Америций

Химический элемент, символ Am и атомный номер 95.

Америций — синтетический химический элемент ; он имеет символ Am и атомный номер 95. Это радиоактивный и трансурановый член ряда актинидов в периодической таблице , расположенный под лантаноидным элементом европием и поэтому по аналогии был назван в честь Америки . ^{[4] [5] [6]}

Америций был впервые произведен в 1944 году группой Гленна Т. Сиборга из Беркли, Калифорния , в Металлургической лаборатории Чикагского университета в рамках Манхэттенского проекта . Хотя это третий элемент в трансурановом ряду, он был открыт четвертым после более тяжелого кюрия . Открытие держалось в секрете и было обнародовано только в ноябре 1945 года. Большая часть америция производится путем бомбардировки урана или плутония нейтронами в ядерных реакторах - одна тонна отработанного ядерного топлива содержит около 100 граммов америция. Он широко используется в коммерческих детекторах дыма с ионизационными камерами , а также в источниках нейтронов и промышленных датчиках. Для изотопа ^242m Am было предложено несколько необычных применений, таких как ядерные батареи или топливо для космических кораблей с ядерной тягой, но их реализации пока препятствует нехватка и высокая цена этого ядерного изомера .

Америций — относительно мягкий радиоактивный металл серебристого цвета. Его наиболее распространенные изотопы — ²⁴¹ Am и ²⁴³ Am. В химических соединениях америций обычно принимает степень окисления +3, особенно в растворах. Известны несколько других степеней окисления в диапазоне от +2 до +7, которые можно определить по характерным спектрам оптического поглощения . Кристаллические решетки твердого америция и его соединений содержат небольшие собственные радиогенные дефекты, обусловленные метамиктизацией , вызванной самооблучением альфа-частицами, которая накапливается со временем; это может привести к изменению некоторых свойств материала с течением времени, что более заметно в старых образцах.

История

60-дюймовый циклотрон в радиационной лаборатории Лоуренса Калифорнийского университета в Беркли , август 1939 года.

Хотя америций, вероятно, производился в предыдущих ядерных экспериментах, впервые он был намеренно синтезирован , выделен и идентифицирован поздней осенью 1944 года в Калифорнийском университете в Беркли Гленном Т. Сиборгом , Леоном О. Морганом, Ральфом А. Джеймсом и Альбертом. Гиорсо . Они использовали 60-дюймовый циклотрон в Калифорнийском университете в Беркли. ^[7] Элемент был химически идентифицирован в Металлургической лаборатории (ныне Аргоннская национальная лаборатория ) Чикагского университета . После более легких нептуния , плутония и более тяжелого кюрия америций стал четвертым открытым трансурановым элементом. В то время Сиборг реструктурировал периодическую таблицу до ее нынешнего вида, в котором ряд актинидов находился ниже ряда лантаноидов . Это привело к тому, что америций оказался расположен прямо под его близнецом-лантанидом европием; таким образом, по аналогии он был назван в честь Америки : «Название америций (в честь Америки) и символ Am предложены для этого элемента на основании его положения как шестого члена актинидного редкоземельного ряда, аналогичного европию. Эу, из ряда лантаноидов». ^{[8] [9] [10]}

Новый элемент был выделен из его оксидов в ходе сложного многостадийного процесса. Сначала раствор нитрата плутония -239 ( ²³⁹ PuNO ₃ ) наносили на платиновую фольгу площадью около 0,5 см ² , раствор выпаривали и остаток превращали в диоксид плутония (PuO ₂ ) путем прокаливания . После циклотронного облучения покрытие растворяли азотной кислотой , а затем осаждали в виде гидроксида концентрированным водным раствором аммиака . Остаток растворяли в хлорной кислоте . Дальнейшее разделение было проведено ионным обменом , в результате чего получился определенный изотоп кюрия. Разделение кюрия и америция было настолько кропотливым, что эти элементы первоначально были названы группой Беркли столпотворением ( от греческого « все демоны» или « ад ») и бредом (от латинского « безумие »). ^{[11] [12]}

Первоначальные эксперименты дали четыре изотопа америция: ²⁴¹ Am, ²⁴² Am, ²³⁹ Am и ²³⁸ Am. Америций-241 был получен непосредственно из плутония при поглощении двух нейтронов. Он распадается с испусканием α-частицы до ²³⁷ Np; период полураспада этого распада был впервые определен как510 ± 20 лет, но затем исправлено до 432,2 года. ^[13]

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

Времена полураспада

Второй изотоп ²⁴² Am был получен в результате нейтронной бомбардировки уже созданного ²⁴¹ Am. При быстром β-распаде ²⁴² Am превращается в изотоп кюрия ²⁴² Cm (открытый ранее). Период полураспада этого распада первоначально был определен как 17 часов, что было близко к принятому в настоящее время значению 16,02 часа. ^[13]

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

Открытие америция и кюрия в 1944 году было тесно связано с Манхэттенским проектом ; результаты были конфиденциальными и рассекречены только в 1945 году. Сиборг сообщил о синтезе элементов 95 и 96 в американской радиопередаче для детей Quiz Kids за пять дней до официальной презентации на собрании Американского химического общества 11 ноября 1945 года, когда один из слушатели спрашивали, был ли открыт во время войны какой-либо новый трансурановый элемент, кроме плутония и нептуния. ^[11] После открытия изотопов америция ²⁴¹ Am и ²⁴² Am их производство и соединения были запатентованы, в качестве изобретателя был указан только Сиборг. ^[14] Первоначальные образцы америция весили несколько микрограммов; они были едва заметны и идентифицировались по радиоактивности. Первые значительные количества металлического америция массой 40–200 микрограммов были получены только в 1951 году восстановлением фторида америция (III) металлическим барием в высоком вакууме при 1100 ° C. ^[15]

Вхождение

Америций был обнаружен в осадках ядерного испытания Айви Майк .

Самые долгоживущие и наиболее распространенные изотопы америция, ²⁴¹ Am и ²⁴³ Am, имеют период полураспада 432,2 и 7370 лет соответственно. Следовательно, любой первичный америций (америций, который присутствовал на Земле во время ее формирования) к настоящему времени должен был распасться. Следовые количества америция, вероятно, встречаются в природе в урановых минералах в результате захвата нейтронов и бета-распада ( ²³⁸ U → ²³⁹ Pu → ²⁴⁰ Pu → ²⁴¹ Am), хотя их количества могут быть крошечными, и это не подтверждено. ^{[16] [17] [18]} Внеземной долгоживущий ²⁴⁷ Cm, вероятно, также откладывается на Земле и имеет ²⁴³ Am в качестве одного из промежуточных продуктов распада, но опять же это не было подтверждено. ^[18]

Существующий америций сконцентрирован в районах, использовавшихся для атмосферных испытаний ядерного оружия , проводившихся в период с 1945 по 1980 год, а также в местах ядерных инцидентов, таких как Чернобыльская катастрофа . Например, анализ обломков на полигоне первой водородной бомбы США Айви Майк ( 1 ноября 1952 года, атолл Эниветак ) выявил высокие концентрации различных актинидов, включая америций; но из - за военной секретности этот результат не был опубликован позже, в ¹⁹⁵⁶ году . содержит следы америция-241. Повышенные уровни америция были также обнаружены на месте крушения американского бомбардировщика Boeing B-52 , несшего четыре водородные бомбы, в 1968 году в Гренландии . ^[20]

В других регионах средняя радиоактивность поверхностной почвы из-за остаточного америция составляет всего около 0,01  пикокюри на грамм (0,37  мБк /г). Атмосферные соединения америция плохо растворимы в обычных растворителях и в основном прилипают к частицам почвы. Анализ почвы показал, что концентрация америция внутри частиц песчаной почвы примерно в 1900 раз выше, чем в воде, присутствующей в порах почвы; еще более высокое соотношение отмечено в суглинистых почвах. ^[21]

Америций производится преимущественно искусственно в небольших количествах, в исследовательских целях. В тонне отработанного ядерного топлива содержится около 100 граммов различных изотопов америция, в основном ²⁴¹ Am и ²⁴³ Am. ^[22] Их длительная радиоактивность нежелательна для захоронения, поэтому америций вместе с другими долгоживущими актинидами необходимо нейтрализовать. Соответствующая процедура может включать несколько этапов, на которых америций сначала отделяется, а затем преобразуется нейтронной бомбардировкой в ​​специальных реакторах в короткоживущие нуклиды. Эта процедура хорошо известна как ядерная трансмутация , но для америция она все еще разрабатывается. ^{[23] [24]} Трансурановые элементы от америция до фермия естественным образом возникли в естественном ядерном реакторе деления в Окло , но больше не происходят. ^[25]

Америций также является одним из элементов, теоретически обнаруженных в Звезде Пшибыльского . ^[26]

Синтез и экстракция

Изотопный нуклеосинтез

Хроматографические кривые элюирования , показывающие сходство лантаноидов Tb, Gd и Eu с соответствующими актинидами Bk, Cm и Am.

Америций в небольших количествах производился в ядерных реакторах на протяжении десятилетий, и к настоящему времени накоплены килограммы его изотопов ²⁴¹ Am и ^{243 Am. [27]} Тем не менее, с тех пор, как он был впервые выставлен на продажу в 1962 году, его цена, составляющая около 1500 долларов США за грамм (43 000 долларов США за унцию) ²⁴¹ Am, остается практически неизменной из-за очень сложной процедуры разделения. ^[28] Более тяжелый изотоп ²⁴³ Am производится в гораздо меньших количествах; таким образом, его труднее разделить, что приводит к более высокой стоимости порядка 100 000–160 000 долларов США за грамм (2 800 000–4 500 000 долларов США за унцию). ^{[29] [30]}

Америций синтезируется не напрямую из урана – наиболее распространенного реакторного материала – а из изотопа плутония ²³⁹ Pu. Последний необходимо произвести в первую очередь в соответствии со следующим ядерным процессом:

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

Захват двух нейтронов ²³⁹ Pu (так называемая (n,γ)-реакция) с последующим β-распадом приводит к образованию ²⁴¹ Am:

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

Плутоний, присутствующий в отработавшем ядерном топливе, содержит около 12% ²⁴¹ Pu. Поскольку он бета-распадает до ²⁴¹ Am, ²⁴¹ Pu можно извлечь и использовать для получения дальнейшего ²⁴¹ Am. ^[28] Однако этот процесс происходит довольно медленно: половина исходного количества ²⁴¹ Pu распадается до ²⁴¹ Am примерно через 15 лет, а количество ²⁴¹ Am достигает максимума через 70 лет. ^[31]

Полученный ²⁴¹ Am может быть использован для получения более тяжелых изотопов америция путем дальнейшего захвата нейтронов внутри ядерного реактора. В легководном реакторе (LWR) 79% ²⁴¹ Am превращается в ²⁴² Am и 10% в его ядерный изомер ^242m Am: ^{[примечание 1] [32]}

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

Период полураспада америция-242 составляет всего 16 часов, что делает его дальнейшее преобразование в ²⁴³ Am крайне неэффективным. Вместо этого последний изотоп производится в процессе, в котором ²³⁹ Pu захватывает четыре нейтрона под высоким потоком нейтронов :

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

Генерация металла

Большинство методов синтеза дают смесь различных изотопов актинидов в оксидных формах, из которых можно выделить изотопы америция. В типичной процедуре отработанное реакторное топливо (например, МОКС-топливо ) растворяют в азотной кислоте , а основную часть урана и плутония удаляют с помощью экстракции типа ПУРЕКС ( тяга плутоний - UR- аниум EX ) с трибутилфосфатом в углеводороде . . Затем лантаноиды и оставшиеся актиниды отделяют от водного остатка ( рафината ) экстракцией на основе диамида , чтобы после отгонки получить смесь трехвалентных актинидов и лантаноидов. Затем соединения америция селективно экстрагируют с использованием методов многостадийной хроматографии и центрифугирования ^[33] с использованием подходящего реагента. Большой объем работ выполнен по экстракции америция растворителями. Например, в рамках финансируемого ЕС в 2003 году проекта под кодовым названием «ЕВРОПАРТ» изучались триазины и другие соединения в качестве потенциальных экстрагентов. ^{[34] [35] [36] [37] [38]} Бис - триазинилбипиридиновый комплекс был предложен в 2009 году, поскольку такой реагент обладает высокой селективностью к америцию (и кюрию). ^{[39] Отделение} америция от очень похожего кюрия может быть достигнуто путем обработки суспензии их гидроксидов в водном бикарбонате натрия озоном при повышенных температурах. И Am, и Cm в основном присутствуют в растворах в валентном состоянии +3; в то время как кюрий остается неизменным, америций окисляется до растворимых комплексов Am (IV), которые можно смыть. ^[40]

Металлический америций получают восстановлением из его соединений. Впервые для этой цели был использован фторид америция (III) . Реакцию проводили с использованием элементарного бария в качестве восстановителя в безводной и бескислородной среде внутри аппарата из тантала и вольфрама . ^{[15] [41] [42]}

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

Альтернативой является восстановление диоксида америция металлическим лантаном или торием : ^{[42] [43]}

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

Физические свойства

Двойная гексагональная плотная упаковка с последовательностью слоев ABAC в кристаллической структуре α-америция (A: зеленый, B: синий, C: красный)

В периодической таблице америций расположен справа от плутония, слева от кюрия и ниже лантаноида европия , с которым он имеет много общих физических и химических свойств. Америций — высокорадиоактивный элемент. Свежеприготовленный он имеет серебристо-белый металлический блеск, но затем медленно тускнеет на воздухе. При плотности 12 г/см ³ америций менее плотен, чем кюрий (13,52 г/см ³ ) и плутоний (19,8 г/см ³ ); но имеет более высокую плотность, чем европий (5,264 г/см ³ ), главным образом из-за его более высокой атомной массы. Америций относительно мягок, легко деформируется и имеет значительно меньший модуль объемного сжатия , чем предшествующие ему актиниды: Th, Pa, U, Np и Pu. ^[44] Его температура плавления 1173 °C значительно выше, чем у плутония (639 °C) и европия (826 °C), но ниже, чем у кюрия (1340 °C). ^{[43] [45]}

В условиях окружающей среды америций присутствует в своей наиболее стабильной α-форме, имеющей гексагональную кристаллическую симметрию , и пространственной группе P6 ₃ /mmc с параметрами ячейки a  = 346,8  пм и c  = 1124 пм и четырьмя атомами на элементарную ячейку . Кристалл состоит из двойной гексагональной плотной упаковки с последовательностью слоев ABAC и поэтому изотипен α-лантану и нескольким актиноидам, таким как α-кюрий. ^{[41] [45]} Кристаллическая структура америция меняется в зависимости от давления и температуры. При сжатии при комнатной температуре до 5 ГПа α-Ам переходит в β-модификацию, имеющую гранецентрированную кубическую ( ГЦК ) симметрию, пространственную группу Fm 3 m и постоянную решетки a  = 489 пм. Эта структура ГЦК эквивалентна плотнейшей упаковке с последовательностью ABC. ^{[41] [45]} При дальнейшем сжатии до 23 ГПа америций превращается в ромбическую структуру γ-Am, аналогичную структуре α-урана. Дальнейших переходов до 52 ГПа не наблюдается, за исключением появления моноклинной фазы при давлениях 10–15 ГПа. ^[44] В литературе нет единообразия относительно статуса этой фазы, где также иногда фазы α, β и γ обозначаются как I, II и III. Переход β-γ сопровождается уменьшением объема кристалла на 6%; хотя теория также предсказывает значительное изменение объема при переходе α-β, экспериментально оно не наблюдается. Давление α-β-перехода уменьшается с повышением температуры, и при нагревании α-америция при атмосферном давлении он при 770 °С переходит в ГЦК- фазу , отличную от β-Ам, а при 1075 °С превращается в объемноцентрированная кубическая структура . Таким образом, фазовая диаграмма давление-температура америция очень похожа на диаграмму состояния лантана, празеодима и неодима . ^[46]

Как и для многих других актинидов, америцию присуще самоповреждение кристаллической структуры из-за облучения альфа-частицами. Особенно это заметно при низких температурах, когда подвижность образующихся дефектов структуры сравнительно невелика, по уширению рентгеновских дифракционных пиков. Этот эффект делает несколько неопределенными температуру америция и некоторые его свойства, такие как удельное электросопротивление . ^[47] Так, для америция-241 удельное сопротивление при 4,2 К увеличивается со временем примерно с 2 мкОм·см до 10 мкОм·см через 40 часов и достигает насыщения примерно при 16 мкОм·см через 140 часов. Этот эффект менее выражен при комнатной температуре из-за аннигиляции радиационных дефектов; также нагревание до комнатной температуры образца, выдержанного в течение нескольких часов при низких температурах, восстанавливает его удельное сопротивление. В свежих образцах удельное сопротивление постепенно увеличивается с температурой примерно от 2 мкОм·см при жидком гелии до 69 мкОм·см при комнатной температуре; это поведение похоже на поведение нептуния, урана, тория и протактиния , но отличается от плутония и кюрия, которые демонстрируют быстрое повышение температуры до 60 К с последующим насыщением. Значение комнатной температуры для америция ниже, чем для нептуния, плутония и кюрия, но выше, чем для урана, тория и протактиния. ^[1]

Америций парамагнитен в широком диапазоне температур, от температуры жидкого гелия до комнатной температуры и выше. Такое поведение заметно отличается от поведения соседнего кюрия, который демонстрирует антиферромагнитный переход при 52 К. ^[48] Коэффициент теплового расширения америция слабо анизотропен и составляет(7,5 ± 0,2) × 10 ⁻⁶  /°C вдоль более короткой оси a и(6,2 ± 0,4) × 10 ^-6  /°C для более длинной гексагональной оси c . ^[45] Энтальпия растворения металлического америция в соляной кислоте при стандартных условиях равна-620,6 ± 1,3 кДж/моль , от чего стандартное изменение энтальпии образования (Δf _H ° ) водного иона Am ³⁺ составляет−621,2 ± 2,0 кДж/моль . Стандартный потенциал Am ³⁺ /Am ⁰ равен−2,08 ± 0,01 В. ^[49]

Химические свойства

Металлический америций легко реагирует с кислородом и растворяется в водных кислотах . Наиболее стабильная степень окисления америция +3. ^[50] Химия америция (III) имеет много общего с химией соединений лантаноидов (III). Например, трехвалентный америций образует нерастворимые соли фторида , оксалата , йодата , гидроксида , фосфата и других. ^[50] Изучены также соединения америция в степенях окисления 2, 4, 5, 6 и 7. Это самый широкий диапазон, который наблюдался для актинидных элементов. Цвет соединений америция в водном растворе следующий: Am ³⁺ (желто-красноватый), Am ⁴⁺ (желто-красноватый), Am ^V O.+2; (желтый), Am ^VI O2+2(коричневый) и Am ^VII O5-6(темно-зеленый). ^{[51] [52]} Спектры поглощения имеют резкие пики из-за f - f- переходов в видимой и ближней инфракрасной областях. Обычно Am(III) имеет максимумы поглощения прибл. 504 и 811 нм, Am(V) при ок. 514 и 715 нм и Am(VI) прибл. 666 и 992 нм. ^{[53] [54] [55] [56]}

Соединения америция со степенью окисления +4 и выше являются сильными окислителями, сравнимыми по силе с перманганат- ионом ( MnO−4) в кислых растворах. ^[57] В то время как ионы Am ⁴⁺ нестабильны в растворах и легко превращаются в Am ³⁺ , такие соединения, как диоксид америция (AmO ₂ ) и фторид америция (IV) (AmF ₄ ), стабильны в твердом состоянии.

Пятивалентная степень окисления америция была впервые обнаружена в 1951 году. ^[58] В кислом водном растворе AmO+2Ион неустойчив по отношению к диспропорционированию . ^{[59] [60] [61]} Реакция

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

является типичным. Химия Am(V) и Am(VI) сравнима с химией урана в этих степенях окисления. В частности, такие соединения, как Li ₃ AmO ₄ и Li ₆ AmO ₆ , сравнимы с уранатами и ионом AmO.2+2сравним с ионом уранила UO2+2. Такие соединения можно получить окислением Am(III) в разбавленной азотной кислоте персульфатом аммония . ^[62] Другие окислители, которые использовались, включают оксид серебра (I) , ^[56] озон и персульфат натрия . ^[55]

Химические соединения

Кислородные соединения

Известны три оксида америция со степенями окисления +2 (AmO), +3 (Am ₂ O ₃ ) и +4 (AmO ₂ ). Оксид америция(II) был получен в небольших количествах и подробно не охарактеризован. ^[63] Оксид америция(III) представляет собой красно-коричневое твердое вещество с температурой плавления 2205 °C. ^[64] Оксид америция(IV) является основной формой твердого америция, которая используется практически во всех его применениях. Как и большинство других диоксидов актинидов, это черное твердое вещество с кубической ( флюоритовой ) кристаллической структурой. ^[65]

Оксалат америция(III), высушенный в вакууме при комнатной температуре, имеет химическую формулу Am ₂ (C ₂ O ₄ ) ₃ ·7H ₂ O. При нагревании в вакууме он теряет воду при 240 °С и начинает разлагаться на AmO _{2 .} при 300 °C разложение завершается примерно при 470 °C. ^[50] Исходный оксалат растворяется в азотной кислоте с максимальной растворимостью 0,25 г/л. ^[66]

Галогениды

Галогениды америция известны со степенями окисления +2, +3 и +4 ^[67] , где +3 наиболее устойчив, особенно в растворах. ^[68]

Восстановлением соединений Am(III) амальгамой натрия образуются соли Am(II) – черные галогениды AmCl ₂ , AmBr ₂ и AmI ₂ . Они очень чувствительны к кислороду и окисляются в воде, выделяя водород и снова переходя в состояние Am(III). Конкретные постоянные решетки:

• Орторомбический AmCl ₂ : а =896,3 ± 0,8 пм , б =757,3 ± 0,8 пм и с =453,2 ± 0,6 вечера
• Тетрагональный AmBr ₂ : а =1159,2 ± 0,4 пм и c = _712,1 ± 0,3 вечера . ^[69] Их также можно получить путем взаимодействия металлического америция с соответствующим галогенидом ртути HgX ₂ , где X = Cl, Br или I: ^[70]

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

Фторид америция(III) (AmF ₃ ) плохо растворим и выпадает в осадок при взаимодействии Am ³⁺ и фторид-ионов в слабокислых растворах:

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

Четырехвалентный фторид америция(IV) (AmF ₄ ) получают реакцией твердого фторида америция(III) с молекулярным фтором : ^{[71] [72]}

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

Другой известной формой твердого фторида четырехвалентного америция является KAmF ₅ . ^{[71] [73]} Четырехвалентный америций также наблюдался в водной фазе. Для этого черный Am(OH) ₄ растворяли в 15- М NH ₄ F с концентрацией америция 0,01 М. Полученный раствор красноватого цвета имел характерный спектр оптического поглощения, аналогичный спектру AmF ₄ , но отличающийся от других окислителей. штаты америция. Нагревание раствора Am(IV) до 90 °С не привело к его диспропорционированию или восстановлению, однако наблюдалось медленное восстановление до Am(III), что было связано с самооблучением америция альфа-частицами. ^[54]

Большинство галогенидов америция (III) образуют гексагональные кристаллы с небольшими вариациями цвета и точной структурой между галогенами. Так, хлорид (AmCl ₃ ) красноватого цвета, имеет структуру, изотипную хлориду урана(III) (пр. гр. P6 ₃ /м), и температуру плавления 715 °С. ^[67] Фторид изотипичен LaF ₃ (пр. группа P6 ₃ /mmc), а йодид BiI ₃ (пр. группа R 3 ). Исключением является бромид со структурой ромбического типа PuBr ₃ и пространственной группой Cmcm. ^[68] Кристаллы гексагидрата америция (AmCl ₃ ·6H ₂ O) можно получить растворением диоксида америция в соляной кислоте и выпариванием жидкости. Эти кристаллы гигроскопичны, имеют желто-красноватый цвет и моноклинную кристаллическую структуру. ^[74]

Оксигалогениды америция в форме Am ^VI O ₂ X ₂ , Am ^V O ₂ X, Am ^IV OX ₂ и Am ^III OX можно получить реакцией соответствующего галогенида америция с кислородом или Sb ₂ O ₃ , а также можно получить AmOCl. гидролизом в паровой фазе : ^[70]

AmCl ₃ + H ₂ O -> AmOCl + 2HCl

Халькогениды и пниктиды

К известным халькогенидам америция относятся сульфид AmS ₂ , ^[75] селениды AmSe ₂ и Am ₃ Se ₄ , ^{[75] [76]} и теллуриды Am ₂ Te ₃ и AmTe ₂ . ^[77] Пниктиды америция ( ²⁴³ Am) типа AmX известны по элементам фосфору , мышьяку , ^[78] сурьме и висмуту . Они кристаллизуются в решетке каменной соли . ^[76]

Силициды и бориды

Моносилицид америция (AmSi) и «дисилицид» (номинально AmSi _x с: 1,87 < x < 2,0) были получены восстановлением фторида америция (III) элементарным кремнием в вакууме при 1050 °С (AmSi) и 1150–1200 °С ( АмСи _х ). AmSi — черное твердое вещество, изоморфное LaSi, имеет орторомбическую кристаллическую симметрию. AmSi _x имеет яркий серебристый блеск и тетрагональную кристаллическую решетку (пространственная группа I 4 ₁ /amd), изоморфен PuSi ₂ и ThSi ₂ . ^[79] Бориды америция включают AmB ₄ и AmB ₆ . Тетраборид можно получить нагреванием оксида или галогенида америция с диборидом магния в вакууме или инертной атмосфере. ^{[80] [81]}

Америкоорганические соединения

Прогнозируемая структура амероцена [(η ⁸ -C ₈ H ₈ ) ₂ Am]

Аналогично ураноцену , америций образует металлоорганическое соединение амероцен с двумя циклооктатетраеновыми лигандами, с химической формулой (η ⁸ -C ₈ H ₈ ) ₂ Am. ^[82] Также известен циклопентадиенильный комплекс, который, вероятно, стехиометрически представляет собой AmCp ₃ . ^{[83] [84]}

Образование комплексов типа Am(nC ₃ H ₇ -BTP) ₃ , где BTP – 2,6-ди(1,2,4-триазин-3-ил)пиридин, в растворах, содержащих nC ₃ H ₇ - Ионы BTP и Am ³⁺ подтверждены EXAFS . Некоторые из этих комплексов типа BTP избирательно взаимодействуют с америцием и поэтому полезны для его селективного отделения от лантаноидов и других актинидов. ^[85]

Биологические аспекты

Америций является искусственным элементом недавнего происхождения и, следовательно, не имеет биологической потребности . ^{[86] [87]} Это вредно для жизни . Было предложено использовать бактерии для удаления америция и других тяжелых металлов из рек и ручьев. Так, Enterobacteriaceae рода Citrobacter осаждают ионы америция из водных растворов, связывая их в металлофосфатный комплекс на клеточных стенках. ^[88] Сообщалось о нескольких исследованиях биосорбции и биоаккумуляции америция бактериями ^{[89] [90]} и грибами. ^[91]

Деление

Изотоп ^242m Am (период полураспада 141 год) имеет самые большие сечения поглощения тепловых нейтронов (5700 барнов ), ^[92] что приводит к небольшой критической массе для устойчивой цепной ядерной реакции . Критическая масса голой ^{242-метровой} сферы Am составляет около 9–14 кг (неопределенность связана с недостаточным знанием свойств ее материала). Его можно снизить до 3–5 кг с помощью металлического отражателя, а с водным отражателем он должен стать еще меньше. ^[93] Такая малая критическая масса благоприятствует созданию переносного ядерного оружия , но оружие на базе ^242m Am пока неизвестно, вероятно, из-за его дефицита и высокой цены. Критические массы двух легкодоступных изотопов, ²⁴¹ Am и ²⁴³ Am, относительно высоки – от 57,6 до 75,6 кг для ²⁴¹ Am и 209 кг для ²⁴³ Am. ^[94] Дефицит и высокая цена все же препятствуют применению америция в качестве ядерного топлива в ядерных реакторах . ^[95]

Имеются предложения по созданию очень компактных реакторов с высоким потоком мощностью 10 кВт, использующих всего 20 граммов ^242m Am. Такие реакторы малой мощности можно было бы относительно безопасно использовать в качестве источников нейтронов для лучевой терапии в больницах. ^[96]

изотопы

Известно около 19 изотопов и 11 ядерных изомеров америция, включая массовые числа с 223, 229, 230 и с 232 по 247. ^[3] Есть два долгоживущих альфа-излучателя; ²⁴³ Am имеет период полураспада 7370 лет и является наиболее стабильным изотопом, а ²⁴¹ Am имеет период полураспада 432,2 года. Наиболее стабильный ядерный изомер — ^242m1 Am; он имеет длительный период полураспада - 141 год. Период полураспада других изотопов и изомеров колеблется от 0,64 микросекунды для ^245m1 Am до 50,8 часов для ²⁴⁰ Am. Как и большинство других актинидов, изотопы америция с нечетным числом нейтронов имеют относительно высокую скорость ядерного деления и низкую критическую массу. ^[13]

Америций-241 распадается до ²³⁷ Np, испуская альфа-частицы пяти разных энергий, в основном при 5,486 МэВ (85,2%) и 5,443 МэВ (12,8%). Поскольку многие из полученных состояний являются метастабильными, они также излучают гамма-лучи с дискретной энергией от 26,3 до 158,5 кэВ. ^[97]

Америций-242 — короткоживущий изотоп с периодом полураспада 16,02 часа. ^[13] В основном (82,7%) он преобразуется в результате β-распада в ²⁴² Cm, но также и в результате электронного захвата в ²⁴² Pu (17,3%). И ²⁴² Cm, и ²⁴² Pu преобразуются почти по одной и той же цепочке распада через ²³⁸ Pu до ²³⁴ U.

Почти весь (99,541%) ^242m1 Am распадается путем внутренней конверсии до ²⁴² Am, а остальные 0,459% - путем α-распада до ²³⁸ Np. Последний впоследствии распадается до ²³⁸ Pu, а затем до ²³⁴ U. ^[13]

Америций-243 превращается в результате α-эмиссии в ²³⁹ Np, который в результате β-распада превращается в ²³⁹ Pu, а ²³⁹ Pu превращается в ²³⁵ U в результате испускания α-частицы.

Приложения

Детектор дыма ионизационного типа

Америций используется в наиболее распространенных типах бытовых детекторов дыма , в которых в качестве источника ионизирующего излучения используется ²⁴¹ Am в форме диоксида америция . ^[98] Этот изотоп предпочтительнее ²²⁶ Ra , поскольку он испускает в 5 раз больше альфа-частиц и относительно мало вредного гамма-излучения.

Количество америция в типичном новом детекторе дыма составляет 1  микрокюри (37  кБк ) или 0,29 микрограмма . Это количество медленно снижается по мере распада америция на нептуний -237, другой трансурановый элемент с гораздо более длительным периодом полураспада (около 2,14 миллиона лет). При периоде полураспада 432,2 года америций в детекторе дыма включает около 3% нептуния через 19 лет и около 5% через 32 года. Излучение проходит через ионизационную камеру , заполненное воздухом пространство между двумя электродами , и обеспечивает небольшой постоянный ток между электродами. Любой дым, попадающий в камеру, поглощает альфа-частицы, что снижает ионизацию и влияет на этот ток, вызывая срабатывание сигнализации. По сравнению с альтернативным оптическим детектором дыма ионизационный детектор дыма дешевле и может обнаруживать частицы, которые слишком малы, чтобы вызвать значительное рассеяние света; однако он более склонен к ложным срабатываниям . ^{[99] [100] [101] [102]}

Радионуклид

Поскольку период полураспада ^{241 Am примерно такой же, как и у 238} Pu (432,2 года против 87 лет), он был предложен в качестве активного элемента радиоизотопных термоэлектрических генераторов , например, в космических кораблях. ^[103] Хотя америций производит меньше тепла и электроэнергии – выходная мощность составляет 114,7 мВт/г для ²⁴¹ Am и 6,31 мВт/г для ²⁴³ Am ^[1] (ср. 390 мВт/г для ²³⁸ Pu) ^[103] – и его радиация представляет большую угрозу для людей из-за нейтронного излучения, Европейское космическое агентство рассматривает возможность использования америция для своих космических зондов. ^[104]

Еще одно предлагаемое применение америция в космосе — это топливо для космических кораблей с ядерной силовой установкой. Он основан на очень высокой скорости ядерного деления ^242m Am, которую можно поддерживать даже в фольге толщиной в микрометр. Небольшая толщина позволяет избежать проблемы самопоглощения испускаемого излучения. Эта проблема актуальна для урановых или плутониевых стержней, в которых только поверхностные слои содержат альфа-частицы. ^{[105] [106]} Продукты деления ^242m Am могут либо непосредственно приводить в движение космический корабль, либо нагревать движущийся газ. Они также могут передавать свою энергию жидкости и генерировать электричество с помощью магнитогидродинамического генератора . ^[107]

Еще одно предложение, использующее высокую скорость ядерного деления ^242m Am, — это ядерная батарея. Его конструкция опирается не на энергию испускаемых америцием альфа-частиц, а на их заряд, то есть америций действует как самоподдерживающийся «катод». Один заряд такой батареи массой 3,2 кг ^{(242 м} Ампер) может обеспечить мощность около 140 кВт в течение 80 дней. ^[108] Несмотря на все потенциальные преимущества, нынешнее применение ^242m Am пока сдерживается нехваткой и высокой ценой этого конкретного ядерного изомера . ^[107]

В 2019 году исследователи из Национальной ядерной лаборатории Великобритании и Университета Лестера продемонстрировали использование тепла, выделяемого америием, для освещения небольшой лампочки. Эта технология может привести к созданию систем для обеспечения полетов продолжительностью до 400 лет в межзвездное пространство , где солнечные панели не работают. ^{[109] [110]}

Источник нейтронов

Оксид ²⁴¹ Am, спрессованный с бериллием , является эффективным источником нейтронов . Здесь америций выступает в качестве источника альфа-излучения, а бериллий производит нейтроны благодаря своему большому сечению ядерной реакции (α,n):

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

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

Наиболее широкое применение источников нейтронов ²⁴¹ AmBe — это нейтронный зонд — устройство, используемое для измерения количества воды, присутствующей в почве, а также влажности/плотности для контроля качества при строительстве автомагистралей. Источники нейтронов ²⁴¹ Am также используются при каротаже скважин, а также в нейтронной радиографии , томографии и других радиохимических исследованиях. ^[111]

Производство других элементов

Америций является исходным материалом для производства других трансурановых элементов и трансактинидов — например, 82,7% ²⁴² Am распадается до ²⁴² Cm и 17,3% до ²⁴² Pu. В ядерном реакторе ²⁴² Am также преобразуется путем захвата нейтронов в ²⁴³ Am и ²⁴⁴ Am, который при β-распаде превращается в ²⁴⁴ Cm:

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

Облучение ²⁴¹ Am ионами ¹² C или ²² Ne дает изотопы ²⁴⁷ Es ( эйнштейний ) или ²⁶⁰ Db ( дубний ) соответственно. ^[111] Более того, элемент берклий ( изотоп ²⁴³ Bk) был впервые намеренно получен и идентифицирован путем бомбардировки ²⁴¹ Am альфа-частицами в 1949 году той же группой из Беркли с использованием того же 60-дюймового циклотрона. Точно так же нобелий был получен в Объединенном институте ядерных исследований в Дубне , Россия, в 1965 году в нескольких реакциях, одна из которых включала облучение ²⁴³ Am ионами ¹⁵ N. Кроме того, одна из реакций синтеза лоуренция , открытая учеными в Беркли и Дубне, включала бомбардировку ²⁴³ Am ¹⁸ O. ^[10]

Спектрометр

Америций-241 использовался в качестве портативного источника гамма-лучей и альфа-частиц для ряда медицинских и промышленных целей. Гамма-излучение ²⁴¹ Am с энергией 59,5409 кэВ в таких источниках может быть использовано для косвенного анализа материалов в радиографии и рентгенофлуоресцентной спектроскопии, а также для контроля качества стационарных ядерных плотномеров и ядерных плотномеров . Например, этот элемент использовался для измерения толщины стекла при создании плоского стекла. ^[27] Америций-241 также пригоден для калибровки спектрометров гамма-излучения в низкоэнергетическом диапазоне, поскольку его спектр состоит почти из одного пика и незначительного комптоновского континуума (интенсивность как минимум на три порядка ниже). ^[112] Гамма-лучи америция-241 также использовались для пассивной диагностики функции щитовидной железы. Однако это медицинское применение устарело.

Проблемы со здоровьем

Как высокорадиоактивный элемент, америций и его соединения должны обрабатываться только в соответствующей лаборатории по специальным правилам. Хотя большинство изотопов америция испускают преимущественно альфа-частицы, которые могут блокироваться тонкими слоями обычных материалов, многие из дочерних продуктов испускают гамма-лучи и нейтроны, которые имеют большую глубину проникновения. ^[113]

При употреблении большая часть америция выводится из организма в течение нескольких дней, при этом только 0,05% всасывается в кровь, из которых примерно 45% поступает в печень и 45% в кости, а оставшиеся 10% выводятся из организма. Поступление в печень зависит от человека и увеличивается с возрастом. В костях америций сначала откладывается на кортикальных и трабекулярных поверхностях и со временем медленно перераспределяется по кости. Биологический период полураспада ²⁴¹ Ам составляет 50 лет в костях и 20 лет в печени, тогда как в половых железах (яичках и яичниках) он сохраняется постоянно; во всех этих органах америций способствует образованию раковых клеток в результате своей радиоактивности. ^{[21] [114] [115]}

Америций часто попадает на свалки из выброшенных детекторов дыма . В большинстве юрисдикций правила, связанные с утилизацией детекторов дыма, смягчены. В 1994 году 17-летний Дэвид Хан извлек америций примерно из 100 детекторов дыма, пытаясь построить ядерный реактор-размножитель. ^{[116] [117] [118] [119]} Было несколько случаев воздействия америция, худшим из которых был случай с техническим специалистом по химическим операциям Гарольдом МакКласки , который в возрасте 64 лет подвергался воздействию, в 500 раз превышающему профессиональную норму для человека. америций-241 в результате взрыва в его лаборатории. Маккласки умер в возрасте 75 лет от ранее существовавшего заболевания, не связанного с этим заболеванием. ^{[120] [121]}

Смотрите также

• Актиниды в окружающей среде
• Категория:Соединения америция

Примечания

1. «Метастабильное» состояние обозначается буквой м.

Рекомендации

1. Мюллер, В.; Шенкель, Р.; Шмидт, HE; Спирлет, Дж. К.; МакЭлрой, Д.Л.; Холл, РОА; Мортимер, MJ (1978). «Электрическое сопротивление и удельная теплоемкость металлического америция». Журнал физики низких температур . 30 (5–6): 561. Бибкод : 1978JLTP...30..561M. дои : 10.1007/BF00116197.
2. Уэст, Роберт (1984). CRC, Справочник по химии и физике . Бока-Ратон, Флорида: Издательство компании Chemical Rubber Company. стр. E110. ISBN 0-8493-0464-4.
3. Кондев, ФГ; Ван, М.; Хуанг, WJ; Наими, С.; Ауди, Г. (2021). «Оценка ядерных свойств NUBASE2020» (PDF) . Китайская физика C . 45 (3): 030001. doi :10.1088/1674-1137/abddae.
4. Сиборг, Гленн Т. (1946). «Трансурановые элементы». Наука . 104 (2704): 379–386. Бибкод : 1946Sci...104..379S. дои : 10.1126/science.104.2704.379. JSTOR  1675046. PMID  17842184.
5. Костецка, Кейт (2008). «Америций - от открытия до детектора дыма и не только» (PDF) . Бык. Хист. Хим . 33 (2): 89–93. Архивировано (PDF) из оригинала 9 октября 2022 года.
6. "C&En: Это элементарно: Периодическая таблица - Америций" .
7. Некролог доктора Леона Оуэна (Тома) Моргана (1919–2002), дата обращения 28 ноября 2010 г.
8. Сиборг, GT; Джеймс, Р.А. и Морган, Луизиана: «Новый элемент америций (атомный номер 95)», THIN PPR (Национальная серия по ядерной энергии, Отчет о плутониевом проекте) , Том 14 B. Трансурановые элементы: исследовательские работы , статья № 22.1, McGraw- Hill Book Co., Inc., Нью-Йорк, 1949. Аннотация; Полный текст (январь 1948 г.), дата обращения 28 ноября 2010 г.
9. Стрит, К.; Гиорсо, А.; Сиборг, Г. (1950). «Изотопы америция». Физический обзор . 79 (3): 530. Бибкод : 1950PhRv...79..530S. doi : 10.1103/PhysRev.79.530.
10. Гринвуд, с. 1252
11. Пеплинг, Рэйчел Шеремета (2003). «Новости химии и техники: это элементарно: периодическая таблица — америций» . Проверено 7 июля 2010 г.
12. Роберт Э. Кребс (2006). История и использование химических элементов нашей Земли: Справочное руководство (второе изд.). Издательская группа Гринвуд. п. 322. ИСБН 978-0-313-33438-2.
13. Audi, Жорж; Берсильон, Оливье; Блашо, Жан; Вапстра, Аалдерт Хендрик (1997). «Оценка NUBASE свойств ядра и распада» (PDF) . Ядерная физика А . 624 (1): 1–124. Бибкод : 1997NuPhA.624....1A. дои : 10.1016/S0375-9474(97)00482-X. Архивировано из оригинала (PDF) 23 сентября 2008 года.
14. Сиборг, Гленн Т. Патент США 3,156,523 «Элемент», дата подачи: 23 августа 1946 г., дата выдачи: 10 ноября 1964 г.
15. Веструм, Эдгар Ф.; Айринг, Лерой (1951). «Получение и некоторые свойства металлического америция». Журнал Американского химического общества . 73 (7): 3396. doi :10.1021/ja01151a116. hdl : 2027/mdp.39015086480962 .
16. Земля, Рэйчел Росс, 23 мая 2017 г., T02:31:00Z Planet (23 мая 2017 г.). «Факты об америции». www.livscience.com . Проверено 10 августа 2019 г.{{cite web}}: CS1 maint: numeric names: authors list (link)
17. «Америций - Информация об элементе, свойства и использование | Периодическая таблица» . www.rsc.org . Проверено 10 августа 2019 г.
18. Торнтон, Бретт Ф.; Бердетт, Шон К. (2019). «Нейтронная звездная пыль и элементы Земли». Природная химия . 11 (1): 4–10. Бибкод :2019НатЧ..11....4Т. дои : 10.1038/s41557-018-0190-9. PMID  30552435. S2CID  54632815 . Проверено 19 февраля 2022 г.
19. Филдс, PR; Студиер, МХ; Даймонд, Х.; и другие. (1956). «Трансплутониевые элементы в обломках термоядерных испытаний». Физический обзор . 102 (1): 180–182. Бибкод : 1956PhRv..102..180F. дои : 10.1103/PhysRev.102.180.
20. Эрикссон, Матс (апрель 2002 г.). Об оружейном плутонии в арктической среде (PDF) . Национальная лаборатория Рисё, Роскилле, Дания: Университет Лунда . п. 28. Архивировано из оригинала (PDF) 18 декабря 2008 года . Проверено 15 ноября 2008 г.
21. Информационный бюллетень о здоровье человека по америцию. Архивировано 16 июля 2011 г. в Wayback Machine , Национальная лаборатория Лос-Аламоса, дата обращения 28 ноября 2010 г.
22. Хоффманн, Клаус Канн, человек Gold machen? Гаунер, Гауклер и Гелерте. Aus der Geschichte der chemischen Elemente (Можете ли вы сделать золото? Мошенники, клоуны и ученые. Из истории химических элементов), Urania-Verlag, Лейпциг, Йена, Берлин, 1979, без ISBN, стр. 233
23. Бэтсле, Л. Применение разделения/трансмутации радиоактивных материалов при обращении с радиоактивными отходами. Архивировано 26 апреля 2005 г. в Wayback Machine , Центр ядерных исследований Бельгии Sck/Cen, Мол, Бельгия, сентябрь 2001 г., дата обращения 28 ноября 2010 г.
24. Фиони, Габриэле; Крибье, Мишель и Мари, Фредерик. Может ли второстепенный актинид америций-241 трансмутироваться тепловыми нейтронами? Архивировано 11 ноября 2007 г. в Wayback Machine , Департамент астрофизики, CEA/Сакле, дата обращения 28 ноября 2010 г.
25. Эмсли, Джон (2011). Строительные блоки природы: Путеводитель по элементам от Аризоны (новое издание). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. ISBN 978-0-19-960563-7.
26. Гопка, В.Ф.; Ющенко А.В.; Ющенко В.А.; Панов, ИВ; Ким, Ч. (15 мая 2008 г.). «Идентификация линий поглощения актинидов с коротким периодом полураспада в спектре звезды Пшибыльского (HD 101065)». Кинематика и физика небесных тел . 24 (2): 89–98. Бибкод : 2008KPCB...24...89G. дои : 10.3103/S0884591308020049. S2CID  120526363.
27. Гринвуд, с. 1262
28. Детекторы дыма и америций. Архивировано 12 ноября 2010 г. в Wayback Machine , Всемирная ядерная ассоциация, январь 2009 г., дата обращения 28 ноября 2010 г.
29. Хаммонд CR «Элементы» в Lide, DR, изд. (2005). Справочник CRC по химии и физике (86-е изд.). Бока-Ратон (Флорида): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5.
30. Эмелеус, HJ; Шарп, АГ (1987). Достижения неорганической химии. Академическая пресса. п. 2. ISBN 978-0-08-057880-4.
31. Южная антиплутониевая кампания BREDL, Лига защиты окружающей среды Блу-Ридж, дата обращения 28 ноября 2010 г.
32. Сасахара, А.; и другие. (2004). «Оценка источников нейтронов и гамма-излучения отработавшего UO2 и МОКС-топлива LWR с высоким выгоранием». Журнал ядерной науки и технологий . 41 (4): 448–456. дои : 10.3327/jnst.41.448 .Article/200410/000020041004A0333355.php Аннотация. Архивировано 24 ноября 2010 г. в Wayback Machine.
33. Пеннеман, стр. 34–48.
34. Хадсон, MJ; и другие. (2003). «Координационная химия 1,2,4-триазинилбипиридинов с элементами лантанида (III) – значение для разделения америция (III)». Далтон Транс. (9): 1675–1685. дои : 10.1039/b301178j.
35. Гейст, А.; и другие. (11–13 декабря 2000 г.). «Разделение актинида (III)/лантанида (III) с использованием n-Pr-BTP в качестве экстрагента: кинетика экстракции и тест на экстракцию в модуле полого волокна» (PDF) . 6-е совещание по обмену информацией по разделению и трансмутации актинидов и продуктов деления . Агентство по ядерной энергии ОЭСР . Архивировано из оригинала (PDF) 24 сентября 2015 года . Проверено 26 мая 2014 г.
36. Хилл, К.; Гийонэ, Д.; Эрес, X.; Бубалс Н. и Рамейн Л. (24–26 октября 2000 г.). «Исследования разработки процессов Sanex-BTP» (PDF) . Аталанте 2000: Научные исследования задней части топливного цикла в 21 веке . Комиссариат по атомной энергии. Архивировано из оригинала (PDF) 15 ноября 2012 года.
37. Гейст, А.; и другие. (14–16 октября 2002 г.). «Эффективное разделение актинидов (III) и лантаноидов (III) в миниатюрных модулях из полых волокон» (PDF) . 7-е совещание по обмену информацией по разделению и трансмутации актинидов и продуктов деления . Агентство по ядерной энергии ОЭСР. Архивировано из оригинала (PDF) 29 сентября 2009 года . Проверено 17 марта 2007 г.
38. Энсор, Д.Д. «Исследования разделения f-элементов» (PDF) . Технический университет Теннесси . Архивировано из оригинала (PDF) 22 сентября 2006 года.
39. Магнуссон Д; Кристиансен Б; Бригадир МРС; Гейст А; Глатц Дж. П.; Мальмбек Р; Модоло Г; Серрано-Пуррой Д. и Сорел С. (2009). «Демонстрация процесса SANEX в центробежных контакторах с использованием молекулы CyMe4-BTBP в растворе настоящего топлива» . Сольвентная экстракция и ионный обмен . 27 (2): 97. дои : 10.1080/07366290802672204. S2CID  94720457.
40. Пеннеман, с. 25
41. Справочник Гмелина по неорганической химии , Система № 71, трансураны, Часть B 1, стр. 57–67.
42. Пеннеман, с. 3
43. Уэйд, В.; Вольф, Т. (1967). «Получение и некоторые свойства металлического америция». Журнал неорганической и ядерной химии . 29 (10): 2577. doi :10.1016/0022-1902(67)80183-0. S2CID  98370243.
44. Бенедикт, У. (1984). «Исследование актинидов металлов и актинидных соединений под высокими давлениями». Журнал менее распространенных металлов . 100 : 153. дои : 10.1016/0022-5088(84)90061-4.
45. МакВэн, DB; Каннингем, BB; Валлманн, Дж. К. (1962). «Кристаллическая структура, тепловое расширение и температура плавления металлического америция». Журнал неорганической и ядерной химии . 24 (9): 1025. дои : 10.1016/0022-1902(62)80246-2.
46. Янг, Д.А. (1991). Фазовые диаграммы элементов. Издательство Калифорнийского университета. п. 226. ИСБН 978-0-520-91148-2.
47. Бенедикт, Ю.; Дюфур, К. (1980). «Низкотемпературное расширение решетки диоксида америция». Физика B+C . 102 (1): 303. Бибкод : 1980PhyBC.102..303B. дои : 10.1016/0378-4363(80)90178-3.
48. Канеллакопулос, Б.; Блез, А.; Фурнье, Ж.М.; Мюллер, В. (1975). «Магнитная восприимчивость америция и металлического кюрия». Твердотельные коммуникации . 17 (6): 713. Бибкод : 1975SSCom..17..713K. дои : 10.1016/0038-1098(75)90392-0.
49. Мондал, Ю; Рашельла, Д.Л.; Хайре, Р.Г.; Петересон, младший (1987). «Энтальпия растворения металла 243Am и стандартная энтальпия образования Am3+(водн.)». Термохимика Акта . 116 : 235. дои : 10.1016/0040-6031(87)88183-2.
50. Пеннеман, с. 4
51. Америций. Архивировано 9 июня 2019 года в Wayback Machine , Das Periodensystem der Elemente für den Schulgebrauch (Периодическая таблица элементов для школ) chemie-master.de (на немецком языке), дата обращения 28 ноября 2010 г.
52. Гринвуд, с. 1265
53. Пеннеман, стр. 10–14.
54. Эспри, LB; Пеннеман, РА (1961). «Первое наблюдение водного четырехвалентного америция1». Журнал Американского химического общества . 83 (9): 2200. doi :10.1021/ja01470a040.
55. Коулман, Дж. С.; Кинан, ТК; Джонс, Л.Х.; Карналл, WT; Пеннеман, РА (1963). «Получение и свойства америция (VI) в водных растворах карбонатов». Неорганическая химия . 2 : 58. дои : 10.1021/ic50005a017.
56. Эспри, LB; Стефану, SE; Пеннеман, РА (1951). «Шестивалентный америций». Журнал Американского химического общества . 73 (12): 5715. doi :10.1021/ja01156a065.
57. Виберг, с. 1956 год
58. Вернер, LB; Перлман, И. (1951). «Пятивалентное состояние Америки». Журнал Американского химического общества . 73 : 495. дои : 10.1021/ja01145a540. hdl : 2027/mdp.39015086479774 .
59. Холл, Г.; Маркин, Т.Л. (1957). «Самовосстановление америция (V) и (VI) и диспропорционирование америция (V) в водном растворе». Журнал неорганической и ядерной химии . 4 (5–6): 296. doi : 10.1016/0022-1902(57)80011-6.
60. Коулман, Джеймс С. (1963). «Кинетика диспропорционирования америция (V)». Неорганическая химия . 2 : 53. дои : 10.1021/ic50005a016.
61. Гринвуд, с. 1275
62. Эспри, LB; Стефану, SE; Пеннеман, РА (1950). «Новое валентное состояние америция, Am (Vi) 1». Журнал Американского химического общества . 72 (3): 1425. doi :10.1021/ja01159a528.
63. Акимото, Ю. (1967). «Заметка об AmN и AmO». Журнал неорганической и ядерной химии . 29 (10): 2650–2652. дои : 10.1016/0022-1902(67)80191-X.
64. Виберг, с. 1972 год
65. Гринвуд, с. 1267
66. Пеннеман, с. 5
67. Виберг, с. 1969 год
68. Эспри, LB; Кинан, ТК; Крузе, Ф.Х. (1965). «Кристаллические структуры трифторидов, трихлоридов, трибромидов и трииодидов америция и кюрия». Неорганическая химия . 4 (7): 985. doi : 10.1021/ic50029a013. S2CID  96551460.
69. Байбарз, РД (1973). «Получение и кристаллические структуры дихлорида и дибромида америция». Журнал неорганической и ядерной химии . 35 (2): 483. doi :10.1016/0022-1902(73)80560-3.
70. Гринвуд, с. 1272
71. Эспри, LB (1954). «Новые соединения четырехвалентного америция AmF ₄ , KAmF ₅ ». Журнал Американского химического общества . 76 (7): 2019. doi :10.1021/ja01636a094.
72. Гринвуд, с. 1271
73. Пеннеман, с. 6
74. Бернс, Джон Х.; Петерсон, Джозеф Ричард (1971). «Кристаллические структуры гексагидрата трихлорида америция и гексагидрата трихлорида берклия». Неорганическая химия . 10 : 147. doi : 10.1021/ic50095a029.
75. Дэмиен, Д.; Джоув, Дж. (1971). «Дисульфид и диселенид америция». Письма по неорганической и ядерной химии . 7 (7): 685. дои : 10.1016/0020-1650(71)80055-7.
76. Родди, Дж. (1974). «Металлиды америция: AmAs, AmSb, AmBi, Am3Se4 и AmSe2». Журнал неорганической и ядерной химии . 36 (11): 2531. doi :10.1016/0022-1902(74)80466-5.
77. Дэмиен, Д. (1972). «Трителлурид и дителлурид америция». Письма по неорганической и ядерной химии . 8 (5): 501. дои : 10.1016/0020-1650(72)80262-9.
78. Шарвилла, Дж.; Дэмиен, Д. (1973). «Моноарсенид америция». Письма по неорганической и ядерной химии . 9 (5): 559. дои : 10.1016/0020-1650(73)80191-6.
79. Вейгель, Ф.; Виттманн, Ф.; Маркварт, Р. (1977). «Моносилицид америция» и «дисилицид»". Журнал менее распространенных металлов . 56 : 47. doi : 10.1016/0022-5088(77)90217-X.
80. Лупинетти, AJ и др . Патент США № 6 830 738 «Низкотемпературный синтез тетраборидов актинидов с помощью реакций твердофазного метатезиса», подан 4 апреля 2002 г., выдан 14 декабря 2004 г.
81. Эйк, Гарри А.; Малфорд, RNR (1969). «Бориды америция и нептуния». Журнал неорганической и ядерной химии . 31 (2): 371. doi :10.1016/0022-1902(69)80480-X.
82. Эльшенбройх, Кристоф (2008). Металлоорганика . Vieweg+teubner Verlag. п. 589. ИСБН 978-3-8351-0167-8.
83. Альбрехт-Шмитт, Томас Э. (2008). Металлоорганическая и координационная химия актинидов. Спрингер. п. 8. ISBN 978-3-540-77836-3.
84. Дуткевич, Михал С.; Апостолидис, Христос; Уолтер, Олаф; Арнольд, Полли Л. (30 января 2017 г.). «Восстановительная химия циклопентадиенидных комплексов нептуния: от структуры к пониманию». Химическая наука . 2017 (8): 2553–61. дои : 10.1039/C7SC00034K. ПМК 5431675 . ПМИД  28553487. 
85. Гирт, Дениз; Роски, Питер В.; Гейст, Андреас; Рафф, Кристиан М.; Панак, Петра Дж.; Денеке, Мелисса А. (2010). «6-(3,5-Диметил-1H-пиразол-1-ил)-2,2'-бипиридин как лиганд для разделения актинида (III)/лантанида (III)» (PDF) . Неорганическая химия . 49 (20): 9627–35. дои : 10.1021/ic101309j. ПМИД  20849125.
86. Тенискоеттер, Стив; Доммер, Дженнифер и Додж, Тони. Биохимические периодические таблицы - америций, Университет Миннесоты, дата обращения 28 ноября 2010 г.
87. Додж, CJ; и другие. (1998). «Роль микробов как биоколлоидов в транспортировке актинидов из глубокого подземного хранилища радиоактивных отходов». Радиохим. Акта . 82 : 347–354. doi :10.1524/ract.1998.82.специальный выпуск.347. S2CID  99777562.
88. Макаски, Ле; Чон, Британская Колумбия; Толли, MR (1994). «Ферментативно-ускоренная биоминерализация тяжелых металлов: применение для удаления америция и плутония из водных потоков». Обзоры микробиологии FEMS . 14 (4): 351–67. дои : 10.1111/j.1574-6976.1994.tb00109.x . ПМИД  7917422.
89. Вюрц, Э.А.; Сибли, TH; Шелл, WR (1986). «Взаимодействие Escherichia coli и морских бактерий с 241Am в лабораторных культурах». Физика здоровья . 50 (1): 79–88. дои : 10.1097/00004032-198601000-00007. ПМИД  3511007.
90. Фрэнсис, AJ; и другие. (1998). «Роль бактерий как биоколлоидов в транспортировке актинидов из глубокого подземного хранилища радиоактивных отходов». Радиохимика Акта . 82 : 347–354. doi :10.1524/ract.1998.82.специальный выпуск.347. ОСТИ  2439. S2CID  99777562.
91. Лю, Н.; Ян, Ю.; Луо, С.; Чжан, Т.; Джин, Дж.; Ляо, Дж.; Хуа, X. (2002). «Биосорбция 241Am Rhizopus arrihizus: предварительное исследование и оценка». Прикладное излучение и изотопы . 57 (2): 139–43. дои : 10.1016/s0969-8043(02)00076-3. ПМИД  12150270.
92. Пфенниг, Г.; Клеве-Небениус Х. и Зельманн Эггеберт В. (ред.): Нуклид Карлсруэ , 7-е издание, 2006 г.
93. Диас, Х.; Танкок Н. и Клейтон А. (2003). «Расчеты критической массы для 241Am, 242mAm и 243Am» (PDF) . Ниппон Геншироку Кенкюдзё ДЖЭРИ : 618–623. Архивировано из оригинала (PDF) 22 июля 2011 года.Аннотация. Архивировано 13 марта 2012 г. в Wayback Machine.
94. Институт радиационной защиты и ядерной безопасности, «Оценка данных о безопасности ядерной критичности и пределов содержания актинидов при транспортировке», стр. 16.
95. Ронен, Ю.; Абуди М. и Регев Д. (2000). «Новый метод производства энергии с использованием 242 мАм в качестве ядерного топлива». Ядерные технологии . 129 (3): 407–417. Бибкод : 2000NucTe.129..407R. дои : 10.13182/nt00-a3071. S2CID  91916073.
96. Ронен, Ю.; Абуди М. и Регев Д. (2001). «Гомогенный ²⁴² -метровый реактор на аммиачном топливе для нейтронно-захватной терапии». Ядерная наука и инженерия . 138 (3): 295–304. Бибкод : 2001NSE...138..295R. doi : 10.13182/nse01-a2215. ОСТИ  20804726. S2CID  118801999.
97. Клинк, Кристиан. «А-распад 241Am. Теория – Курс лекций по радиоактивности». Технологический университет Кайзерслаутерна. Архивировано из оригинала 6 июля 2011 года . Проверено 28 ноября 2010 г.
98. «Детекторы дыма и америций», Информационный документ по ядерным проблемам , том. 35 мая 2002 г., архивировано из оригинала 11 сентября 2002 г. , получено 26 августа 2015 г.
99. Работа пожарной сигнализации в жилых домах, Томас Клири. Лаборатория строительных и пожарных исследований Национального института стандартов и технологий; Семинар UL по динамике дыма и огня. ноябрь 2007 г.
100. Буковски, RW и др . (2007) Характеристики домашних дымовых извещателей. Анализ реакции нескольких доступных технологий при пожаре в жилых домах. Архивировано 22 августа 2010 г. в Wayback Machine , Техническая записка NIST 1455-1.
101. «Детекторы дыма и информационный бюллетень по америцию-241» (PDF) . Канадское ядерное общество. Архивировано (PDF) из оригинала 9 октября 2022 года . Проверено 31 августа 2009 г.
102. Гербердинг, Джули Луиза (2004). «Токсикологический профиль америция» (PDF) . Министерство здравоохранения и социальных служб США / Агентство по регистрации токсичных веществ и заболеваний . Архивировано (PDF) из оригинала 6 сентября 2009 г. Проверено 29 августа 2009 г.
103. Основные элементы статических РИТЭГов. Архивировано 15 февраля 2013 г. в Wayback Machine , Г. Л. Кульчински, Примечания к курсу NEEP 602 (весна 2000 г.), Ядерная энергетика в космосе, Институт термоядерных технологий Университета Висконсина (см. последнюю страницу).
104. Космические агентства решают проблему сокращения запасов плутония, Spaceflight now, 9 июля 2010 г.
105. «Чрезвычайно эффективное ядерное топливо может доставить человека на Марс всего за две недели» . ScienceDaily . 3 января 2001 г. Архивировано из оригинала 17 октября 2007 г. Проверено 22 ноября 2007 г.
106. Каммаш, Т.; и другие. (10 января 1993 г.). «Ядерная ракета с газовым сердечником, работающая на америции» (PDF) . Конференция АИП. Проц . Десятый симпозиум по космической ядерной энергетике и двигательной установке. Том. 271. С. 585–589. дои : 10.1063/1.43073. hdl : 2027.42/87734 .
107. Ронен, Ю.; Швагераус, Э. (2000). «Сверхтонкие твэлы 242 мАм в ядерных реакторах». Ядерные приборы и методы в физических исследованиях. Раздел А: Ускорители, спектрометры, детекторы и сопутствующее оборудование . 455 (2): 442. Бибкод : 2000NIMPA.455..442R. дои : 10.1016/S0168-9002(00)00506-4.
108. Genuth, Iddo Americium Power Source. Архивировано 7 мая 2010 г. в Wayback Machine , The Future of Things, 3 октября 2006 г., дата обращения 28 ноября 2010 г.
109. «Британские ученые производят электричество из редкого элемента для питания будущих космических миссий» . Национальная ядерная лаборатория . Проверено 3 мая 2019 г.
110. «Редкий элемент может использоваться в далеких космических миссиях» . E&T инженерия и технологии . Институт техники и технологий . 3 мая 2019 года . Проверено 3 мая 2019 г.
111. Биндер, Гарри Х. (1999). Lexikon der chemischen Elemente: das Periodensystem in Fakten, Zahlen und Daten: mit 96 Abbildungen und vielen tabellarischen Zusammenstellungen . Хирзель. ISBN 978-3-7776-0736-8.
112. Nuclear Data Viewer 2.4. Архивировано 1 июня 2017 г. в Wayback Machine , NNDC.
113. Заявление об общественном здравоохранении для америция, раздел 1.5., Агентство по регистрации токсичных веществ и заболеваний, апрель 2004 г., дата обращения 28 ноября 2010 г.
114. Отдел гигиены окружающей среды, Управление радиационной защиты (ноябрь 2002 г.). «Информационный бюллетень № 23. Америций-241» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 11 ноября 2010 года . Проверено 28 ноября 2010 г.
115. Фриш, Франц Кристально чистый, 100 x энергии , Bibliographisches Institut AG, Мангейм, 1977, ISBN 3-411-01704-X , стр. 184 
116. Кен Сильверстайн , Радиоактивный бойскаут: Когда подросток пытается построить реактор-размножитель. Журнал Harper's Magazine , ноябрь 1998 г.
117. «Радиоактивный бойскаут» обвинен в краже детектора дыма» . Фокс Ньюс . 4 августа 2007 г. Архивировано из оригинала 8 декабря 2007 г. Проверено 28 ноября 2007 г.
118. «Человек по прозвищу «Радиоактивный бойскаут» признает себя виновным» . Детройт Фри Пресс . Ассошиэйтед Пресс. 27 августа 2007 года. Архивировано из оригинала 29 сентября 2007 года . Проверено 27 августа 2007 г.
119. «Радиоактивный бойскаут» приговорен к 90 дням за кражу детекторов дыма» . Фокс Ньюс . 4 октября 2007 г. Архивировано из оригинала 13 ноября 2007 г. Проверено 28 ноября 2007 г.
120. Кэри, Аннетт (25 апреля 2008 г.). «Доктор вспоминает «Атомного человека» Хэнфорда». Вестник Три-Сити . Архивировано из оригинала 10 февраля 2010 года . Проверено 17 июня 2008 г.
121. Телеграмма AP (3 июня 2005 г.). «Работники атомной энергетики Хэнфорда прибыли на место аварии с самым сильным загрязнением» . Архивировано из оригинала 13 октября 2007 года . Проверено 17 июня 2007 г.

Библиография

• Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8.
• Пеннеман Р.А. и Кинан Т.К. Радиохимия америция и кюрия, Калифорнийский университет, Лос-Аламос, Калифорния, 1960 г.
• Виберг, Нильс (2007). Lehrbuch Der Anorganischen Chemie . Де Грютер. ISBN 978-3-11-017770-1.

дальнейшее чтение

• Нуклиды и изотопы – 14-е издание , GE Nuclear Energy, 1989.
• Фиони, Габриэле; Крибье, Мишель и Мари, Фредерик. «Может ли второстепенный актинид америций-241 быть трансмутирован тепловыми нейтронами?». Комиссариат по атомной энергии . Архивировано из оригинала 11 ноября 2007 года.
• Ствертка, Альберт (1999). Руководство по элементам . Издательство Оксфордского университета, США. ISBN 978-0-19-508083-4.

Внешние ссылки

• Америций в Периодической таблице видео (Ноттингемский университет)
• ATSDR – Заявление общественного здравоохранения: Америций
• Всемирная ядерная ассоциация – детекторы дыма и америций