Америций

Химический элемент с атомным номером 95 (Am)

Америций — синтетический химический элемент ; он имеет символ Am и атомный номер 95. Он радиоактивен и является трансурановым элементом ряда актиноидов в периодической таблице , расположенным под лантаноидным элементом европием и поэтому был назван в честь Америки по аналогии. ^{[5] [6] [7]}

Америций был впервые получен в 1944 году группой Гленна Т. Сиборга из Беркли, Калифорния , в Металлургической лаборатории Чикагского университета в рамках Манхэттенского проекта . Хотя это третий элемент в ряду трансурановых элементов, 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 ионизационных камерах дымовых извещателей , а также в нейтронных источниках и промышленных датчиках. Для изотопа ^242m Am было предложено несколько необычных применений, таких как ядерные батареи или топливо для космических кораблей с ядерным двигателем , но они пока сдерживаются дефицитом и высокой ценой этого ядерного изомера .

Америций — относительно мягкий радиоактивный металл серебристого цвета. Наиболее распространенными его изотопами являются ²⁴¹ Am и ²⁴³ Am. В химических соединениях америций обычно принимает степень окисления +3, особенно в растворах. Известно несколько других степеней окисления, от +2 до +7, и их можно определить по их характерным оптическим спектрам поглощения . Кристаллические решетки твердого америция и его соединений содержат небольшие собственные радиогенные дефекты из -за метамиктизации , вызванной самооблучением альфа-частицами, которая накапливается со временем; это может вызвать дрейф некоторых свойств материала с течением времени, более заметный в старых образцах.

История

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

Хотя америций, вероятно, был получен в предыдущих ядерных экспериментах, он был впервые 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. ^[8] Элемент был химически идентифицирован в Металлургической лаборатории (ныне Аргоннская национальная лаборатория ) Чикагского университета . После более легкого нептуния , плутония и более тяжелого кюрия америций был четвертым открытым трансурановым элементом . В то время периодическая таблица была реструктурирована Сиборгом до ее нынешнего расположения, содержащим ряд актинидов под рядом лантаноидов . Это привело к тому, что америций оказался расположен прямо под своим близнецом-лантаноидом европием; Таким образом, по аналогии он был назван в честь Америки : «Название америций (в честь Америки) и символ Am предложены для элемента на основе его положения как шестого члена ряда актинидов редкоземельных металлов, аналогичного европию, Eu, ряда лантаноидов». ^{[9] [10] [11]}

Новый элемент был выделен из его оксидов в сложном многоступенчатом процессе. Сначала раствор нитрата плутония -239 ( ²³⁹ PuNO _{3 ) был нанесен на} платиновую фольгу площадью около 0,5 см ² , раствор был выпарен, а остаток был преобразован в диоксид плутония (PuO ₂ ) путем прокаливания . После циклотронного облучения покрытие было растворено азотной кислотой , а затем осаждено в виде гидроксида с использованием концентрированного водного раствора аммиака . Остаток был растворен в хлорной кислоте . Дальнейшее разделение было проведено путем ионного обмена , что дало определенный изотоп кюрия. Разделение кюрия и америция было настолько кропотливым, что эти элементы были первоначально названы группой Беркли как пандемониум ^[12] (от греческого слова « все демоны» или «ад» ) и делирий (от латинского слова « безумие »). ^{[13] [14]}

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 путем испускания α-частицы до ²³⁷ Np; период полураспада этого распада был впервые определен как510 ± 20 лет, но затем скорректировано до 432,2 лет. ^[15]

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

Времена - это периоды полураспада

Второй изотоп ²⁴² Am был получен при бомбардировке нейтронами уже созданного ²⁴¹ Am. При быстром β-распаде ²⁴² Am превращается в изотоп кюрия ²⁴² Cm (который был открыт ранее) . Период полураспада этого распада первоначально был определен в 17 часов, что близко к ныне принятому значению 16,02 ч. ^[15]

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

Открытие америция и кюрия в 1944 году было тесно связано с Манхэттенским проектом ; результаты были конфиденциальными и рассекречены только в 1945 году. Сиборг раскрыл синтез элементов 95 и 96 в американском радиошоу для детей Quiz Kids за пять дней до официальной презентации на заседании Американского химического общества 11 ноября 1945 года, когда один из слушателей спросил, были ли открыты во время войны какие-либо новые трансурановые элементы, помимо плутония и нептуния. ^[13] После открытия изотопов америция ²⁴¹ Am и ²⁴² Am их производство и соединения были запатентованы, и в качестве изобретателя был указан только Сиборг. ^[16] Первоначальные образцы америция весили несколько микрограммов; они были едва видны и были идентифицированы по их радиоактивности. Первые значительные количества металлического америция весом 40–200 микрограммов были получены лишь в 1951 году путем восстановления фторида америция (III) металлическим барием в высоком вакууме при температуре 1100 °C. ^[17]

Происшествие

Америций был обнаружен в осадках после ядерного испытания «Айви Майк» .

Самые долгоживущие и наиболее распространенные изотопы америция, ²⁴¹ Am и ²⁴³ Am, имеют периоды полураспада 432,2 и 7370 лет соответственно. Следовательно, любой изначальный америций (америций, который присутствовал на Земле во время ее формирования) должен был распасться к настоящему времени. 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 количество будет крошечным, и это не было подтверждено. ^{[18] [19] [20]} Внеземной долгоживущий ²⁴⁷ Cm, вероятно, также откладывается на Земле и имеет ²⁴³ Am в качестве одного из своих промежуточных продуктов распада, но это снова не было подтверждено. ^[20]

Существующий америций сконцентрирован в районах, используемых для испытаний ядерного оружия в атмосфере , проводившихся между 1945 и 1980 годами, а также в местах ядерных инцидентов, таких как катастрофа на Чернобыльской АЭС. Например, анализ обломков на полигоне испытаний первой американской водородной бомбы Айви Майк (1 ноября 1952 года, атолл Эниветок ) выявил высокие концентрации различных актинидов, включая америций; но из-за военной секретности этот результат был опубликован только позднее, в 1956 году. ^[21] Тринитит , стекловидный остаток, оставшийся на поверхности пустыни недалеко от Аламогордо, штат Нью-Мексико , после испытания ядерной бомбы Тринити на основе плутония 16 июля 1945 года, содержит следы америция-241. Повышенные уровни америция были также обнаружены на месте крушения американского бомбардировщика Boeing B-52 , который нес четыре водородные бомбы, в 1968 году в Гренландии . ^[22]

В других регионах средняя радиоактивность поверхностного слоя почвы из-за остаточного америция составляет всего около 0,01  пикокюри на грамм (0,37  мБк /г). Атмосферные соединения америция плохо растворяются в обычных растворителях и в основном прилипают к частицам почвы. Анализ почвы выявил примерно в 1900 раз более высокую концентрацию америция внутри песчаных частиц почвы, чем в воде, присутствующей в порах почвы; еще более высокое соотношение было измерено в суглинистых почвах. ^[23]

Америций производится в основном искусственно в небольших количествах, для исследовательских целей. Тонна отработанного ядерного топлива содержит около 100 граммов различных изотопов америция, в основном ²⁴¹ Am и ²⁴³ Am. ^[24] Их длительная радиоактивность нежелательна для утилизации, и поэтому америций, вместе с другими долгоживущими актинидами, должен быть нейтрализован. Сопутствующая процедура может включать несколько этапов, где америций сначала отделяется, а затем преобразуется нейтронной бомбардировкой в ​​специальных реакторах в короткоживущие нуклиды. Эта процедура хорошо известна как ядерная трансмутация , но она все еще разрабатывается для америция. ^{[25] [26]} Трансурановые элементы от америция до фермия естественным образом возникали в естественном ядерном реакторе деления в Окло , но больше этого не происходит. ^[27]

Америций также является одним из элементов, которые теоретически были обнаружены в звезде Пшибыльского . ^[28]

Синтез и экстракция

Изотопный нуклеосинтез

Хроматографические кривые элюирования , показывающие сходство между лантаноидами Tb, Gd и Eu и соответствующими актиноидами Bk, Cm и Am

Америций производился в небольших количествах в ядерных реакторах в течение десятилетий, и к настоящему времени накоплены килограммы его изотопов ²⁴¹ Am и ^{243 Am. [29]} Тем не менее, с тех пор как он был впервые выставлен на продажу в 1962 году, его цена, около 1500 долларов США за грамм (43 000 долларов США за унцию) ²⁴¹ Am, остается практически неизменной из-за очень сложной процедуры разделения. ^[30] Более тяжелый изотоп ²⁴³ Am производится в гораздо меньших количествах; поэтому его сложнее отделить, 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). ^{[31] [32]}

Америций синтезируется не напрямую из урана — самого распространенного реакторного материала, — а из изотопа плутония ²³⁹ Pu. Последний необходимо произвести в первую очередь, согласно следующему ядерному процессу:

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

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 отработанном ядерном топливе, содержит около 12% ²⁴¹ Pu. Поскольку он бета-распадается до ²⁴¹ Am, ²⁴¹ Pu может быть извлечен и может быть использован для получения дальнейшего ²⁴¹ Am. ^[30] Однако этот процесс довольно медленный: половина исходного количества ²⁴¹ Pu распадается до ²⁴¹ Am примерно через 15 лет, а количество ²⁴¹ Am достигает максимума через 70 лет. ^[33]

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 преобразуется в ²⁴² Am и 10% в его ядерный изомер ^242m Am: ^{[примечание 1] [34]}

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

Америций-242 имеет период полураспада всего 16 часов, что делает его дальнейшее преобразование в ²⁴³ Am крайне неэффективным. Последний изотоп производится вместо этого в процессе, где ²³⁹ Pu захватывает четыре нейтрона под высоким нейтронным потоком :

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

Металлическое поколение

Большинство процедур синтеза дают смесь различных изотопов актинидов в оксидных формах, из которых можно отделить 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 PUREX ( экстракция Plutonium – UR anium EX ) с трибутилфосфатом в углеводороде . Затем лантаноиды и оставшиеся актиниды отделяют от водного остатка ( рафината ) экстракцией на основе диамида , получая после десорбции смесь трехвалентных актинидов и лантаноидов. Затем соединения америция селективно извлекают с помощью многоступенчатых хроматографических и центрифугирующих методов ^[35] с соответствующим реагентом. Большой объем работы был проделан по экстракции америция растворителем . Например, финансируемый ЕС в 2003 году проект под кодовым названием «EUROPART» изучал триазины и другие соединения в качестве потенциальных экстракционных агентов. ^{[36] [37] [38] [39]} [ ^40] Бис -триазинилбипиридиновый комплекс был предложен в 2009 году, поскольку такой реагент является высокоселективным по отношению к америцию (и кюрию). ^[41] Отделение америция от очень похожего кюрия может быть достигнуто путем обработки суспензии их гидроксидов в водном бикарбонате натрия озоном при повышенных температурах. Как Am, так и Cm в основном присутствуют в растворах в валентном состоянии +3; тогда как кюрий остается неизменным, америций окисляется до растворимых комплексов Am(IV), которые можно смыть. ^[42]

Металлический америций получают восстановлением из его соединений. Для этой цели впервые был использован фторид америция(III) . Реакция проводилась с использованием элементарного бария в качестве восстановителя в среде, свободной от воды и кислорода, внутри аппарата из тантала и вольфрама . ^{[17] [43] [44]}

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

Альтернативой является восстановление диоксида америция металлическим лантаном или торием : ^{[44] [45]}

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

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 разделяет многие физические и химические свойства. Америций — высокорадиоактивный элемент. После получения он имеет серебристо-белый металлический блеск, но затем медленно тускнеет на воздухе. При плотности 12 г/см3 ^{америций} менее плотный, чем кюрий (13,52 г/см3 ⁾ и плутоний (19,8 г/см3 ⁾ ; но имеет более высокую плотность, чем европий (5,264 г/см3 ⁾ — в основном из-за его более высокой атомной массы. Америций относительно мягок и легко деформируется и имеет значительно более низкий модуль объемной упругости, чем предшествующие ему актиниды: Th, Pa, U, Np и Pu. ^[46] Его температура плавления 1173 °C значительно выше, чем у плутония (639 °C) и европия (826 °C), но ниже, чем у кюрия (1340 °C). ^{[45] [47]}

В условиях окружающей среды америций присутствует в своей наиболее стабильной α-форме, которая имеет гексагональную кристаллическую симметрию и пространственную группу 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 изотипичен α-лантану и нескольким актинидам, таким как α-кюрий. ^{[43] [47]} Кристаллическая структура америция изменяется в зависимости от давления и температуры. При сжатии при комнатной температуре до 5 ГПа α-Am трансформируется в β-модификацию, которая имеет гранецентрированную кубическую ( ГЦК ) симметрию, пространственную группу Fm 3 m и постоянную решетки a  = 489 пм. Эта ГЦК- структура эквивалентна плотнейшей упаковке с последовательностью ABC. ^{[43] [47]} При дальнейшем сжатии до 23 ГПа америций трансформируется в орторомбическую структуру γ-Am, похожую на структуру α-урана. Дальнейших переходов не наблюдается вплоть до 52 ГПа, за исключением появления моноклинной фазы при давлениях от 10 до 15 ГПа. ^[46] В литературе нет единообразия относительно статуса этой фазы, в которой также иногда перечисляются фазы α, β и γ как I, II и III. Переход β-γ сопровождается уменьшением объема кристалла на 6%; хотя теория также предсказывает значительное изменение объема для перехода α-β, экспериментально это не наблюдается. Давление перехода α-β уменьшается с ростом температуры, и когда α-америций нагревается при давлении окружающей среды, при 770 °C он переходит в фазу fcc , которая отличается от β-Am, а при 1075 °C он переходит в объемно-центрированную кубическую структуру. Фазовая диаграмма давление-температура америция, таким образом, довольно похожа на диаграммы лантана, празеодима и неодима . ^[48]

Как и для многих других актинидов, для америция характерно саморазрушение кристаллической структуры из-за облучения альфа-частицами. Это особенно заметно при низких температурах, где подвижность образующихся дефектов структуры относительно мала, по уширению пиков рентгеновской дифракции . Этот эффект делает несколько неопределенными температуру америция и некоторые его свойства, такие как электрическое сопротивление . ^[49] Так, для америция-241 удельное сопротивление при 4,2 К увеличивается со временем примерно от 2 мкОм·см до 10 мкОм·см через 40 часов и достигает насыщения примерно до 16 мкОм·см через 140 часов. Этот эффект менее выражен при комнатной температуре из-за аннигиляции радиационных дефектов; также нагревание до комнатной температуры образца, который часами выдерживался при низких температурах, восстанавливает его удельное сопротивление. В свежих образцах удельное сопротивление постепенно увеличивается с температурой от примерно 2 мкОм·см в 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 показывают быстрый рост до 60 К с последующим насыщением. Значение при комнатной температуре 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. Это поведение заметно отличается от поведения его соседа кюрия, который проявляет антиферромагнитный переход при 52 К. ^[50] Коэффициент теплового расширения америция слегка 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 . ^[47] Энтальпия растворения металлического америция в соляной кислоте при стандартных условиях равна−620,6 ± 1,3 кДж/моль , откуда стандартное изменение энтальпии образования (Δ _f H °) водного иона Am ^{3+ равно}−621,2 ± 2,0 кДж/моль . Стандартный потенциал Am ³⁺ /Am ⁰ равен−2,08 ± 0,01 В. [ ^51]

Химические свойства

Металлический америций легко реагирует с кислородом и растворяется в водных кислотах . Наиболее устойчивая степень окисления для америция - +3. ^[52] Химия америция(III) имеет много общего с химией соединений лантаноидов (III). Например, трехвалентный америций образует нерастворимые фторид , оксалат , иодат , гидроксид , фосфат и другие соли. ^[52] Также были изучены соединения америция в степенях окисления +2, +4, +5, +6 и +7. Это самый широкий диапазон, который наблюдался у 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). ^{[53] [54]} Спектры поглощения имеют острые 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) прибл. 514 и 715 нм, а Am(VI) прибл. 666 и 992 нм. ^{[55] [56] [57] [58]}

Соединения америция со степенью окисления +4 и выше являются сильными окислителями, по силе сравнимыми с перманганат -ионом ( MnO−4) в кислых растворах. ^[59] 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. ^[60] В кислом водном растворе AmO+2ион нестабилен по отношению к диспропорционированию . ^{[61] [62] [63]} Реакция

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

является типичным. Химия Am(V) и Am(VI) сопоставима с химией урана в этих степенях окисления. В частности, такие соединения, как Li ₃ AmO ₄ и Li ₆ AmO _6, сопоставимы с уранатами , а ион AmO2+2сопоставим с ионом уранила , UO2+2. Такие соединения могут быть получены путем окисления Am(III) в разбавленной азотной кислоте персульфатом аммония . ^[64] Другие окислители, которые использовались, включают оксид серебра(I) , ^[58] озон и персульфат натрия . ^[57]

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 незначительных количествах и не был подробно охарактеризован. ^[65] Оксид америция (III) представляет собой красно-коричневое твердое вещество с температурой плавления 2205 °C. ^[66] Оксид америция (IV) является основной формой твердого америция, которая используется почти во всех его применениях. Как и большинство других диоксидов актинидов, это черное твердое вещество с кубической ( флюоритовой ) кристаллической структурой. ^[67]

Оксалат америция(III), высушенный в вакууме при комнатной температуре, имеет химическую формулу Am2 _{( C2O4} ) ₃ · _7H2O . _При нагревании в вакууме он теряет воду при 240 °C и начинает разлагаться на AmO2 _при 300 °C, разложение завершается примерно при 470 °C. ^[52] Исходный оксалат растворяется в азотной кислоте с максимальной растворимостью 0,25 г/л. ^[68]

Галогениды

Галогениды америция известны своими степенями окисления +2, +3 и +4, ^[69] , где степень +3 наиболее стабильна, особенно в растворах. ^[70]

Восстановление соединений Am(III) амальгамой натрия дает соли Am(II) – черные галогениды AmCl2 _, AmBr2 _и AmI2 _. Они очень чувствительны к кислороду и окисляются в воде, выделяя водород и переходя обратно в состояние Am(III). Конкретные константы решетки:

• Орторомбический AmCl ₂ : a =896,3 ± 0,8 пм , б =757,3 ± 0,8 пм и с =453,2 ± 0,6 пм
• Тетрагональный AmBr ₂ : a =1 159 .2 ± 0.4 пм и с =712,1 ± 0,3 пм . ^[71] Их также можно получить путем реакции металлического америция с соответствующим галогенидом ртути HgX ₂ , где X = Cl, Br или I: ^[72]

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

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

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

Четырехвалентный фторид америция(IV) (AmF ₄ ) получают путем реакции твердого фторида америция(III) с молекулярным фтором : ^{[73] [74]}

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

Другой известной формой твердого четырехвалентного фторида америция является KAmF ₅ . ^{[73] [75]} Четырехвалентный америций также наблюдался в водной фазе. Для этой цели черный Am(OH) ₄ растворяли в 15- M NH ₄ F с концентрацией америция 0,01 M. Полученный красноватый раствор имел характерный оптический спектр поглощения, который был похож на спектр AmF _{4 ,} но отличался от других состояний окисления америция. Нагревание раствора Am(IV) до 90 °C не приводило к его диспропорционированию или восстановлению, однако наблюдалось медленное восстановление до Am(III) и приписывалось самооблучению америция альфа-частицами. ^[56]

Большинство галогенидов америция(III) образуют гексагональные кристаллы с небольшими вариациями цвета и точной структуры между галогенами. Так, хлорид (AmCl ₃ ) имеет красноватый оттенок и структуру, изотипную хлориду урана(III) (пространственная группа P6 ₃ /m) и температуру плавления 715 °C. ^[69] Фторид изотипичен LaF ₃ (пространственная группа P6 ₃ /mmc), а иодид — BiI ₃ (пространственная группа R 3 ). Бромид является исключением с орторомбической структурой типа PuBr ₃ и пространственной группой Cmcm. ^[70] Кристаллы гексагидрата хлорида америция(III) (AmCl ₃ ·6H ₂ O) можно получить путем растворения диоксида америция в соляной кислоте и испарения жидкости. Эти кристаллы гигроскопичны и имеют желто-красноватый цвет и моноклинную кристаллическую структуру. ^[76]

Оксигалогениды америция в форме Am ^VI O ₂ X ₂ , Am ^V O ₂ X, Am ^IV OX ₂ и Am ^III OX могут быть получены путем взаимодействия соответствующего галогенида америция с кислородом или Sb ₂ O _{3 , а AmOCl может быть также получен путем} гидролиза в паровой фазе : ^[72]

AmCl ₃ + H ₂ O -> AmOCl + 2HCl

Халькогениды и пниктиды

Известные халькогениды америция включают сульфид AmS ₂ , ^[77] селениды AmSe ₂ и Am ₃ Se ₄ , ^{[77] [78]} и теллуриды Am ₂ Te ₃ и AmTe ₂ . ^[79] Пниктиды америция ( ²⁴³ Am) типа AmX известны для элементов фосфора , мышьяка , ^[80] сурьмы и висмута . Они кристаллизуются в решетке каменной соли . ^[78]

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 °C (AmSi) и 1150−1200 °C (AmSi _x ). AmSi — это черное твердое вещество, изоморфное LaSi, оно имеет орторомбическую кристаллическую симметрию. AmSi _x имеет яркий серебристый блеск и тетрагональную кристаллическую решетку (пространственная группа I 4 ₁ /amd), оно изоморфно PuSi ₂ и ThSi ₂ . ^[81] Бориды америция включают AmB ₄ и AmB ₆ . Тетраборид может быть получен нагреванием оксида или галогенида америция с диборидом магния в вакууме или инертной атмосфере. ^{[82] [83]}

Америцийорганические соединения

Предсказанная 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. ^[84] Также известен циклопентадиенильный комплекс , который, вероятно, стехиометрически является AmCp ₃ . ^{[85] [86]}

Образование комплексов типа Am(nC ₃ H ₇ -BTP) ₃ , где BTP означает 2,6-ди(1,2,4-триазин-3-ил)пиридин, в растворах, содержащих ионы nC ₃ H ₇ -BTP и Am ³⁺ , было подтверждено EXAFS . Некоторые из этих комплексов типа BTP селективно взаимодействуют с америцием и поэтому полезны для его селективного отделения от лантаноидов и других актинидов. ^[87]

Биологические аспекты

Америций — искусственный элемент недавнего происхождения, и поэтому не имеет биологической потребности . ^{[88] [89]} Он вреден для жизни . Было предложено использовать бактерии для удаления америция и других тяжелых металлов из рек и ручьев. Так, энтеробактерии рода Citrobacter осаждают ионы америция из водных растворов, связывая их в металл-фосфатный комплекс на своих клеточных стенках. ^[90] Было сообщено о нескольких исследованиях биосорбции и биоаккумуляции америция бактериями ^{[91] [92]} и грибами. ^[93]

Деление

Изотоп ^242m Am (период полураспада 141 год) имеет самые большие сечения поглощения тепловых нейтронов (5700 барн ), ^[94] что приводит к малой критической массе для устойчивой ядерной цепной реакции . Критическая масса для голой сферы ^242m Am составляет около 9–14 кг (неопределенность возникает из-за недостаточного знания свойств ее материала). Ее можно снизить до 3–5 кг с помощью металлического отражателя и она должна стать еще меньше с помощью водного отражателя. ^[95] Такая малая критическая масса благоприятна для портативного ядерного оружия , но те, которые основаны на ^242m Am, пока не известны, вероятно, из-за его редкости 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. ^[96] Дефицит и высокая цена все еще препятствуют применению америция в качестве ядерного топлива в ядерных реакторах . ^[97]

Существуют предложения очень компактных реакторов с высоким потоком мощностью 10 кВт, использующих всего лишь 20 граммов ^242m Am. Такие маломощные реакторы были бы относительно безопасны для использования в качестве источников нейтронов для лучевой терапии в больницах. ^[98]

Изотопы

Известно около 18 изотопов и 11 ядерных изомеров америция, имеющих массовые числа 229, 230 и 232 по 247. ^[4] Существует два долгоживущих альфа-излучателя; ²⁴³ Am имеет период полураспада 7370 лет и является самым стабильным изотопом, а ²⁴¹ Am имеет период полураспада 432,2 года. Самый стабильный ядерный изомер — ^242m1 Am; он имеет длительный период полураспада 141 год. Периоды полураспада других изотопов и изомеров варьируются от 0,64 микросекунд 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. ^[15]

Америций-241 распадается до ²³⁷ Np, испуская альфа-частицы 5 различных энергий, в основном при 5,486 МэВ (85,2%) и 5,443 МэВ (12,8%). Поскольку многие из полученных состояний являются метастабильными, они также испускают гамма-лучи с дискретными энергиями между 26,3 и 158,5 кэВ. ^[99]

Америций-242 — короткоживущий изотоп с периодом полураспада 16,02 ч. ^[15] Он в основном (82,7%) преобразуется путем β-распада в ²⁴² Cm, но также путем захвата электронов в ²⁴² Pu (17,3%). Как ²⁴² Cm, так и ²⁴² Pu преобразуются через почти одну и ту же цепочку распада через ²³⁸ Pu в ²³⁴ U.

Почти весь (99,541%) ^242m1 Am распадается путем внутренней конверсии до ²⁴² Am, а оставшиеся 0,459% — путем α-распада до ²³⁸ Np. Последний впоследствии распадается до ²³⁸ Pu, а затем до ²³⁴ U. ^[15]

Америций-243 преобразуется посредством α-излучения в ²³⁹ Np, который посредством β-распада преобразуется в ²³⁹ Pu, а ²³⁹ Pu превращается в ²³⁵ U, испуская α-частицу.

Приложения

Дымовой извещатель ионизационного типа

Америций используется в наиболее распространённом типе бытовых дымовых извещателей , в которых в качестве источника ионизирующего излучения используется ²⁴¹ Am в форме диоксида америция . ^[100] 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 дымовом извещателе составляет 1  микрокюри (37  кБк ) или 0,29 микрограмма . Это количество медленно уменьшается по мере распада америция на нептуний -237, другой трансурановый элемент с гораздо более длительным периодом полураспада (около 2,14 миллиона лет). С периодом полураспада 432,2 года америций в дымовом извещателе 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 допускает небольшой постоянный ток между электродами. Любой дым, который попадает в камеру, поглощает альфа-частицы, что снижает ионизацию и влияет на этот ток, вызывая срабатывание сигнализации. По сравнению с альтернативным оптическим дымовым извещателем ионизационный дымовой извещатель дешевле и может обнаруживать частицы, которые слишком малы, чтобы производить значительное рассеяние света; однако он более подвержен ложным срабатываниям . ^{[101] [102] [103] [104]}

Радионуклид

Поскольку ²⁴¹ Am имеет примерно такой же период полураспада, как и ²³⁸ Pu (432,2 года против 87 лет), его предложили использовать в качестве активного элемента радиоизотопных термоэлектрических генераторов , например, в космических аппаратах. ^[105] Хотя америций производит меньше тепла и электричества — выход энергии составляет 114,7 мВт/г для ²⁴¹ Am и 6,31 мВт/г для ²⁴³ Am ^[1] (ср. 390 мВт/г для ²³⁸ Pu) ^[105] — и его излучение представляет большую угрозу для людей из-за нейтронной эмиссии, Европейское космическое агентство рассматривает возможность использования америция для своих космических зондов. ^[106]

Другое предложенное космическое применение америция — топливо для космических кораблей с ядерным двигателем. Оно основано на очень высокой скорости ядерного деления ^242m Am, которая может поддерживаться даже в фольге толщиной в микрометр. Малая толщина позволяет избежать проблемы самопоглощения испускаемого излучения. Эта проблема актуальна для урановых или плутониевых стержней, в которых только поверхностные слои обеспечивают альфа-частицы. ^{[107] [108]} Продукты деления ^242m Am могут либо напрямую приводить в движение космический корабль, либо нагревать толкающий газ. Они также могут передавать свою энергию жидкости и вырабатывать электричество через магнитогидродинамический генератор . ^[109]

Еще одно предложение, использующее высокую скорость ядерного деления ^242m Am, — это ядерная батарея. Ее конструкция основана не на энергии испускаемых америцием альфа-частиц, а на их заряде, то есть америций действует как самоподдерживающийся «катод». Один заряд ^242m Am весом 3,2 кг такой батареи может обеспечить около 140 кВт мощности в течение 80 дней. ^[110] Даже при всех потенциальных преимуществах, современные применения ^242m Am пока сдерживаются дефицитом и высокой ценой этого конкретного ядерного изомера . ^[109]

В 2019 году исследователи из Национальной ядерной лаборатории Великобритании и Университета Лестера продемонстрировали использование тепла, вырабатываемого америцием, для освещения небольшой лампочки. Эта технология может привести к созданию систем для питания миссий длительностью до 400 лет в межзвездном пространстве , где солнечные панели не работают. ^{[111] [112]}

Источник нейтронов

Оксид ²⁴¹ Am, спрессованный с бериллием , является эффективным источником нейтронов . Здесь америций выступает в качестве источника альфа, а бериллий производит нейтроны благодаря своему большому сечению для 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 распространенным применением источников нейтронов ²⁴¹ AmBe является 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 в приложениях для каротажа скважин, а также в нейтронной радиографии , томографии и других радиохимических исследованиях. ^[113]

Производство других элементов

Америций является исходным материалом для производства других трансурановых элементов и трансактинидов – например, 82,7% ²⁴² Am распадается на ²⁴² Cm и 17,3% на ²⁴² Pu. В ядерном реакторе ²⁴² Am также преобразуется путем захвата нейтронов в ²⁴³ Am и ²⁴⁴ Am, который преобразуется путем β-распада 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. ^[113] Кроме 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. Аналогично, нобелий был получен в Объединенном институте ядерных исследований , Дубна , Россия, в 1965 году в нескольких реакциях, одна из которых включала облучение ²⁴³ Am ионами ¹⁵ N. Кроме того, одна из реакций синтеза лоуренсия , открытая учеными из Беркли и Дубны, включала бомбардировку ²⁴³ Am ионами ¹⁸ O. ^[11]

Спектрометр

Америций-241 использовался в качестве портативного источника как гамма-лучей, так и альфа-частиц для ряда медицинских и промышленных целей. Гамма-излучение 59,5409 кэВ от ²⁴¹ Am в таких источниках может использоваться для косвенного анализа материалов в радиографии и рентгеновской флуоресцентной спектроскопии, а также для контроля качества в стационарных ядерных измерителях плотности и ядерных денситометрах . Например, элемент использовался для измерения толщины стекла при создании плоского стекла. ^[29] Америций-241 также подходит для калибровки гамма-спектрометров в диапазоне низких энергий, поскольку его спектр состоит из почти одного пика и незначительного комптоновского континуума (по крайней мере на три порядка ниже интенсивности). ^[114] Гамма-лучи америция-241 также использовались для обеспечения 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 соглашениям. Хотя большинство изотопов америция в основном испускают альфа-частицы, которые могут быть заблокированы тонкими слоями обычных материалов, многие из дочерних продуктов испускают гамма-лучи и нейтроны, которые имеют большую глубину проникновения. ^[115]

При употреблении большая часть америция выводится в течение нескольких дней, и только 0,05% всасывается в кровь, из которых примерно 45% поступает в печень и 45% в кости, а оставшиеся 10% выводятся. Поглощение печенью зависит от человека и увеличивается с возрастом. В костях америций сначала откладывается на кортикальных и трабекулярных поверхностях и медленно перераспределяется по костям со временем. Биологический период полураспада ²⁴¹ Am составляет 50 лет в костях и 20 лет в печени, тогда как в гонадах (яичках и яичниках) он остается постоянно; во всех этих органах америций способствует образованию раковых клеток в результате своей радиоактивности. ^{[23] [116] [117]}

Америций часто попадает на свалки из выброшенных дымовых извещателей . Правила, связанные с утилизацией дымовых извещателей, смягчены в большинстве юрисдикций. В 1994 году 17-летний Дэвид Хан извлек америций примерно из 100 дымовых извещателей, пытаясь построить ядерный реактор-размножитель. ^{[118] [119] [120] [121]} Было несколько случаев воздействия америция, худший случай произошел с техником по химическим операциям Гарольдом Маккласки , который в возрасте 64 лет подвергся воздействию америция-241 в 500 раз превышающему профессиональную норму в результате взрыва в своей лаборатории. Маккласки умер в возрасте 75 лет от не связанной с этим ранее существующей болезни. ^{[122] [123]}

Смотрите также

• Актиниды в окружающей среде
• Категория:Соединения америция

Примечания

1. «Метастабильное» состояние обозначается буквой m.

Ссылки

1. Muller, W.; Schenkel, R.; Schmidt, HE; ​​Spirlet, JC; McElroy, DL; Hall, ROA; Mortimer, MJ (1978). «Электрическое сопротивление и удельная теплоемкость металлического америция». Журнал физики низких температур . 30 (5–6): 561. Bibcode : 1978JLTP...30..561M. doi : 10.1007/BF00116197.
2. Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . стр. 28. ISBN 978-0-08-037941-8.
3. Уист, Роберт (1984). CRC, Справочник по химии и физике . Бока-Ратон, Флорида: Chemical Rubber Company Publishing. стр. E110. ISBN 0-8493-0464-4.
4. Kondev, FG; Wang, M.; Huang, WJ; Naimi, S.; Audi, G. (2021). «Оценка ядерных свойств NUBASE2020» (PDF) . Chinese Physics C. 45 ( 3): 030001. doi :10.1088/1674-1137/abddae.
5. Сиборг, Гленн Т. (1946). «Трансурановые элементы». Science . 104 (2704): 379–386. Bibcode :1946Sci...104..379S. doi :10.1126/science.104.2704.379. JSTOR  1675046. PMID  17842184.
6. Kostecka, Keith (2008). «Америций – от открытия до детектора дыма и дальше» (PDF) . Bull. Hist. Chem . 33 (2): 89–93. Архивировано (PDF) из оригинала 9 октября 2022 г.
7. «C&En: Это элементарно: Периодическая таблица — Америций».
8. Некролог доктора Леона Оуэна (Тома) Моргана (1919–2002), получено 28 ноября 2010 г.
9. Сиборг, Г.Т.; Джеймс, Р.А. и Морган, Л.О.: "Новый элемент америций (атомный номер 95)", THIN PPR (Национальная серия ядерной энергетики, 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.), получено 28 ноября 2010 г.
10. Стрит, К.; Гиорсо, А.; Сиборг, Г. (1950). «Изотопы америция». Physical Review . 79 (3): 530. Bibcode : 1950PhRv...79..530S. doi : 10.1103/PhysRev.79.530.
11. Greenwood, стр. 1252
12. "Америций (Am) | AMERICAN ELEMENTS ®". American Elements: The Materials Science Company . Получено 9 мая 2024 г.
13. Pepling, Rachel Sheremeta (2003). "Chemical & Engineering News: It's Elemental: The Periodic Table – Americium" . Получено 7 июля 2010 г. .
14. Роберт Э. Кребс (2006). История и использование химических элементов нашей Земли: справочное руководство (второе издание). Greenwood Publishing Group. стр. 322. ISBN 978-0-313-33438-2.
15. Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (1997). "Оценка ядерных и распадающихся свойств с помощью NUBASE" (PDF) . Nuclear Physics A . 624 (1): 1–124. Bibcode :1997NuPhA.624....1A. doi :10.1016/S0375-9474(97)00482-X. Архивировано из оригинала (PDF) 23 сентября 2008 г.
16. Сиборг, Гленн Т. Патент США 3,156,523 «Элемент», Дата подачи: 23 августа 1946 г., Дата выдачи: 10 ноября 1964 г.
17. Westrum, Edgar F.; Eyring, Leroy (1951). «Получение и некоторые свойства металлического америция». Журнал Американского химического общества . 73 (7): 3396. doi :10.1021/ja01151a116. hdl : 2027/mdp.39015086480962 .
18. Земля, Рэйчел Росс 2017-05-23T02:31:00Z Planet (23 мая 2017 г.). "Факты об америции". livescience.com . Получено 10 августа 2019 г. .{{cite web}}: CS1 maint: numeric names: authors list (link)
19. "Америций - Информация об элементах, свойствах и использовании | Периодическая таблица". www.rsc.org . Получено 10 августа 2019 г. .
20. Thornton, Brett F.; Burdette, Shawn C. (2019). «Нейтронная звёздная пыль и элементы Земли». Nature Chemistry . 11 (1): 4–10. Bibcode : 2019NatCh..11....4T. doi : 10.1038/s41557-018-0190-9. PMID  30552435. S2CID  54632815. Получено 19 февраля 2022 г.
21. Fields, PR; Studier, MH; Diamond, H.; et al. (1956). «Трансплутониевые элементы в отходах термоядерных испытаний». Physical Review . 102 (1): 180–182. Bibcode :1956PhRv..102..180F. doi :10.1103/PhysRev.102.180.
22. Эрикссон, Матс (апрель 2002 г.). Об оружейном плутонии в арктической среде (PDF) . Национальная лаборатория Рисё, Роскилле, Дания: Лундский университет . стр. 28. Архивировано из оригинала (PDF) 18 декабря 2008 г. Получено 15 ноября 2008 г.
23. Информационный листок о здоровье человека по америцию Архивировано 16 июля 2011 г. в Wayback Machine , Национальная лаборатория Лос-Аламоса, получено 28 ноября 2010 г.
24. 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
25. Baetslé, L. Применение разделения/трансмутации радиоактивных материалов при управлении радиоактивными отходами Архивировано 26 апреля 2005 г. в Wayback Machine , Ядерный исследовательский центр Бельгии Sck/Cen, Mol, Бельгия, сентябрь 2001 г., получено 28 ноября 2010 г.
26. Фиони, Габриэль; Крибье, Мишель и Мари, Фредерик Может ли второстепенный актинид, америций-241, быть трансмутирован тепловыми нейтронами? Архивировано 11 ноября 2007 г. в Wayback Machine , Department of Astrophysics, CEA/Saclay, получено 28 ноября 2010 г.
27. Эмсли, Джон (2011). Строительные блоки природы: путеводитель по элементам от А до Я (новое издание). Нью-Йорк, Нью-Йорк: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-960563-7.
28. Гопка, В.Ф.; Ющенко, АВ; Ющенко, ВА; Панов, И.В.; Ким, Ч. (15 мая 2008 г.). «Идентификация линий поглощения короткоживущих актинидов в спектре звезды Пшибыльского (HD 101065)». Кинематика и физика небесных тел . 24 (2): 89–98. Bibcode :2008KPCB...24...89G. doi :10.3103/S0884591308020049. S2CID  120526363.
29. Greenwood, стр. 1262
30. Детекторы дыма и америций Архивировано 12 ноября 2010 г. на Wayback Machine , Всемирная ядерная ассоциация, январь 2009 г., получено 28 ноября 2010 г.
31. Hammond CR "The elements" в Lide, DR, ed. (2005). CRC Handbook of Chemistry and Physics (86th ed.). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5.
32. Эмелеус, Х. Дж.; Шарп, А. Г. (1987). Достижения в неорганической химии. Academic Press. стр. 2. ISBN 978-0-08-057880-4.
33. BREDL Southern Anti-Plutonium Campaign, Blue Ridge Environmental Defense League, получено 28 ноября 2010 г.
34. Сасахара, А.; и др. (2004). «Оценка источника нейтронов и гамма-излучения для отработанного топлива LWR с высоким выгоранием UO2 и MOX». Журнал ядерной науки и технологий . 41 (4): 448–456. doi : 10.3327/jnst.41.448 .article/200410/000020041004A0333355.php Аннотация Архивировано 24 ноября 2010 г. на Wayback Machine
35. Пеннеман, стр. 34–48.
36. Хадсон, М.Дж. и др. (2003). «Координационная химия 1,2,4-триазинилбипиридинов с элементами лантанидов (III) – последствия для разделения америция (III)». Dalton Trans. (9): 1675–1685. doi :10.1039/b301178j.
37. Geist, A.; et al. (11–13 декабря 2000 г.). «Actinide(III)/Lanthanide(III) Partitioning Using n-Pr-BTP as Extractant: Extraction Kinetics and Extraction Test in a Hollow Fiber Module» (PDF) . 6th Information Exchange Meeting on Actinide and Fission Product Partitioning and Transmutation . OECD Nuclear Energy Agency . Архивировано из оригинала (PDF) 24 сентября 2015 г. . Получено 26 мая 2014 г. .
38. 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.
39. Geist, A.; et al. (14–16 октября 2002 г.). "Эффективное разделение актинидов(III)-лантанидов(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 оригинального (PDF) 29 сентября 2009 г. . Получено 17 марта 2007 г. .
40. Энсор, Д.Д. "Исследования разделения f-элементов" (PDF) . Технический университет Теннесси . Архивировано из оригинала (PDF) 22 сентября 2006 г.
41. Magnusson D; Christiansen B; Foreman MRS; Geist A; Glatz JP; Malmbeck R; Modolo G; Serrano-Purroy D & Sorel C (2009). "Демонстрация процесса SANEX в центробежных контакторах с использованием молекулы CyMe4-BTBP на подлинном топливном растворе" . Извлечение растворителем и ионный обмен . 27 (2): 97. doi :10.1080/07366290802672204. S2CID  94720457.
42. Пеннеман, стр. 25
43. Gmelin Handbook of Inorganic Chemistry , System No. 71, transuranics, Part B 1, pp. 57–67.
44. Penneman, стр. 3
45. Wade, W.; Wolf, T. (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.
46. Benedict, U. (1984). «Изучение актинидных металлов и соединений актинидов под высоким давлением». Journal of the Less Common Metals . 100 : 153. doi :10.1016/0022-5088(84)90061-4.
47. МакВан, ДБ; Каннингем, ББ; Уоллманн, Дж. К. (1962). «Кристаллическая структура, тепловое расширение и точка плавления металлического америция». Журнал неорганической и ядерной химии . 24 (9): 1025. doi :10.1016/0022-1902(62)80246-2.
48. Young, DA (1991). Фазовые диаграммы элементов. University of California Press. стр. 226. ISBN 978-0-520-91148-2.
49. Бенедикт, У.; Дюфур, К. (1980). "Низкотемпературное расширение решетки диоксида америция". Physica B+C . 102 (1): 303. Bibcode : 1980PhyBC.102..303B. doi : 10.1016/0378-4363(80)90178-3.
50. Канеллакопулос, Б.; Блез, А.; Фурнье, Дж. М.; Мюллер, В. (1975). «Магнитная восприимчивость америция и металла кюрия». Solid State Communications . 17 (6): 713. Bibcode : 1975SSCom..17..713K. doi : 10.1016/0038-1098(75)90392-0.
51. Mondal, JU; Raschella, DL; Haire, RG; Petereson, JR (1987). "Энтальпия раствора металла 243Am и стандартная энтальпия образования Am3+(aq)". Thermochimica Acta . 116 : 235. doi :10.1016/0040-6031(87)88183-2.
52. Penneman, стр. 4
53. 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.
54. Гринвуд, стр. 1265
55. Пеннеман, стр. 10–14.
56. Asprey, LB; Penneman, RA (1961). "Первое наблюдение водного тетравалентного америция1". Журнал Американского химического общества . 83 (9): 2200. doi :10.1021/ja01470a040.
57. Coleman, JS; Keenan, TK; Jones, LH; Carnall, WT; Penneman, RA (1963). «Получение и свойства америция (VI) в водных растворах карбоната». Неорганическая химия . 2 : 58. doi :10.1021/ic50005a017.
58. Asprey, LB; Stephanou, SE; Penneman, RA (1951). "Шестивалентный америций". Журнал Американского химического общества . 73 (12): 5715. doi :10.1021/ja01156a065.
59. Виберг, стр. 1956
60. Вернер, Л. Б.; Перлман, И. (1951). «Пятивалентное состояние америция». Журнал Американского химического общества . 73 : 495. doi : 10.1021/ja01145a540. hdl : 2027/mdp.39015086479774 .
61. 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.
62. Коулмен, Джеймс С. (1963). «Кинетика диспропорционирования америция(V)». Неорганическая химия . 2 : 53. doi :10.1021/ic50005a016.
63. Гринвуд, стр. 1275
64. Эспри, Л. Б.; Стефану, С. Э.; Пеннеман, Р. А. (1950). «Новое валентное состояние америция, Am(Vi)1». Журнал Американского химического общества . 72 (3): 1425. doi :10.1021/ja01159a528.
65. Акимото, Y. (1967). «Заметка об AmN и AmO». Журнал неорганической и ядерной химии . 29 (10): 2650–2652. doi :10.1016/0022-1902(67)80191-X.
66. Виберг, стр. 1972
67. Гринвуд, стр. 1267.
68. Пеннеман, стр. 5
69. Wiberg, стр. 1969
70. Asprey, LB; Keenan, TK; Kruse, FH (1965). "Кристаллические структуры трифторидов, трихлоридов, трибромидов и трииодидов америция и кюрия". Неорганическая химия . 4 (7): 985. doi :10.1021/ic50029a013. S2CID  96551460.
71. Байбарц, 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.
72. Greenwood, стр. 1272
73. Asprey, LB (1954). "Новые соединения четырехвалентного америция, AmF ₄ , KAmF ₅ ". Журнал Американского химического общества . 76 (7): 2019. doi :10.1021/ja01636a094.
74. Гринвуд, стр. 1271.
75. Пеннеман, стр. 6
76. Бернс, Джон Х.; Петерсон, Джозеф Ричард (1971). «Кристаллические структуры гексагидрата трихлорида америция и гексагидрата трихлорида берклия». Неорганическая химия . 10 : 147. doi :10.1021/ic50095a029.
77. Damien, D.; Jove, J. (1971). "Дисульфид и диселенид америция". Inorganic and Nuclear Chemistry Letters . 7 (7): 685. doi :10.1016/0020-1650(71)80055-7.
78. Roddy, J. (1974). "Америций металлиды: AmAs, AmSb, AmBi, Am3Se4 и AmSe2". Журнал неорганической и ядерной химии . 36 (11): 2531. doi :10.1016/0022-1902(74)80466-5.
79. Дэмиен, Д. (1972). «Трителлурид и дителлурид америция». Inorganic and Nuclear Chemistry Letters . 8 (5): 501. doi :10.1016/0020-1650(72)80262-9.
80. Charvillat, J.; Damien, D. (1973). "Моноарсенид америция". Inorganic and Nuclear Chemistry Letters . 9 (5): 559. doi :10.1016/0020-1650(73)80191-6.
81. Вайгель, Ф.; Виттманн, Ф.; Маркварт, Р. (1977). "Америций моносилицид и "дисилицид"". Журнал менее распространенных металлов . 56 : 47. doi :10.1016/0022-5088(77)90217-X.
82. Lupinetti, AJ et al . Патент США 6,830,738 «Низкотемпературный синтез актинидных тетраборидов с помощью твердофазных реакций метатезиса», подан 4 апреля 2002 г., выдан 14 декабря 2004 г.
83. Эйк, Гарри А.; Малфорд, РНР (1969). «Бориды америция и нептуния». Журнал неорганической и ядерной химии . 31 (2): 371. doi :10.1016/0022-1902(69)80480-X.
84. Эльшенбройх, Кристоф (2008). Металлоорганика . Vieweg+teubner Verlag. п. 589. ИСБН 978-3-8351-0167-8.
85. Альбрехт-Шмитт, Томас Э. (2008). Металлоорганическая и координационная химия актинидов. Springer. стр. 8. ISBN 978-3-540-77836-3.
86. Дуткевич, Михал С.; Апостолидис, Христос; Вальтер, Олаф; Арнольд, Полли Л. (30 января 2017 г.). «Восстановительная химия комплексов циклопентадиенида нептуния: от структуры к пониманию». Chemical Science . 2017 (8): 2553–61. doi :10.1039/C7SC00034K. PMC 5431675 . PMID  28553487. 
87. Girnt, Denise; Roesky, Peter W.; Geist, Andreas; Ruff, Christian M.; Panak, Petra J.; Denecke, Melissa A. (2010). "6-(3,5-Dimethyl-1H-pyrazol-1-yl)-2,2'-bipyridine as Ligand for Actinide(III)/Lanthanide(III) Separation" (PDF) . Неорганическая химия . 49 (20): 9627–35. doi :10.1021/ic101309j. PMID  20849125.
88. Toeniskoetter, Steve; Dommer, Jennifer и Dodge, Tony Биохимические периодические таблицы – Америций, Университет Миннесоты, получено 28 ноября 2010 г.
89. Додж, К.Дж. и др. (1998). «Роль микробов как биоколлоидов в транспортировке актинидов из глубокого подземного хранилища радиоактивных отходов». Radiochim. Acta . 82 : 347–354. doi :10.1524/ract.1998.82.special-issue.347. S2CID  99777562.
90. MacAskie, LE; Jeong, BC; Tolley, MR (1994). «Ферментативно ускоренная биоминерализация тяжелых металлов: применение для удаления америция и плутония из водных потоков». FEMS Microbiology Reviews . 14 (4): 351–67. doi : 10.1111/j.1574-6976.1994.tb00109.x . PMID  7917422.
91. Wurtz, EA; Sibley, TH; Schell, WR (1986). «Взаимодействие Escherichia coli и морских бактерий с 241Am в лабораторных культурах». Health Physics . 50 (1): 79–88. doi :10.1097/00004032-198601000-00007. PMID  3511007.
92. Фрэнсис, А. Дж. и др. (1998). «Роль бактерий как биоколлоидов в транспортировке актинидов из глубокого подземного хранилища радиоактивных отходов». Radiochimica Acta . 82 : 347–354. doi :10.1524/ract.1998.82.special-issue.347. OSTI  2439. S2CID  99777562.
93. Лю, Н.; Ян, И.; Ло, С.; Чжан, Т.; Цзинь, Дж.; Ляо, Дж.; Хуа, Х. (2002). «Биосорбция 241Am Rhizopus arrihizus: предварительное исследование и оценка». Applied Radiation and Isotopes . 57 (2): 139–43. doi :10.1016/s0969-8043(02)00076-3. PMID  12150270.
94. Пфенниг, Г.; Клеве-Небениус Х. и Зельманн Эггеберт В. (ред.): Нуклид Карлсруэ , 7-е издание, 2006 г.
95. 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
96. Институт радиационной защиты и ядерной безопасности, «Оценка данных о безопасности ядерной критичности и пределов содержания актинидов при транспортировке», стр. 16.
97. Ронен, Й.; Абоуди, М. и Регев, Д. (2000). «Новый метод производства энергии с использованием 242mAm в качестве ядерного топлива». Ядерные технологии . 129 (3): 407–417. Bibcode : 2000NucTe.129..407R. doi : 10.13182/nt00-a3071. S2CID  91916073.
98. Ронен, И.; Абоуди, М. и Регев, Д. (2001). «Гомогенный реактор ^{на 242 м} Am-Fueled для нейтронной захватной терапии». Ядерная наука и инженерия . 138 (3): 295–304. Bibcode : 2001NSE...138..295R. doi : 10.13182/nse01-a2215. OSTI  20804726. S2CID  118801999.
99. Клинк, Кристиан. "α-распад 241Am. Теория – Курс лекций по радиоактивности". Технический университет Кайзерслаутерна. Архивировано из оригинала 6 июля 2011 года . Получено 28 ноября 2010 года .
100. "Дымовые извещатели и америций", Информационный бюллетень по ядерным вопросам , том 35, май 2002 г., архивировано из оригинала 11 сентября 2002 г. , извлечено 26 августа 2015 г.
101. Характеристики пожарной сигнализации в жилых помещениях, Томас Клири. Лаборатория исследований зданий и пожаров, Национальный институт стандартов и технологий; Семинар по динамике дыма и огня UL. Ноябрь 2007 г.
102. Буковски, РВ и др . (2007) Анализ эффективности домашних дымовых извещателей. Анализ реагирования нескольких доступных технологий в условиях пожара в жилых помещениях. Архивировано 22 августа 2010 г. в Wayback Machine , Техническая записка NIST 1455-1.
103. "Информационный листок по детекторам дыма и америцию-241" (PDF) . Канадское ядерное общество. Архивировано из оригинала (PDF) 25 марта 2016 года . Получено 31 августа 2009 года .
104. Gerberding, Julie Louise (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 года . Получено 29 августа 2009 года .
105. Основные элементы статических РИТЭГ Архивировано 15 февраля 2013 г. в Wayback Machine , GL Kulcinski, NEEP 602 Course Notes (весна 2000 г.), Nuclear Power in Space, University of Wisconsin Fusion Technology Institute (см. последнюю страницу)
106. Космические агентства решают проблему сокращения запасов плутония, Spaceflight now, 9 июля 2010 г.
107. «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. Получено 22 ноября 2007 г.
108. Каммаш, Т.; и др. (10 января 1993 г.). "Ядерная ракета с газовым сердечником на америциевом топливе" (PDF) . AIP Conf. Proc . Десятый симпозиум по космической ядерной энергетике и движению. Том 271. стр. 585–589. doi :10.1063/1.43073. hdl : 2027.42/87734 .
109. Ronen, Y.; Shwageraus, E. (2000). "Сверхтонкие топливные элементы 242mAm в ядерных реакторах". Ядерные приборы и методы в физических исследованиях. Раздел A: Ускорители, спектрометры, детекторы и сопутствующее оборудование . 455 (2): 442. Bibcode :2000NIMPA.455..442R. doi :10.1016/S0168-9002(00)00506-4.
110. Genuth, Iddo Источник энергии из америция Архивировано 7 мая 2010 г. в Wayback Machine , Будущее вещей, 3 октября 2006 г., Получено 28 ноября 2010 г.
111. "Британские ученые генерируют электроэнергию из редкого элемента для питания будущих космических миссий". Национальная ядерная лаборатория . 3 мая 2019 г. Получено 3 мая 2019 г.
112. "Редкий элемент может стать источником энергии для дальних космических миссий". E&T Engineering and Technology . Institution of Engineering and Technology . 3 мая 2019 г. Получено 3 мая 2019 г.
113. 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.
114. Nuclear Data Viewer 2.4 Архивировано 1 июня 2017 г. на Wayback Machine , NNDC
115. Заявление общественного здравоохранения об америции, раздел 1.5., Агентство по токсичным веществам и регистрации заболеваний, апрель 2004 г., получено 28 ноября 2010 г.
116. Отдел охраны окружающей среды, Управление радиационной защиты (ноябрь 2002 г.). "Информационный бюллетень № 23. Америций-241" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 11 ноября 2010 г. . Получено 28 ноября 2010 г. .
117. Фриш, Франц Кристально чистый, 100 x энергии , Bibliographisches Institut AG, Мангейм, 1977, ISBN 3-411-01704-X , стр. 184 
118. Кен Сильверстайн , Радиоактивный бойскаут: Когда подросток пытается построить реактор-размножитель. Harper's Magazine , ноябрь 1998 г.
119. ""Радиоактивный бойскаут" обвиняется в краже детектора дыма". Fox News . 4 августа 2007 г. Архивировано из оригинала 8 декабря 2007 г. Получено 28 ноября 2007 г.
120. "Человек, прозванный "Радиоактивным бойскаутом", признал себя виновным". Detroit Free Press . Associated Press. 27 августа 2007 г. Архивировано из оригинала 29 сентября 2007 г. Получено 27 августа 2007 г.
121. ""Радиоактивный бойскаут" приговорен к 90 дням за кражу детекторов дыма". Fox News . 4 октября 2007 г. Архивировано из оригинала 13 ноября 2007 г. Получено 28 ноября 2007 г.
122. Кэри, Аннет (25 апреля 2008 г.). «Доктор вспоминает «Атомного человека» Хэнфорда». Tri-City Herald . Архивировано из оригинала 10 февраля 2010 г. Получено 17 июня 2008 г.
123. AP wire (3 июня 2005 г.). «Работники атомной станции в Хэнфорде входят на место самой страшной аварии с загрязнением». Архивировано из оригинала 13 октября 2007 г. Получено 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.
• Stwertka, Albert (1999). Путеводитель по стихиям . Oxford University Press, 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