Изотопы америция - Isotopes of americium
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||
Америций ( 95 Am) - искусственный элемент , поэтому невозможно дать стандартный атомный вес . Как и все искусственные элементы, в нем нет известных стабильных изотопов . Первым синтезированным изотопом был 241 Am в 1944 году. Искусственный элемент распадается, выбрасывая альфа-частицы . Америций имеет атомный номер 95 (количество протонов в ядре атома америция).
Были охарактеризованы девятнадцать радиоизотопов америция - 223 Am, 229 Am, 230 Am и диапазон от 232 Am до 247 Am, причем наиболее стабильным из них является 243 Am с периодом полураспада 7370 лет и 241 Am с половиной. -жизнь 432,2 года. Все оставшиеся радиоактивные изотопы имеют период полураспада менее 51 часа, а у большинства из них период полураспада менее 100 минут. Этот элемент также имеет 8 метасостояний , наиболее стабильным из которых является 242m Am (t 1/2 = 141 год).
Список изотопов
Нуклид |
Z | N |
Изотопная масса ( Да ) |
Период полураспада |
Режим распада |
Дочерний изотоп |
Спин и паритет |
||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Энергия возбуждения | |||||||||||||||||||
223 утра | 95 | 128 | 5,2 (+ 12,0-4,4) мс | α | 219 нп | ||||||||||||||
229 утра | 95 | 134 | 229.04525 (9) | 1,8 (1,5) с | α | 225 нп | |||||||||||||
230 утра | 95 | 135 | 230.04609 (14) # | 32 (+ 22-9) с | β + (64,7%) | 230 Pu | |||||||||||||
β + , SF (35,3%) | (различный) | ||||||||||||||||||
232 утра | 95 | 137 | 232.04659 (32) # | 79 (2) с | β + (98%) | 232 Pu | |||||||||||||
α (2%) | 228 нп | ||||||||||||||||||
β + , SF (0,069%) | (различный) | ||||||||||||||||||
233 утра | 95 | 138 | 233.04635 (11) # | 3,2 (8) мин | β + | 233 Pu | |||||||||||||
α | 229 нп | ||||||||||||||||||
234 утра | 95 | 139 | 234.04781 (22) # | 2.32 (8) мин | β + (99,95%) | 234 Pu | |||||||||||||
α (0,04%) | 230 Нп | ||||||||||||||||||
β + , SF (0,0066%) | (различный) | ||||||||||||||||||
235 утра | 95 | 140 | 235.04795 (13) # | 9,9 (5) мин | β + | 235 Pu | 5 / 2- # | ||||||||||||
α (редко) | 231 нп | ||||||||||||||||||
236 утра | 95 | 141 | 236.04958 (11) # | 3,6 (1) мин | β + | 236 Pu | |||||||||||||
α | 232 нп | ||||||||||||||||||
237 утра | 95 | 142 | 237.05000 (6) # | 73,0 (10) мин | β + (99,97%) | 237 Pu | 5/2 (-) | ||||||||||||
α (0,025%) | 233 нп | ||||||||||||||||||
238 утра | 95 | 143 | 238.05198 (5) | 98 (2) мин | β + | 238 Pu | 1+ | ||||||||||||
α ( 10-4 %) | 234 нп | ||||||||||||||||||
238m Am | 2500 (200) # кэВ | 35 (10) мкс | |||||||||||||||||
239 утра | 95 | 144 | 239.0530245 (26) | 11.9 (1) ч | ЭК (99,99%) | 239 Pu | (5/2) - | ||||||||||||
α (0,01%) | 235 нп | ||||||||||||||||||
239 млн Am | 2500 (200) кэВ | 163 (12) нс | (7/2 +) | ||||||||||||||||
240 утра | 95 | 145 | 240.055300 (15) | 50,8 (3) ч | β + | 240 Pu | (3-) | ||||||||||||
α (1,9 × 10 −4 %) | 236 нп | ||||||||||||||||||
241 утра | 95 | 146 | 241.0568291 (20) | 432,2 (7) года | α | 237 нп | 5 / 2- | ||||||||||||
КД (7,4 × 10 -10 %) | 207 Tl, 34 Si | ||||||||||||||||||
SF (4,3 × 10 -10 %) | (различный) | ||||||||||||||||||
241m Am | 2200 (100) кэВ | 1,2 (3) мкс | SF | ||||||||||||||||
242 утра | 95 | 147 | 242.0595492 (20) | 16.02 (2) ч | β - (82,7%) | 242 см | 1− | ||||||||||||
ЭК (17,3%) | 242 Pu | ||||||||||||||||||
242м1 Ам | 48,60 (5) кэВ | 141 (2) года | IT (99,54%) | 242 утра | 5− | ||||||||||||||
α (0,46%) | 238 нп | ||||||||||||||||||
SF (1,5 × 10 -8 %) | (различный) | ||||||||||||||||||
242м2 Ам | 2200 (80) кэВ | 14.0 (10) мс | (2+, 3-) | ||||||||||||||||
243 утра | 95 | 148 | 243.0613811 (25) | 7 370 (40) лет | α | 239 нп | 5 / 2- | ||||||||||||
SF (3,7 × 10 -9 %) | (различный) | ||||||||||||||||||
244 утра | 95 | 149 | 244.0642848 (22) | 10,1 (1) ч | β - | 244 см | (6 -) # | ||||||||||||
244m Am | 86,1 (10) кэВ | 26 (1) мин | β - (99,96%) | 244 см | 1+ | ||||||||||||||
ЭК (0,0361%) | 244 Pu | ||||||||||||||||||
245 утра | 95 | 150 | 245.066452 (4) | 2,05 (1) ч | β - | 245 см | (5/2) + | ||||||||||||
246 утра | 95 | 151 | 246.069775 (20) | 39 (3) мин | β - | 246 см | (7-) | ||||||||||||
246m1 Am | 30 (10) кэВ | 25,0 (2) мин | β - (99,99%) | 246 см | 2 (-) | ||||||||||||||
ИТ (0,01%) | 246 утра | ||||||||||||||||||
246м2 Ам | ~ 2000 кэВ | 73 (10) мкс | |||||||||||||||||
247 утра | 95 | 152 | 247.07209 (11) # | 23,0 (13) мин | β - | 247 см | (5/2) # | ||||||||||||
Этот заголовок и нижний колонтитул таблицы: |
- ^ m Am - Возбужденный ядерный изомер .
- ^ () - Неопределенность (1 σ ) дана в сжатой форме в скобках после соответствующих последних цифр.
- ^ # - Атомная масса с пометкой #: значение и погрешность получены не из чисто экспериментальных данных, а, по крайней мере, частично из трендов по массовой поверхности (TMS).
-
^
Режимы распада:
CD: Распад кластера EC: Электронный захват ЭТО: Изомерный переход SF: Самопроизвольное деление - ^ () значение спина - указывает вращение со слабыми аргументами присваивания.
- ^ a b # - Значения, отмеченные знаком #, получены не только из экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично из трендов соседних нуклидов (TNN).
- ^ a b Наиболее распространенные изотопы
Актиниды против продуктов деления
Актиниды по цепочке распада |
Период полураспада ( а ) |
Продукты деления из 235 U по доходности | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
4 п | 4 п +1 | 4 п +2 | 4 п +3 | |||||
4,5–7% | 0,04–1,25% | <0,001% | ||||||
228 Ра№ | 4–6 а | † | 155 Euþ | |||||
244 смƒ | 241 Puƒ | 250 КФ | 227 Ас№ | 10–29 а | 90 Sr | 85 кр | 113м кдþ | |
232 Uƒ | 238 Puƒ | 243 смƒ | 29–97 а | 137 Cs | 151 смþ | 121 м Sn | ||
248 Bk | 249 Cfƒ | 242m Amƒ | 141–351 а |
Никакие продукты деления не |
||||
241 Amƒ | 251 Cfƒ | 430–900 а | ||||||
226 Ra№ | 247 Bk | 1,3–1,6 тыс. Лет | ||||||
240 Pu | 229 Чт | 246 смƒ | 243 Amƒ | 4,7–7,4 тыс. Лет назад | ||||
245 смƒ | 250 см | 8,3–8,5 тыс. Лет | ||||||
239 Puƒ | 24,1 тыс. Лет назад | |||||||
230 Чт№ | 231 Па№ | 32–76 тыс. Лет назад | ||||||
236 Npƒ | 233 Uƒ | 234 У№ | 150–250 тыс. Лет назад | ‡ | 99 Tc₡ | 126 Sn | ||
248 см | 242 Pu | 327–375 тыс. Лет назад | 79 Se₡ | |||||
1,53 млн лет | 93 Zr | |||||||
237 Npƒ | 2,1–6,5 млн лет | 135 Cs₡ | 107 Pd | |||||
236 U | 247 смƒ | 15–24 млн лет | 129 I₡ | |||||
244 Pu | 80 млн лет |
... не более 15,7 млн лет |
||||||
232 Чт№ | 238 У№ | 235 Uƒ№ | 0,7–14,1 млрд лет | |||||
Легенда для верхнего индекса символов |
Известные изотопы
Америций-241
Америций-241 - наиболее распространенный изотоп америция в ядерных отходах. Это изотоп, используемый в детекторе дыма америция на основе ионизационной камеры . Это потенциальное топливо для радиоизотопных термоэлектрических генераторов с длительным сроком службы .
Параметр | Ценить |
---|---|
Атомная масса | 241.056829 u |
Избыток массы | 52930 кэВ |
Энергия бета-распада | -767 кэВ |
Вращаться | 5 / 2- |
Период полураспада | 432,6 года |
Самопроизвольные деления | 1200 за кг с |
Спад тепла | 114 Вт / кг |
Возможные родительские нуклиды: бета от 241 Pu , захват электронов от 241 Cm, альфа от 245 Bk.
Америций-241 распадается в результате альфа-излучения с побочным продуктом гамма-излучения . Его присутствие в плутонии определяется исходной концентрацией плутония-241 и возрастом образца. Из-за низкого проникновения альфа-излучения Америций-241 представляет опасность для здоровья только при проглатывании или вдыхании. Более старые образцы плутония, содержащие плутоний-241, содержат накопление 241 Am. Может потребоваться химическое удаление америция из переработанного плутония (например, при переработке плутониевых карьеров ).
Америций-242m
Вероятность | Режим распада | Энергия распада | Продукт распада |
---|---|---|---|
99,54% | изомерный переход | 0,05 МэВ | 242 утра |
0,46% | альфа-распад | 5,64 МэВ | 238 нп |
(1,5 ± 0,6) × 10 −10 | спонтанное деление | ~ 200 МэВ | продукты деления |
Америций-242m имеет массу 242,0595492 г / моль. Это один из редких случаев, таких как 180m Ta , 210m Bi и множественные изомеры гольмия , когда ядерный изомер с более высокой энергией более стабилен, чем изомер с более низкой энергией, америций-242 .
242m Am является делящимся (потому что у него нечетное количество нейтронов ) и имеет низкую критическую массу , сравнимую с массой 239 Pu . Он имеет очень высокое поперечное сечение деления, и если в ядерном реакторе разрушается относительно быстро. Было проведено исследование, можно ли использовать этот изотоп для создания нового типа ядерной ракеты .
Вероятность | Режим распада | Энергия распада | Продукт распада |
---|---|---|---|
82,70% | бета-распад | 0,665 МэВ | 242 см |
17,30% | захват электронов | 0,751 МэВ | 242 Pu |
Америций-243
Америций-243 имеет массу 243,06138 г / моль и период полураспада 7370 лет, что является самым продолжительным из всех изотопов америция. Он образуется в ядерном топливном цикле с помощью захвата нейтронов на плутоний-242 с последующим бета - распада . Производство растет экспоненциально с увеличением выгорания в общей сложности 5 захватов нейтронов на 238 U требуются.
Он распадается либо путем испускания альфа-частицы (с энергией распада 5,27 МэВ) до 239 Np, который затем быстро распадается до 239 Pu , либо, нечасто, путем спонтанного деления .
Что касается других изотопов америция и в целом для всех альфа-излучателей, 243 Am является канцерогенным в случае внутреннего загрязнения после вдыхания или проглатывания. 243 Am также представляет опасность внешнего облучения, связанного с гамма-лучами, испускаемыми его короткоживущим продуктом распада 239 Np . Риск внешнего облучения для двух других изотопов америция ( 241 Am и 242m Am) составляет менее 10% от такового для америция-243.
Смотрите также
использованная литература
Источники
- Изотопные массы из:
- Изотопные составы и стандартные атомные массы из:
- де Лаэтер, Джон Роберт ; Бёльке, Джон Карл; Де Бьевр, Поль; Хидака, Хироши; Пайзер, Х. Штеффен; Росман, Кевин-младший; Тейлор, Филип DP (2003). «Атомный вес элементов. Обзор 2000 (Технический отчет IUPAC)» . Чистая и прикладная химия . 75 (6): 683–800. DOI : 10.1351 / pac200375060683 .
- Визер, Майкл Э. (2006). «Атомный вес элементов 2005 (Технический отчет IUPAC)» . Чистая и прикладная химия . 78 (11): 2051–2066. DOI : 10,1351 / pac200678112051 . Выложите резюме .
- Данные о периоде полураспада, спине и изомерах выбраны из следующих источников.
- Национальный центр ядерных данных . «База данных NuDat 2.x» . Брукхейвенская национальная лаборатория .
- МАГАТЭ - Секция ядерных данных. Живая карта нуклидов. Венский международный центр.
- Холден, Норман Э. (2004). «11. Таблица изотопов». В Лиде, Дэвид Р. (ред.). CRC Справочник по химии и физике (85-е изд.). Бока-Ратон, Флорида : CRC Press . ISBN 978-0-8493-0485-9.