Americium

Portaal Scheikunde
Chemisch element

Americium onder de microscoop
Naam	Americium
Latijn
Symbool	Am
Atoomnummer	95
Soort
Kleur	Zilverwit
Smeltpunt	1176 ^oC
Kookpunt	2607 ^oC

Americium is een chemisch element met het symbool Am en atoomnummer 95 in het Periodiek Systeem van de scheikunde. Het is een zacht, kneedbaar, zilverwit metaal dat langzaam verkleurt bij blootstelling aan lucht.

De actinoïde, ook wel actinide serie omvat de 15 metallische chemische elementen met atoomnummers 89-103, (actinium tot Lawrencium). De actinoïde serie kreeg zijn naam van het eerste element in de serie, actinium. Het (informele) chemische symbool An wordt gebruikt in algemene discussies over actinoïde chemie om te verwijzen naar een actinoïde.

Americium is een typisch metaal. Het heeft een zilverachtige kleur (maar verkleuren in de lucht), een relatief hoge dichtheid en plasticiteit (kneedbaarheid). Het kan worden gesneden met een mes. Net als de andere actiniden is americium radioactief en zal dus ook radioactief afval geven. Het is pyrofoor, vooral wanneer het fijn verdeeld is, dat wil zeggen dat het spontaan ontbrandt bij reactie met lucht bij kamertemperatuur.

Voorkomen

Het bestaande americium wat je in de natuur vindt is geconcentreerd in de gebieden die werden gebruikt voor de atmosferische kernwapentests die tussen 1945 en 1980 zijn uitgevoerd, evenals op de plaatsen van nucleaire ongelukken, zoals de ramp in Tsjernobyl. De analyse van het puin op de testlocatie van de eerste Amerikaanse waterstofbom, Ivy Mike, (1 november 1952, Enewetak-atol), onthulde bijvoorbeeld hoge concentraties van verschillende actiniden, waaronder americium; maar vanwege het militaire geheim werd dit resultaat pas later, in 1956, naar buiten gebracht.

Trinitiet , is het glasachtige en mineraalachtige restant dar achtergebleven is op de woestijnbodem bij Alamogordo, New Mexico, na het op plutonium-gebaseerde Trinity -kernbomtest op 16 juli 1945, bevat sporen van het isotoop americium-241. Verhoogde niveaus (aanwezige hoeveelheden) van americium werden ook ontdekt op de plek waar een Amerikaans Boeing B-52 bommenwerpervliegtuig is neergestort, dat vier waterstofbommen droeg, in 1968 in Groenland.

Americium wordt meestal kunstmatig in kleine hoeveelheden gemaakt in een kernreactor voor onderzoeksdoeleinden. Een ton verbruikte splijtstof bevat ongeveer 100 gram verschillende americiumisotopen, meestal ²⁴¹ Am en ²⁴³ Am.

Americium is een zeer radioactief element. Wanneer het vers is bereid, heeft het een zilverwitte metaalglans, maar verkleurt het langzaam in de lucht.

Americium in erts of mineraal

Trinitiet is gesmolten zand dat radioactief is

Geschiedenis

Cyclotron of deeltjesversneller van Berkeley

Hoewel americium waarschijnlijk al eerder werd gemaakt in nucleaire experimenten (proeven), werd het voor het eerst opzettelijk kunstmatig gemaakt, vrij gemaakt en onderzocht in de late herfst van 1944, aan de University of California, Berkeley , door Glenn T. Seaborg , Leon O. Morgan, Ralph A. James en Albert Ghiorso. Ze gebruikten een 60-inch cyclotron (deeltjesversneller) aan de University of California, Berkeley. Zij waren in staat om ²⁴¹Am te maken door plutonium in een kernreactor te bombarderen (beschieten) met neutronen.

Na het lichtere neptunium , plutonium en zwaarder curium, was americium het vierde zogeheten transuranium-element dat werd ontdekt.

"De naam americium (naar Amerika) en het symbool Am worden voorgesteld voor het element op basis van zijn positie in de actinide zeldzame-aarde-reeks, dat vergelijkbaar is aan europium, Eu, van de lanthanidereeks."

Na een aantal ingewikkelde processen werden er vier isotopen verkregen: ²⁴¹ Am, ²⁴² Am, ²³⁹ Am en ²³⁸ Am. Deze isotopen kunnen op hun beurt vervallen (afbraak waarbij radioactiviteit en energie vrij komt) tot andere elementen. De ontdekking van americium en curium in 1944 was nauw verwant aan het Manhattan Project waar de eerste waterstofbom en atoombom werd gemaakt; de resultaten waren geheim en pas in 1945 vrijgegeven.

De eerste americium monsters wogen enkele microgrammen; ze waren nauwelijks zichtbaar en werden ontdekt door hun radioactiviteit. De eerste echt zichtbare en meetbare hoeveelheden metaalachtig americium met een gewicht van 40-200 microgram werden pas in 1951 gemaakt. Inmiddels zijn er kilo's van de ²⁴¹ Am- en ²⁴³ Am-isotopen verzameld.

Gebruik

Americium wordt gebruikt in het meest voorkomende type huishoudelijke rookmelders.

De European Space Agency overweegt om americium te gebruiken voor zijn ruimtesondes, als aandrijving (stuwkracht) of als een soort batterij.

De splijtingsproducten van ^242m Am kunnen het ruimteschip direct voortstuwen of ze kunnen een stuwend gas verwarmen. Ze kunnen ook hun energie overbrengen naar een vloeistof en elektriciteit opwekken. Het weinig voorkomen (zeldzaam zijn) van americium en daarmee de hoge kosten, houden het gebruik er van nog tegen.

In 2019 demonstreerden onderzoekers van het UK National Nuclear Laboratory en de University of Leicester het gebruik van warmte die wordt gegenereerd door americium om een kleine gloeilamp te verlichten. Deze technologie zou kunnen leiden tot systemen voor het aandrijven van missies met een duur tot 400 jaar in de interstellaire (verre) ruimte, waar zonnepanelen niet werken.

Biologie

Americium is een kunstmatig element van recente datum en heeft dus geen biologische rol. Het is juist schadelijk voor het leven. Er is voorgesteld om een bepaald soort bacteriën te gebruiken voor het verwijderen van americium en andere zware metalen uit rivieren en beken. Dergelijke processen noemen ze biosorptie en bioaccumulatie.

Als zeer radioactief en giftig element mogen americium en zijn verbindingen alleen onder speciale afspraken in een geschikt laboratorium worden gebruikt. Chemici moeten zich aan strikte veiligheidsmaatregelen houden. Als gevolg van de radioactiviteit is het kankerverwekkend (met name bij de geslachtsorganen, lever en botten).

Americium kwam vaak op stortplaatsen terecht via afgedankte rookmelders.