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).
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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 -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) h | 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) # |
- ^ m Am - Isómero nuclear excitado.
- ^ () - La incertidumbre (1 σ ) se da de forma concisa entre paréntesis después de los últimos dígitos correspondientes.
- ^ # - 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).
- ^ Modos de descomposición:
CD: Decaimiento del racimo CE: Captura de electrones ESO: Transición isomérica SF: Fisión espontánea - ^ () valor de giro: indica giro con argumentos de asignación débiles.
- ^ a b # - Los valores marcados con # no se derivan puramente de datos experimentales, sino al menos en parte de las tendencias de los nucleidos vecinos (TNN).
- ^ a b Isótopos más comunes
Actínidos frente a productos de fisión
Actínidos y productos de fisión por vida media | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
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 | ||||
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 |
Isótopos notables
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
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]
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
- ^ a b "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
- ^ 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 .
- ^ 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.
- ^ Específicamente de la fisión de neutrones térmicos del U-235, por ejemplo, en un reactor nuclear típico.
- ^ 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. ]. " - ^ Este es el nucleido más pesado con una vida media de al menos cuatro años antes del " Mar de la inestabilidad ".
- ^ 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.
- ^ a b "Americium" Archivado el 29 de julio de 2012 en WebCite . Laboratorio Nacional Argonne, EVS. Consultado el 25 de diciembre de 2009.
- ^ 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 .
- ^ JT Caldwell; SC Fultz; CD Bowman; RW Hoff (marzo de 1967). "Vida media de fisión espontánea de Am 242 m ". Revisión física . 155 (4): 1309-1313. Código Bibliográfico : 1967PhRv..155.1309C . doi : 10.1103 / PhysRev.155.1309 .(vida media (9,5 ± 3,5) × 10 11 años)
- ^ 95-Am-242 Archivado el 19 de julio de 2011 en la Wayback Machine.
- ^ "Cálculos de masa crítica para 241 am, 242 m am y 243 am" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 22 de julio de 2011 . Consultado el 3 de febrero de 2011 .
- ^ "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.
- ^ 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 .
- ^ a b "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.
- ^ "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.