#73,0 (10) minβ+ (99.97%)237Pu5/2(−)
α (0,025%)233Np
238Dopoledne95143238.05198(5)98 (2) minβ+238Pu1+
α (10−4%)234Np
238 metrůDopoledne2500 (200) # keV35 (10) us
239Dopoledne95144239.0530245(26)11,9 (1) hES (99.99%)239Pu(5/2)−
α (0,01%)235Np
239 metrůDopoledne2 500 (200) keV163 (12) ns(7/2+)
240Dopoledne95145240.055300(15)50,8 (3) hβ+240Pu(3−)
α (1,9 × 10−4%)236Np
241Dopoledne[č. 7]95146241.0568291(20)432,2 (7) rα237Np5/2−
CD (7.4×10−10%)207Tl, 34Si
SF (4,3 × 10−10%)(rozličný)
241 mDopoledne2200 (100) keV1,2 (3) us
242Dopoledne95147242.0595492(20)16,02 (2) hβ− (82.7%)242Cm1−
EC (17,3%)242Pu
242m1Dopoledne48,60 (5) keV141 (2) rTO (99.54%)242Dopoledne5−
α (0,46%)238Np
SF (1,5 × 10−8%)(rozličný)
242m2Dopoledne2200 (80) keV14,0 (10) ms(2+, 3−)
243Dopoledne[č. 7]95148243.0613811(25)7 370 (40) rα239Np5/2−
SF (3,7 × 10−9%)(rozličný)
244Dopoledne95149244.0642848(22)10,1 (1) hβ−244Cm(6−)#
244 mDopoledne86,1 (10) keV26 (1) minβ− (99.96%)244Cm1+
ES (0,036%)244Pu
245Dopoledne95150245.066452(4)2,05 (1) hβ−245Cm(5/2)+
246Dopoledne95151246.069775(20)39 (3) minβ−246Cm(7−)
246m1Dopoledne30 (10) keV25,0 (2) minβ− (99.99%)246Cm2(−)
IT (0,01%)246Dopoledne
246m2Dopoledne~ 2000 keV73 (10) us
247Dopoledne95152247.07209(11)#23,0 (13) minβ−247Cm(5/2)#
  1. ^ mAm - nadšený jaderný izomer.
  2. ^ () - Nejistota (1σ) je uveden v stručné formě v závorkách za odpovídajícími posledními číslicemi.
  3. ^ # - Atomic mass checked #: hodnota a nejistota odvozené nikoli z čistě experimentálních údajů, ale alespoň částečně z trendů z Mass Surface (TMS ).
  4. ^ Režimy rozpadu:
    CD:Rozpad klastru
    ES:Zachycení elektronů
    TO:Izomerní přechod
    SF:Spontánní štěpení
  5. ^ () hodnota rotace - označuje rotaci se slabými argumenty přiřazení.
  6. ^ A b # - Hodnoty označené # nejsou čistě odvozeny z experimentálních údajů, ale alespoň částečně z trendů sousedních nuklidů (TNN ).
  7. ^ A b Nejběžnější izotopy

Aktinidy vs. štěpné produkty

Aktinidy a štěpné produkty do poločasu rozpadu
Aktinidy[3] podle řetěz rozpaduPoločas rozpadu
rozsah (A )		Štěpné produkty z 235U podle výtěžek[4]
4n4n+14n+24n+3
4.5–7%0.04–1.25%<0.001%
228Ra№4–6 a†155Euþ
244Cmƒ241Puƒ250Srov227Ac№10–29 a90Sr85Kr113 mCDþ
232Uƒ238Puƒ243Cmƒ29–97 a137Čs151Smþ121 mSn
248Bk[5]249Srovƒ242 mDopoledneƒ141–351 a

Žádné štěpné produkty
mít poločas
v rozsahu
100–210 ka ...

241Dopoledneƒ251Srovƒ[6]430–900 a
226Ra№247Bk1,3–1,6 ka
240Pu229Čt246Cmƒ243Dopoledneƒ4,7–7,4 ka
245Cmƒ250Cm8,3–8,5 ka
239Puƒ24,1 ka
230Čt№231Pa№32–76 ka
236Npƒ233Uƒ234U№150–250 ka‡99Tc₡126Sn
248Cm242Pu327–375 ka79Se₡
1,53 Ma93Zr
237Npƒ2,1–6,5 Ma135Čs₡107Pd
236U247Cmƒ15–24 Ma129Já₡
244Pu80 Ma

... ani za 15,7 Ma[7]

232Čt№238U№235Uƒ č0,7–14,1 Ga

Legenda pro symboly horního indexu
₡ má termální zachycení neutronů průřez v rozmezí 8–50 stodol
ƒ štěpitelný
m metastabilní izomer
№ primárně a přirozeně se vyskytující radioaktivní materiál (NORMA)
þ neutronový jed (průřez zachycení tepelných neutronů větší než 3k stodoly)
† rozsah 4–97 a: Produkt štěpení se středně dlouhou životností
‡ nad 200 ka: Produkt štěpení s dlouhou životností

Pozoruhodné izotopy

Americium-241

Americium-241 se používá v ionizační detektory kouře.
Hlavní článek: Americium-241

Americium-241 je nejběžnějším izotopem amerického v jaderném odpadu.[8] Je to izotop používaný v americký kouřový detektor na základě ionizační komora. Je to potenciální palivo pro dlouhou životnost radioizotopové termoelektrické generátory.

ParametrHodnota
Atomová hmotnost241.056829 u
Hromadný přebytek52930 keV
Beta rozpad energie-767 keV
Roztočit5/2−
Poločas rozpadu432,6 let
Spontánní štěpení1200 za kg s
Rozpadné teplo114 wattů / kg

Možné mateřské nuklidy: beta od 241Pu, elektronový záchyt z 241Cm, alfa z 245Bk.

Americium-241 se rozpadá alfa emise, s vedlejším produktem gama paprsky. Jeho přítomnost v plutonium je určena původní koncentrací plutonia-241 a věkem vzorku. Vzhledem k nízké penetraci alfa záření představuje Americium-241 zdravotní riziko pouze při požití nebo vdechnutí. Starší vzorky plutonia obsahujícího plutonium-241 obsahují nahromadění 241Dopoledne. Chemické odstranění americium z přepracovaného plutonia (např. Při přepracování plutoniové jámy ) může být vyžadováno.

Americium - 242 metrů

Transmutační tok mezi 238Pu a 244Cm v LWR.[9]
Procento štěpení je 100 minus zobrazená procenta.
Celková rychlost transmutace se velmi liší podle nuklidu.
245Cm-248Cm mají dlouhou životnost se zanedbatelným rozpadem.
242 mRežimy rozpadupoločas rozpadu: 141 let)
PravděpodobnostRežim rozpaduEnergie rozpaduProdukt rozpadu
99.54%izomerní přechod0.05 MeV242Dopoledne
  0.46%rozpad alfa5,64 MeV238Np
(1.5±0.6) × 10−10 [10]spontánní štěpení~ 200 MeVštěpné produkty

Americium - 242 metrů má hmotnost 242,0595492 g / mol. Je to jeden z mála případů 180 mTa, 210 mBi a více izomery holmium, kde je vyšší energie jaderný izomer je stabilnější než ten s nižší energií, Americium-242.[11]

242 mJsem štěpitelný (protože má lichý počet neutrony ) a má nízkou hodnotu kritické množství, srovnatelné s 239Pu.[12] Má velmi vysokou průřez pro štěpení, a pokud je v jaderném reaktoru zničen relativně rychle. Další zpráva to tvrdí 242 mAm má mnohem nižší kritickou hmotnost, dokáže udržet řetězovou reakci i jako tenký film a mohl by být použit pro nový typ jaderná raketa.[13][14]

242Režimy rozpadupoločas rozpadu: 16 hodin)
PravděpodobnostRežim rozpaduEnergie rozpaduProdukt rozpadu
82.70%rozpad beta0,665 MeV242Cm
17.30%elektronový záchyt0,751 MeV242Pu

Americium-243

Americium-243 má hmotnost 243,06138 g / mol a poločas rozpadu 7 370 let, nejdelší ze všech izotopů americium. Tvoří se v jaderný palivový cyklus podle zachycení neutronů na plutonium-242 následován rozpad beta.[15] Produkce roste exponenciálně s rostoucí vyhořet celkem 5 neutronů zachytí 238U jsou potřeba.

Rozkládá se buď emitováním alfa částice (s energií rozpadu 5,27 MeV)[15] stát se 239Np, který se pak rychle rozpadá na 239Pu, nebo zřídka tím, že spontánní štěpení.[16]

243Jsem karcinogenní. 239Np, dcera 243Am, vyzařuje nebezpečné gama paprsky 243Jsem nejnebezpečnější izotop amerického kontinentu.[8]

Viz také

Reference

  1. ^ A b „Pozorování nových izotopů s nedostatkem neutronů se Z ≥ 92in vícejadernými přenosovými reakcemi“ http://inspirehep.net/record/1383747/files/scoap3-fulltext.pdf
  2. ^ Kaji, D .; Morimoto, K .; Haba, H .; Ideguchi, E .; Koura, H .; Morita, K. (2016). "Vlastnosti rozpadu nových izotopů 234Bk a 230Jsem a dokonce - dokonce i nuklidy 234Cm a 230Pu " (PDF). Journal of the Physical Society of Japan. 84 (15002): 015002. doi:10,7566 / JPSJ.85.015002.
  3. ^ Plus radium (prvek 88). Ve skutečnosti je to subaktinid, který bezprostředně předchází aktinium (89) a sleduje tříprvkovou mezeru nestability po polonium (84) kde žádné nuklidy nemají poločasy nejméně čtyř let (nejdelší nuklid v mezeře je radon-222 s poločasem rozpadu menším než čtyři dnů). Nejdelší izotop Radia, 1600 let, si tedy zaslouží začlenění prvku zde.
  4. ^ Konkrétně od tepelný neutron štěpení U-235, např. v typickém nukleární reaktor.
  5. ^ Milsted, J .; Friedman, A. M .; Stevens, C. M. (1965). „Alfa poločas rozpadu berkelium-247; nový izomer berkelia-248 s dlouhým poločasem rozpadu.“ Nukleární fyzika. 71 (2): 299. Bibcode:1965NucPh..71..299M. doi:10.1016/0029-5582(65)90719-4.
    „Izotopové analýzy odhalily druh s hmotností 248 v konstantním množství ve třech vzorcích analyzovaných po dobu asi 10 měsíců. Toto bylo připisováno izomeru Bk248 s poločasem rozpadu větším než 9 [let]. Žádný růst srov248 byla detekována a dolní mez pro β− poločas lze nastavit na přibližně 104 [roky]. Nebyla detekována žádná alfa aktivita, kterou lze přičíst novému izomeru; poločas alfa je pravděpodobně větší než 300 [let]. “
  6. ^ Toto je nejtěžší nuklid s poločasem rozpadu nejméně čtyři roky předMoře nestability ".
  7. ^ Vyjma těchto “klasicky stabilní "nuklidy s poločasy významně převyšujícími 232Th; např. zatímco 113 mCd má poločas pouze čtrnáct let, tedy 113Cd je téměř osm kvadrilion let.
  8. ^ A b "Americium" Archivováno 2012-07-29 v WebCite. Argonne National Laboratory, EDS. Vyvolány 25 December 2009.
  9. ^ Sasahara, Akihiro; Matsumura, Tetsuo; Nicolaou, Giorgos; Papaioannou, Dimitri (duben 2004). „Vyhodnocení zdroje neutronů a gama paprsků u vyhořelého paliva LWR s vysokou spotřebou UO2 a MOX“. Journal of Nuclear Science and Technology. 41 (4): 448–456. doi:10,3327 / jnst.41,448.
  10. ^ J. T. Caldwell; S. C. Fultz; C. D. Bowman; R. W. Hoff (březen 1967). „Poločas spontánního štěpení Am242m". Fyzický přehled. 155 (4): 1309–1313. Bibcode:1967PhRv..155,1309C. doi:10.1103 / PhysRev.155.1309. (poločas rozpadu (9,5 ± 3,5) × 1011 let)
  11. ^ 95-Am-242 Archivováno 19. 7. 2011 na Wayback Machine
  12. ^ "Výpočty kritické hmotnosti pro 241Dopoledne, 242 mJsem a 243Dopoledne" (PDF). Archivovány od originál (PDF) dne 22. července 2011. Citováno 3. února 2011.
  13. ^ „Extrémně účinné jaderné palivo by mohlo člověka dostat na Mars za pouhé dva týdny“ (Tisková zpráva). Ben-Gurionova univerzita v Negevu. 28. prosince 2000.
  14. ^ Ronen, Yigal; Shwageraus, E. (2000). „Ultratenké palivové články 241 mAm v jaderných reaktorech“. Jaderné přístroje a metody ve fyzikálním výzkumu A. 455 (2): 442–451. Bibcode:2000 NIMPA.455..442R. doi:10.1016 / s0168-9002 (00) 00506-4.
  15. ^ A b „Americium-243“ Archivováno 2011-02-25 na Wayback Machine. Národní laboratoř v Oak Ridge. Vyvolány 25 December 2009.
  16. ^ "Izotopy prvku Americium". Jefferson Lab Science Science. Vyvolány 25 December 2009.

Zdroje