Америций — химический элемент¶

Америций (Am, лат. Americium) — химический элемент 9-й группы (по старой классификации — группы побочной подгруппы) VIIIA периода периодической таблицы Менделеева, актиноид. Атомный номер 103, атомная масса 243 (для наиболее стабильного изотопа ²⁴³Am). В природе практически не встречается: все известные образцы получены искусственно. Наиболее распространённый изотоп ²⁴¹Am применяется в ионизационных дымовых датчиках и в промышленных толщиномерах.

¶Открытие

Америций был впервые синтезирован в 1944 году в Металлургической лаборатории Чикагского университета (секретный проект «Манхэттен») командой Гленна Сиборга: в неё входили Альберт Гиорсо, Ральф Джеймс и Леонард Морган. Элемент был выделен из продуктов облучения плутония-239 нейтронами в ядерном реакторе. Изначально элемент был назван «понтий» (от лат. Pontus — название реки Понт, в честь родины Америки), но в 1945 году Сиборг предложил название «америций» по аналогии с эвропием, названным в честь континента. Открытие было засекречено до 1945 года, публично объявлено в 1946 году.

¶Получение

Америций не образуется в природных ядерных реакциях в значимых количествах. Основной метод получения — облучение нейтронами плутония-239 в ядерных реакторах:

²³⁹Pu + n → ²⁴⁰Pu + n → ²⁴¹Pu + n → ²⁴²Am

После облучения плутоний химически разделяют с америцием. В лабораторных масштабах америций получают также из облучённого урана. Мировое производство америция оценивается в сотни граммов в год. Основной производитель — Национальная лаборатория Оук-Ридж (США); в России америций производится на Северском радиохимическом заводе и в ФИАН.

¶Химические свойства

Америций — серебристо-белый металл, мягкий, в 3 раза мягче алюминия. Плотность 13,69 г/см³, температура плавления 1176 °C, кипения — 2607 °C. В водных растворах образует ионы Am³⁺, окрашенные в бледно-жёлтый цвет; также известны степени окисления +2, +4, +5, +6 и +7, хотя устойчивость высоких степеней окисления ограничена. Америций активно реагирует с кислородом, образуя оксид Am₂O₃, и с галогенами. В отличие от большинства актиноидов, в растворах устойчивое состояние — трёхвалентное.

¶Изотопы

Известно более 20 изотопов америция, массовые числа от 227 до 249. Наиболее значимы:

²⁴¹Am распадается с испусканием альфа-частиц с энергией 5,486 МэВ и гамма-излучения 59,5 кэВ, что делает его удобным источником для калибровки детекторов.

¶Применение

Основное применение — ионизационные дымовые датчики: ²⁴¹Am ионизирует воздух между электродами, и при попадании дыма ионный ток уменьшается, что фиксируется электроникой. Америций также применяется в нейтронных источниках (в сочетании с бериллием), в промышленных толщиномерах, в спектрометрии, в медицине (ранее — для лучевой терапии). В перспективе америций рассматривается как топливо для космических ядерных реакторов и как источник энергии для автономных генераторов.

¶Токсичность

Америций — радиоактивный элемент, опасный при попадании внутрь организма. Альфа-излучение ²⁴¹Am при вдыхании или проглатывании повреждает ткани и костный мозг. Работы с америцием ведутся в радиохимических лабораториях с соблюдением мер радиационной защиты.

¶Интересные факты

• Америций — первый синтетический элемент, полученный в чистом виде и взвешенный (1945 год).
• Небольшое количество америция содержится в дымовых датчиках, поэтому они считаются слабым источником радиоактивности в быту.
• Америций входит в группу актиноидов наряду с плутонием, кюрием и берклием.

¶Источники

• Сиборг Г. «Трансурановые элементы»
• Химическая энциклопедия, т. 1
• Периодическая таблица химических элементов Д. И. Менделеева