Isótopos de americio

Nuclidos artificiales con número atómico de 95 pero con diferentes números de masa

Isótopos principales del americio  ( ₉₅ Am)

Isótopo Decaer abundancia vida media ( t 1/2 ) modo producto 241 am syn 432,2 años SF - α 237 Np 242 m1 Am syn 141 años ESO 242 am α 238 Np SF - 243 am syn 7370 años SF - α 239 Np

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El americio ( ₉₅ Am) es un elemento artificial y, por lo tanto, no se puede dar un peso atómico estándar . Como todos los elementos artificiales, no tiene isótopos estables conocidos . El primer isótopo que se sintetizó fue el ²⁴¹ Am en 1944. El elemento artificial se descompone al expulsar partículas alfa . El americio tiene un número atómico de 95 (el número de protones en el núcleo del átomo de americio).

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 media -vida de 432,2 años. Todos los isótopos radiactivos restantes tienen vidas medias inferiores a 51 horas, y la mayoría de estos tienen vidas medias inferiores a 100 minutos. Este elemento también tiene 8 estados meta , siendo el más estable ^242m Am (t _1/2 = 141 años).

Lista de isótopos

Nuclido [n 1]	Z	norte	Masa isotópica ( Da ) [n 2] [n 3]	Media vida	Modo de caída [n 4]	Isótopo hija	Spin y paridad [n 5] [n 6]
	Energía de excitación [n 6]
223 a. M. [1]	95	128		5,2 (+ 12,0-4,4) ms	α	219 Np
229 a. M. [1]	95	134	229.04525 (9)	1,8 (1,5) s	α	225 Np
230 a. M. [2]	95	135	230.04609 (14) #	32 (+ 22-9) s	β + (64,7%)	230 Pu
					β + , SF (35,3%)	(varios)
232 am	95	137	232.04659 (32) #	79 (2) s	β + (98%)	232 Pu
					α (2%)	228 Np
					β + , SF (0,069%)	(varios)
233 am	95	138	233.04635 (11) #	3,2 (8) min	β +	233 Pu
					α	229 Np
234 a. M.	95	139	234.04781 (22) #	2,32 (8) min	β + (99,95%)	234 Pu
					α (0,04%)	230 Np
					β + , SF (0,0066%)	(varios)
235 am	95	140	235.04795 (13) #	9,9 (5) mínimo	β +	235 Pu	5 / 2− #
					α (raro)	231 Np
236 am	95	141	236.04958 (11) #	3,6 (1) min	β +	236 Pu
					α	232 Np
237 am	95	142	237.05000 (6) #	73,0 (10) min	β + (99,97%)	237 Pu	5/2 (-)
					α (0,025%)	233 Np
238 am	95	143	238.05198 (5)	98 (2) min	β +	238 Pu	1+
					α (10 −4 %)	234 Np
238m am	2500 (200) # keV			35 (10) μs
239 a. M.	95	144	239.0530245 (26)	11,9 (1) h	CE (99,99%)	239 Pu	(5/2) -
					α (0,01%)	235 Np
239m am	2500 (200) keV			163 (12) ns			(7/2 +)
240 a. M.	95	145	240.055300 (15)	50,8 (3) horas	β +	240 Pu	(3−)
					α (1,9 × 10 −4 %)	236 Np
241 am [n 7]	95	146	241.0568291 (20)	432,2 (7) años	α	237 Np	5 / 2−
					CD (7,4 × 10 −10 %)	207 Tl, 34 Si
					SF (4,3 × 10 −10 %)	(varios)
241 m am	2200 (100) keV			1,2 (3) μs	SF
242 am	95	147	242.0595492 (20)	16.02 (2) horas	β - (82,7%)	242 Cm	1−
					CE (17,3%)	242 Pu
242m 1 am	48,60 (5) keV			141 (2) años	IT (99,54%)	242 am	5−
					α (0,46%)	238 Np
					SF (1,5 × 10 −8 %)	(varios)
242m2 am	2200 (80) keV			14,0 (10) ms			(2+, 3−)
243 am [n 7]	95	148	243.0613811 (25)	7.370 (40) años	α	239 Np	5 / 2−
					SF (3,7 × 10 −9 %)	(varios)
244 am	95	149	244.0642848 (22)	10,1 (1) horas	β -	244 cm	(6 -) #
244m am	86,1 (10) keV			26 (1) min	β - (99,96%)	244 cm	1+
					CE (0,0361%)	244 Pu
245 am	95	150	245.066452 (4)	2,05 (1) horas	β -	245 cm	(5/2) +
246 am	95	151	246.069775 (20)	39 (3) min	β -	246 cm	(7−)
246m 1 am	30 (10) keV			25.0 (2) min	β - (99,99%)	246 cm	2 (-)
					TI (.01%)	246 am
246m2 am	~ 2000 keV			73 (10) μs
247 am	95	152	247.07209 (11) #	23,0 (13) min	β -	247 cm	(5/2) #
Este encabezado y pie de página de la tabla: vista

1. ^m Am - Isómero nuclear excitado.
2. () - La incertidumbre (1 σ ) se da de forma concisa entre paréntesis después de los últimos dígitos correspondientes.
3. # - Masa atómica marcada con #: valor e incertidumbre derivados no de datos puramente experimentales, sino al menos en parte de las tendencias de la masa de superficie (TMS).
4. Modos de descomposición:

   CD:	Decaimiento del racimo
   CE:	Captura de electrones
   ESO:	Transición isomérica
   SF:	Fisión espontánea

5. () valor de giro: indica giro con argumentos de asignación débiles.
6. # - Los valores marcados con # no se derivan puramente de datos experimentales, sino al menos en parte de las tendencias de los nucleidos vecinos (TNN).
7. Isótopos más comunes

Actínidos frente a productos de fisión

Actínidos y productos de fisión por vida media v t mi
Actínidos [3] por cadena de desintegración				Rango de vida media ( a )	Productos de fisión de 235 U por rendimiento [4]
4 n	4 n +1	4 n +2	4 n +3
						4,5–7%	0,04-1,25%	<0,001%
228 Ra№				4 a 6 a	†		155 Euþ
244 cmƒ	241 Puƒ	250 Cf	227 Ac№	10-29 a		90 Sr	85 Kr	113m Cdþ
232 Uƒ		238 Puƒ	243 cmƒ	29–97 a		137 Cs	151 Smþ	121m Sn
248 Bk [5]	249 Cfƒ	242 m amƒ		141–351 a	Ningún producto de fisión tiene una vida media en el rango de 100 a-210 ka ...
	241 amƒ		251 Cfƒ [6]	430–900 a
		226 Ra№	247 Bk	1,3–1,6 ka
240 Pu	229 mil	246 cmƒ	243 amƒ	4,7 a 7,4 ka
	245 cmƒ	250 cm		8,3–8,5 ka
			239 Puƒ	24,1 ka
		230 mil№	231 Pa№	32–76 ka
236 Npƒ	233 Uƒ	234 U№		150-250 ka	‡	99 Tc₡	126 Sn
248 cm		242 Pu		327–375 ka			79 Se₡
				1,53 Ma		93 Zr
	237 Npƒ			2,1–6,5 Ma		135 Cs₡	107 Pd
236 U			247 cmƒ	15-24 Ma			129 I₡
244 Pu				80 Ma	... ni más allá de 15,7 Ma [7]
232 mil№		238 U№	235 Uƒ№	0,7-14,1 Ga
Leyenda de los símbolos en superíndice ₡ tiene una sección transversal de captura de neutrones térmicos en el rango de 8 a 50 graneros ƒ  isómero fisible m  metaestable № principalmente un material radiactivo de origen natural (NORM) þ  veneno de neutrones (sección transversal de captura de neutrones térmicos superior a 3k graneros) † rango 4-97 a: producto de fisión de vida media ‡ más de 200 ka: producto de fisión de vida larga

Isótopos notables

Americio-241

El americio-241 se utiliza en detectores de humo por ionización .

Artículo principal: Americio-241

El americio-241 es el isótopo de americio más frecuente en los desechos nucleares. ^[8] Es el isótopo utilizado en un detector de humo de americio basado en una cámara de ionización . Es un combustible potencial para generadores termoeléctricos de radioisótopos de larga duración .

Parámetro	Valor
Masa atomica	241.056829 u
Exceso de masa	52930 keV
Energía de desintegración beta	-767 keV
Girar	5 / 2−
Media vida	432,6 años
Fisiones espontáneas	1200 por kg s
Calor de descomposición	114 vatios / kg

Posibles nucleidos progenitores: 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 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 solo presenta un riesgo para la salud cuando se ingiere o inhala. Las muestras más antiguas de plutonio que contienen plutonio-241 contienen una acumulación de ²⁴¹ Am. Es posible que se requiera una eliminación química del americio del plutonio reelaborado (por ejemplo, durante el reelaborado de las fosas de plutonio ).

Americio-242m

Flujo de transmutación entre ²³⁸ Pu y ²⁴⁴ Cm en LWR. ^{[9] El}
porcentaje de fisión es 100 menos los porcentajes mostrados.
La tasa total de transmutación varía mucho según el nucleido.
²⁴⁵ cm a ²⁴⁸ cm son de larga duración con una desintegración insignificante.

^{Modos de} descomposición de ^{242 m} Am ( vida media : 141 años)

Probabilidad	Modo de decaimiento	Energía de descomposición	Producto de descomposición
99,54%	transición isomérica	0,05  MeV	242 am
0,46%	decaimiento alfa	5,64 MeV	238 Np
(1,5 ± 0,6) × 10 −10 [10]	fisión espontánea	~ 200 MeV	productos de fisión

El americio-242m tiene una masa de 242.0595492 g / mol. Es uno de los casos raros, como 180m Ta , 210m Bi y múltiples isómeros de holmio , donde un isómero nuclear de mayor energía es más estable que el de menor energía, Americio-242 . ^[11]

^242m Am es fisible (porque tiene un número impar de neutrones ) y tiene una masa crítica baja , comparable a la de 239 Pu . ^[12] Tiene una sección transversal muy alta para la fisión, y si está en un reactor nuclear se destruye con relativa rapidez. Se ha trabajado para investigar si este isótopo podría usarse para un nuevo tipo de cohete nuclear . ^{[13] [14]}

Modos de caída de ²⁴² am ( vida media : 16 horas)

Probabilidad	Modo de decaimiento	Energía de descomposición	Producto de descomposición
82,70%	desintegración beta	0,665 MeV	242 Cm
17,30%	captura de electrones	0,751 MeV	242 Pu

Americio-243

El americio-243 tiene una masa de 243,06138 g / mol y una vida media de 7.370 años, la más duradera de todos los isótopos de americio. Se forma en el ciclo del combustible nuclear por captura de neutrones en plutonio-242 seguida de desintegración beta . ^{[15] La} producción aumenta exponencialmente al aumentar la combustión, ya que se requieren un total de 5 capturas de neutrones en 238 U.

Se desintegra emitiendo una partícula alfa (con una energía de desintegración de 5,27 MeV) ^[15] para convertirse en ²³⁹ Np, que luego se desintegra rápidamente a 239 Pu , o con poca frecuencia, por fisión espontánea . ^[dieciséis]

En cuanto a los otros isótopos de americio, y más generalmente para todos los emisores alfa, el ²⁴³ Am es cancerígeno en caso de contaminación interna después de ser inhalado o ingerido. 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 para los otros dos isótopos de americio ( ²⁴¹ Am y ^242m Am) es menos del 10% del del americio-243. ^[8]

Ver también

Referencias

1. "Observación de nuevos isótopos deficientes en neutrones con Z ≥ 92 en reacciones de transferencia de multinucleones" http://inspirehep.net/record/1383747/files/scoap3-fulltext.pdf
2. Kaji, D .; Morimoto, K .; Haba, H .; Ideguchi, E .; Koura, H .; Morita, K. (2016). "Propiedades de descomposición de nuevos isótopos 234 Bk y 230 Am, y nucleidos pares-pares 234 Cm y 230 Pu" (PDF) . Revista de la Sociedad de Física de Japón . 84 (15002): 015002. doi : 10.7566 / JPSJ.85.015002 .
3. Más radio (elemento 88). Si bien en realidad es un subactínido, precede inmediatamente al actinio (89) y sigue una brecha 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 la brecha es radón-222 con una vida media de menos de cuatro días ). Por lo tanto, el isótopo de vida más larga del radio, a 1.600 años, merece la inclusión del elemento aquí.
4. Específicamente de la fisión de neutrones térmicos del uranio-235, por ejemplo, en un reactor nuclear típico.
5. 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]. Sin crecimiento de Cf ²⁴⁸ fue detectado, y un límite inferior para la β ^- vida media se puede ajustar en alrededor de 10 ⁴ [años] No alfa atribuible actividad para el nuevo isómero se ha detectado; la alfa vida media es probablemente mayor que 300 [año. ]. "
6. Este es el nucleido más pesado con una vida media de al menos cuatro años antes del " Mar de la inestabilidad ".
7. Excluyendo aquellosnucleidos" clásicamente estables " con vidas medias significativamente superiores a ²³² Th; por ejemplo, mientras que ^113m Cd tiene una vida media de sólo catorce años, la de ¹¹³ Cd es de casi ocho billones de años.
8. "Americium" Archivado el 29 de julio de 2012 en WebCite . Laboratorio Nacional Argonne, EVS. Consultado el 25 de diciembre de 2009.
9. Sasahara, Akihiro; Matsumura, Tetsuo; Nicolaou, Giorgos; Papaioannou, Dimitri (abril de 2004). "Evaluación de fuente de rayos gamma y neutrones de combustibles gastados LWR de alta combustión UO2 y MOX" . Revista de Ciencia y Tecnología Nuclear . 41 (4): 448–456. doi : 10.3327 / jnst.41.448 .
10. 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)
11. 95-Am-242 Archivado el 19 de julio de 2011 en la Wayback Machine.
12. "Cálculos de masa crítica para 241 am, 242m am y 243 am" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 22 de julio de 2011 . Consultado el 3 de febrero de 2011 .
13. "Combustible nuclear extremadamente eficiente podría llevar al hombre a Marte en sólo dos semanas" (Comunicado de prensa). Universidad Ben-Gurion del Negev. 28 de diciembre de 2000.
14. Ronen, Yigal; Shwageraus, E. (2000). "Elementos combustibles ultrafinos de 241mAm en reactores nucleares". Instrumentos y métodos nucleares en Física Investigación Una . 455 (2): 442–451. Código Bibliográfico : 2000NIMPA.455..442R . doi : 10.1016 / s0168-9002 (00) 00506-4 .
15. "Americium-243" Archivado el 25 de febrero de 2011 en la Wayback Machine . Laboratorio Nacional de Oak Ridge. Consultado el 25 de diciembre de 2009.
16. "Isótopos del elemento americio" . Educación científica del laboratorio de Jefferson. Consultado el 25 de diciembre de 2009.

Fuentes

• Masas de isótopos de:
  • Centro Nacional de Datos Nucleares . "Base de datos NuDat 2.x" . Laboratorio Nacional Brookhaven .
• Composiciones isotópicas y masas atómicas estándar de:
  • de Laeter, John Robert ; Böhlke, John Karl; De Bièvre, Paul; Hidaka, Hiroshi; Peiser, H. Steffen; Rosman, Kevin JR; Taylor, Philip DP (2003). "Pesos atómicos de los elementos. Revisión 2000 (Informe técnico de la IUPAC)" . Química pura y aplicada . 75 (6): 683–800. doi : 10.1351 / pac200375060683 .
  • Wieser, Michael E. (2006). "Pesos atómicos de los elementos 2005 (Informe técnico de la IUPAC)" . Química pura y aplicada . 78 (11): 2051-2066. doi : 10.1351 / pac200678112051 . Lay resumen .
• Datos de vida media, espín e isómeros seleccionados de las siguientes fuentes.
  • Centro Nacional de Datos Nucleares . "Base de datos NuDat 2.x" . Laboratorio Nacional Brookhaven .
  • OIEA - Sección de Datos Nucleares. Gráfico en vivo de nucleidos. Centro Internacional de Viena.
  • Holden, Norman E. (2004). "11. Tabla de los isótopos". En Lide, David R. (ed.). Manual CRC de Química y Física (85ª ed.). Boca Raton, Florida : CRC Press . ISBN 978-0-8493-0485-9.