Americium, ett silvervitt, syntetiskt element, skapas under kärnreaktioner av tunga element. Elementet och dess isotoper har väldigt få men viktiga användningsområden, inklusive rökdetektorer som finns i nästan alla byggnader och potentialen att driva framtida rymduppdrag.

Americium är ett mycket radioaktivt element som kan vara farlig vid felaktig hantering och kan orsaka allvarliga sjukdomar. Eftersom det inte finns naturligt i miljön, är det mycket liten chans att människor och djur skulle påverkas av grundämnet såvida de inte är mycket nära plutoniumbaserade kärnreaktorer.

Bara fakta

• Atomnummer (antal protoner i kärnan): 95
• Atomsymbol (i det periodiska elementet): Am
• Atomvikt ( atomens genomsnittliga massa): 243
• Densitet: 7,91 uns per kubikcentimeter (13,69 gram per kubikcentimeter)
• Fas vid rumstemperatur: fast
• smältning punkt: 2.149 grader Fahrenheit (1.176 grader Celsius)
• Kokpunkt: 3 652 F (2.011 C)
• Antal naturliga isotoper (atomer av samma element med ett annat antal neutroner) : 0. Det finns minst 19 radioaktiva isotoper skapade i ett laboratorium.
• Vanligaste isotoper: Am-241 (försumbar procent av naturligt överflöd), Am-243 (försumbar procent av naturligt överflöd)

Historia

Glenn Seaborg, Albert Ghiorso, Ralph James och Tom Morgan upptäckte americium, liksom curium, 1944 under deras arbete vid krigstidens Metallurgical Laboratory vid University of Chicago (nu känt som Argonne National Laboratory), enligt en artikel från 2008 i Bulletin for the History of Chemistry av Keith Costecka, en amerikansk kemist och miljövetenskapsman. Forskarna producerade det syntetiska elementet genom att bombardera plutonium-239 med neutroner för att skapa plutonium-240 och sedan igen för att skapa plutonium-241. Plutonium-241 sönderdelades sedan till americium-241. Americium är det tredje syntetiska transuraniska elementet och det fjärde som upptäcks.

Upptäckten av americium och curium tillkännagavs i slutet av 1945 av Seaborg i direktsändningen Quiz Kids, enligt en Nature-artikel från 2017 från Ben Ändå en brittisk forskare och författare. Meddelandet var tänkt att ha inträffat fem dagar senare vid ett nationellt möte i American Chemical Society. Elementet namngavs av forskare för det land som upptäckte det samt en spegel mot det angränsande lantanidelementet, europium.

Americium var mycket svårt att isolera från curium och processen tog över ett år, enligt Peter van der Krogt, en holländsk historiker. Forskarna smeknamnet grundämnena pandemonium och delirium och föreslog till och med att dessa namn skulle bli grundämnena ”officiella namn. Trots forskarnas förslag fick elementen namnen americium, efter upptäckten av kontinenten och enligt exemplet med europium, och curium namngiven för forskarna Marie och Pierre Curie. Den första tillräckligt stora mängden americium som kunde studeras synligt skapades 1951, enligt Los Alamos National Laboratory.

Vem visste?

• Enligt artikel 1986 publicerad i Radiochemistry and Nuclear Chemistry av Norman Edelstein och Lester Morss, amerikanska forskare, är americium en av 15 aktinidmetaller. Actinidelement sträcker sig från atomnummer 89 (actinium) till 103 ( Dessa element är alla radioaktiva med ett ovanligt utbud av fysiska egenskaper.
• De främsta isotoperna är americium-241 och americium-243, som har en halveringstid på cirka 433 år. respektive 7370 år enligt Royal Society of Chemistry.
• Enligt Lenntech förekommer americium sannolikt naturligt i otroligt spårmängder i uranmineraler på grund av kärnreaktioner. Tidigare koncentrationer av americium kan ha varit högre när lokala koncentrationer av uran var högre och producerade fler kärnreaktioner.
• Americium produceras främst i kärnreaktorer via bombningen av plutonium med neutroner, enligt Royal Society of Chemistry .
• Americium är en bärbar källa av gammastrålar och alfapartiklar för en mängd olika medicinska och industriella användningsområden såsom radiografi och spektroskopi, vilket hjälper till att skapa platt glas genom att mäta dess tjocklek.
• Enligt World Nuclear Association är rökdetektorer som använder americium populära i hem och är känsliga för närvaron av rök eller värme. Dessa rökdetektorer är relativt billiga och känsliga för ett stort antal brandförhållanden.Isotopen americium-241 används i dessa detektorer som americiumdioxid (AmO2).
• Centers for Disease Control and Prevention säger att americium-241 damm kan orsaka vissa cancerformer och kan sväljas, absorberas genom ett sår eller inandas. Elementet tenderar att koncentrera sig i ben, lever och muskler. På grund av isotopens livslängd kan americium-241 stanna i kroppen i årtionden.

Aktuell forskning

På grund av dess sällsynthet och radioaktivitet är användningen av americium få. En sådan användning för americium som för närvarande undersöks är batterier, särskilt ”rymdbatterier”. Forskning utförd av Storbritanniens National Nuclear Laboratory (NNL), i samarbete med European Space Agency (ESA), har visat lovande resultat för att erhålla material som behövs för att bygga de americium-241-drivna batterierna. Forskare vid NNL lyckades framgångsrikt. kunna utforma en metod och framgångsrikt isolera americium-241 från plutonium. Ytterligare studier är för närvarande färdiga för att undersöka effekterna som en större americium-bearbetningsanläggning skulle ha på miljön, samt hur man håller arbetarna vid en sådan anläggning säkra NNL: s långsiktiga plan skulle arbeta för att skapa en större mängd americium som kan användas i batterierna.

I en artikel från 2008 som presenterades vid en europeisk rymdmaktkonferens, kom K. Stephenson och T. Blancquaert, forskare vid ESA med säte i Nederländerna, sa att plutonium har varit den mest gynnade bränslekällan på grund av dess höga effekt och 88-åriga halveringstid. Plotoniums isotop som krävs för sådant rymdmissbruk sioner är mycket dyra med ett extremt begränsat utbud och med restriktiva regler. Americium-241 har däremot bara ungefär en fjärdedel av den effekt som plutonium har, men den har en längre halveringstid (433 år), lättare producerad och kan potentiellt sänka kostnader och vikt med ungefär en tredje.

En annan grupp forskare i Israel genomför tester på batterier som drivs av americium-242, enligt en artikel från 2008 som presenterades vid Congress of Nuclear Societies av M. Kurtzhand, et al., en grupp av Israels kärntekniker. Forskarna sa att americium-242 har en hög effekt, och enligt en artikel som publicerades om The Future of Things om projektet skulle den kunna driva den internationella rymdstationen i upp till 80 dagar. Batteriet som drivs av americium-242 står inför vissa svårigheter på grund av att americium-242 är svårare att producera än americium-241, men isotopen leder till perfekta batterigenskaper som möjligheten att bli otroligt tunn (ungefär en mikron) och utan rörliga delar som leder till en robust och pålitlig strömkälla.