Назван америцием в честь европия. Где логика? Она кроется в исторических фактах.
Европий – элемент группы лантаноидов, обнаружен в Старом Свете и наречен в честь него. Америций входит в семейство трансурановых элементов.
У всех них есть 5f-оболочка, как у всех лантаноидов – 4f. На последних электронных уровнях европия и америция равное число частиц – 6.
Поэтому, элементы и сравнили. Последний открыли позже, в 1944-ом году, в американском городе Чикаго. Выяснив сходства элемента с европием, решили назвать в честь Америки.
Свойства америция
Найти америций в природе не удалось. Его получили в 1944-ом году путем нейтронного облучения плутония.
Не трудно догадаться, что новый элемент – тоже металл и тоже радиоактивен. Цвет у вещества серебристо-белый.
Металлический блеск сочетается и с другими свойствами металлов. Так, элемент америций пластичный и ковкий, чем, опять же, напоминает вещества из группы лантаноидов.
Аллотропных форм у америция две. Имеются в виду различные модификации одного и того же элемента.
Разница заключается в строении кристаллической решетки. До 600-от градусов ее ячейки шестиугольные.
Плотность низкотемпературного америция равна почти 14-ти граммам на кубический сантиметр.
После 600-от градусов кристаллическая решетка металла преобразуется в кубическую гранецентрированного типа.
Это значит, что кубы составлены из 14-ти атомов: по одному в каждой из вершин и по одному в середине каждой из граней.
Америций – химический элемент, высокотемпературная форма которого нередко представлена расплавом.
Размягчается вещество при 1175-ти градусах. Закипает америций при температуре в 2607 по шкале Цельсия.
Если аллотропных форм у вещества две, то изотопов больше. Наиболее известны три.
Первым открыли америций 241. Период полураспада составляет 433 года. Есть еще 242-ой и 243-ий изотопы.
Последний распадается почти в 4 раза быстрее, чем америций 241. 243-ий же нуклид долгоживущий. У этого америция период полураспада равен почти 8000 лет.
Изотопы америция имеют альфа-излучение. Поэтому, металл светиться в темноте.
В люминесцентные краски элемент, по причине радиоактивности, не добавляют.
У 95-го металла (именно под таким номером америций стоит в таблице Менделеева), есть иное применение.
Применение америция
95-ый элемент рассматривается в качестве основы для просвечивающих аппаратов медицинского назначения.
Они призваны заменить громоздкие рентген-машины. Последние, нуждаются в высоковольтной аппаратуре. Она-то и громоздка.
Америций же излучает малоэнергичные гамма-кванты. Их энергия равна всего 60-ти килоэлектронвольтам. Характер излучения постоянный.
Для защиты от него достаточно сантиметрового слоя свинца. В итоге, можно создать просвечивающую машину размером всего со спичечный коробок.
Первые опыты по применению америция в медицине проведены в США. Так, Поль Хофер из Национального госпиталя Аргонны использовал источник мягкого гамма-излучения для борьбы с болезнями щитовидной железы.
В ней всегда есть стабильный йод. В гамма-лучах он испускает рентгеновское излучение с интенсивностью, пропорциональной концентрации йода в исследуемой точке.
Так можно получить информацию о распределении йода в железе. Раньше, для этого приходилось вводить радиоактивные изотопы внутрь железы.
Такое обследование именуют радиоидным. Облучение, получаемое при исследованиях с помощью америция, в разы меньше.
Производителям контрольно-измерительных приборов тоже нужен америций. Применение находит лишь 241-ый изотоп.
С помощью его мягкого гамма-излучения непрерывно замеряют толщину стальной ленты.
Процедура возможна, если ее толщина не превышает 3-ех миллиметров и не меньше 0,5. Измерить можно и толщину алюминиевых лент толщиной уже до 5-ти сантиметров.
Листовое стекло, кстати, тоже подвергают гамма-излучению. Метод освоен в нескольких странах Европы и США.
Америций периодически применяют и на производстве пластмасс. Радиоактивный элемент помогает снять с них электростатическое напряжение.
Снять заряды аппаратура с 95-ым элементом помогает, так же, с бумаги и синтетических пленок.
О применении 242-го изотопа америция лишь говорят. Нуклид подойдет в качестве топлива для сверхкомпактных реакторов.
Такие устанавливаются, к примеру, на межпланетных космических судах. В 242-ом изотопе америция ядерщиков привлекает высокое сечение деления тепловыми нейтронами и большое количество нейтронов, получаемых на одном делении.
Под большим числом нейтронов имеется в виду 3,6. Вполне подходит для реакторов с критической массой до 4-ех килограммов.
243-ий изотоп применяют лишь для научных исследований, в частности, в качестве накопителя более отдаленных трансуранов.
Накопить можно даже фермий, а его номер в таблице Менделеева – 100. Получен, кстати, тоже искусственным путем.
Что же касается получения 243-го изотопа америция, оно стало возможным лишь в 1970-ых.
241-ый нуклид извлекают из продуктов распада плутония килограммами, а 243-ий добывают лишь миллиграммами и с большим трудом.
Это еще одна причина, по которой ученые и промышленники не стремятся искать сферы применения самого долгоиграющего изотопа 95-го элемента.
Добыча америция
Поскольку широко применим лишь 241-ый нуклид америция, на его получении и остановимся. В природе элемент не встречается.
Весь америций, который есть на планете, «добыт» при нейтронном облучении 241-го плутония. Его же берут из атомных реакторов.
Там, 241-ый плутоний образуется при захвате 238-го нейтрона урана. То есть, сырье для америция является отходом атомного топлива.
Получение америция состоит из 6-ти этапов. Сначала, из 238-го урана «рождается» 239-ый.
Потом, через бета-распад, он преобразуется в 239-ый нептуний. Следом получают 239-ый плутоний.
Потом, его нейтронное облучение дает уже 240-ой изотоп. Его преобразуют в 241-ый плутоний.
Остается применить бета-распад, чтобы получить 241-ый америций. На это уходит 13 с лишним лет.
Заметим, что можно получить не только чистый металл, но и диоксид америция.
Его извлекают из растворов, в которых содержатся катионы 95-го элемента. Растворы, так же, берут из радиоактивных, или производственных отходов.
Получается, возможно вторичное использование сырья, не пошедшего в дело в заводских условиях.
Америций из растворов извлекают соосаждением. Носителем служит оксалат кальция.
Срединный продукт – оксалат 95-го металла. Диоксид из него получают путем прокаливания.
Цена америция
Америций входит в список самых дорогих веществ. Замыкает перечень плутоний, за один грамм которого дают 4 тысячи долларов США.
За америций же дают около 140 тысяч условных единиц, причем, за тот же грамм.
Расход элемента во всех сферах его применения измеряется в микрограммах, поэтому, затраты оправданны, окупаются, особенно, учитывая длительный период полураспада.
Самым же дорогим веществом на Земле признана антиматерия. За нее дают 62 триллиона долларов.
Пока, ученым не удается создать буферную зону, где антиматерия сможет «ужиться» с обычной. Суть нового вещества в обратном строении.
Не отрицательные частицы вращаются вокруг тяжелой положительной, а положительные близ массивной отрицательной.
Так что, на данном этапе интересоваться закупками антиматерии могут лишь ученые. Практического применения вещество, пока, не имеет.
