ამერიციუმი
ამერიციუმი |
95 Am |
[243] |
5f7 7s2 |
ამერიციუმი (ლათ. Americium; ქიმიური სიმბოლო — ) — ქიმიური ელემენტი მენდელეევის პერიოდულ ელემენტთა სისტემაში.
![]() | |||||||||||||||||||||||||||||
ზოგადი თვისებები | |||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
ელემენტის ფერი | მოვერცხლისფრო-თეთრი | ||||||||||||||||||||||||||||
ატომური მასის ნომერი |
სტაბილური იზოტოპის: [243] | ||||||||||||||||||||||||||||
ამერიციუმი პერიოდულ სისტემაში | |||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||
ატომური ნომერი (Z) | 95 | ||||||||||||||||||||||||||||
ჯგუფი | (აქტინოიდები) | ||||||||||||||||||||||||||||
პერიოდი | პერიოდი 7 | ||||||||||||||||||||||||||||
ბლოკი | f-ბლოკი | ||||||||||||||||||||||||||||
ელექტრონული კონფიგურაცია | [Rn] 5f7 7s2 | ||||||||||||||||||||||||||||
ელექტრონი გარსზე | 2, 8, 18, 32, 25, 8, 2 | ||||||||||||||||||||||||||||
ელემენტის ატომის სქემა![]() | |||||||||||||||||||||||||||||
ფიზიკური თვისებები | |||||||||||||||||||||||||||||
აგრეგეგატული მდგომ. ნსპ-ში | მყარი სხეული | ||||||||||||||||||||||||||||
დნობის ტემპერატურა |
1176 °C (1449 K, 2149 °F) | ||||||||||||||||||||||||||||
დუღილის ტემპერატურა |
2607 °C (2880 K, 4725 °F) | ||||||||||||||||||||||||||||
სიმკვრივე (ო.ტ.) | 12 გ/სმ3 | ||||||||||||||||||||||||||||
დნობის კუთ. სითბო | 14,39 კჯ/მოლი | ||||||||||||||||||||||||||||
მოლური თბოტევადობა | 28 ჯ/(მოლი·K) | ||||||||||||||||||||||||||||
ნაჯერი ორთქლის წნევა
| |||||||||||||||||||||||||||||
ატომის თვისებები | |||||||||||||||||||||||||||||
ჟანგვის ხარისხი | +2, +3, +4, +5, +6, +7 (an amphoteric oxide) | ||||||||||||||||||||||||||||
ელექტროდული პოტენციალი |
Am←Am4+ −0,90 ვ Am←Am3+ −2,07 ვ | ||||||||||||||||||||||||||||
ელექტროუარყოფითობა | პოლინგის სკალა: 1,3 | ||||||||||||||||||||||||||||
იონიზაციის ენერგია |
| ||||||||||||||||||||||||||||
ატომის რადიუსი | ემპირიული: 173 პმ | ||||||||||||||||||||||||||||
კოვალენტური რადიუსი (rcov) | 180±6 პმ | ||||||||||||||||||||||||||||
იონური რადიუსი (rion) |
(+4e) 92 (+3e) 107 პმ | ||||||||||||||||||||||||||||
მოლური მოცულობა | 20,8 სმ3/მოლი | ||||||||||||||||||||||||||||
![]() ამერიციუმის სპექტრალური ზოლები | |||||||||||||||||||||||||||||
სხვა თვისებები | |||||||||||||||||||||||||||||
ბუნებაში მიიღება | სინთეზაციით | ||||||||||||||||||||||||||||
მესრის სტრუქტურა | ჰექსაგონალური | ||||||||||||||||||||||||||||
მესრის პერიოდი | 11,24 Å | ||||||||||||||||||||||||||||
ხვედრითი თბოტევადობა | 25,85 ჯ/(K·მოლ) | ||||||||||||||||||||||||||||
თბოგამტარობა | 10 ვტ/(მ·K) | ||||||||||||||||||||||||||||
მაგნეტიზმი | პარამაგნეტიკი | ||||||||||||||||||||||||||||
მაგნიტური მგრძნობელობა | +1000,0·10−6 სმ3/მოლ | ||||||||||||||||||||||||||||
CAS ნომერი |
7440-35-9 | ||||||||||||||||||||||||||||
ისტორია | |||||||||||||||||||||||||||||
აღმოჩენილია | Glenn T. Seaborg, Ralph A. James, Leon O. Morgan, Albert Ghiorso (1944) | ||||||||||||||||||||||||||||
ამერიციუმის მთავარი იზოტოპები | |||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||
• |
ისტორიარედაქტირება
ელემენტი მიღებულ იქნა ხელოვნურად 1944 წელს ჩიკაგოს უნივერსიტეტის მეტალურგიულ ლაბორატორიაში გლენ სიბორგის თანამშრომლების მიერ.
ფიზიკური თვისებებირედაქტირება
ამერიციუმი — მოვერცხლისფრო-თეთრი ფერის, წელვადი და ჭედადი ლითონია. ანათებს სიბნელეში საკუთარი α-გამოსხივების გამო. ყველაზე უფრო ის ჰგავს იშვიათმიწა ლითონების ოჯახის ლითონებს. აქვს ორი ალოტროპიული ფორმა. დაბალ ტემპერატურულ ფორმაში (სიმკვრივე 13,67 გრ/სმ3) აქვს ორმაგი მჭიდროდ შეკრული ჰექსაგონალური სტრუქტურა, რომელიც 1074 °C გარდაიქმნება წახნაგცენტრირებულ კუბურში. დნობის ტემპერატურაა — 1175 °C. დუღილის ტემპერატურა — 2607°С.
ქიმიური თვისებებირედაქტირება
სახელწოდების წარმოშობარედაქტირება
ახალი ელემენტის გარე ელექტრონული გარსი (5f) ელემენტ ევროპიუმის ანალოგიურია (4f). ამიტომაც ელემენტს სახელი ამერიკის პატივსაცემად დაარქვეს, როგორც ევროპიუმი, ევროპის საპატივცემულოდ.
მიღებარედაქტირება
241Am ახლა მიიღებენ სამრეწველო რაოდენობით 241Pu-ის დაშლით 241Pu: Pu-241 -> (13,2 წელი, ბეტა-დაშლა) -> Am-241, ხოლო 243Am, 243Pu-ის დაშლით.
241Pu წარმოიქმნება ურან-238-ის ნეიტრონიო მიტაცების დროს ყველა სახის ბირთვულ რეაქტორებში.
- 238U + n → 239U
- 239U β-დაშლა → 239Np
- 239Np β-დაშლა → 239Pu
- 239Pu + n → 240Pu
- 240Pu + n → 241Pu
- 241Pu β-დაშლა (13,2 წელი) → 241Am (ნახევრადდაშლის პერიოდი 432,2 წელი)
- 241Pu + n → 242Pu
- 242Pu + n → 243Pu
- 243Pu + n → 243Am (ნახევარდაშლის პერიოდი 4,956(3) სთ. ბეტა-დაშლა)
რადგანაც 241Pu ჩვეულებრივ არის ახლად გამომუშავებულ იარაღის პლუტონიუმში, 241Pu დაშლით ნივთიერებაში გროვდებს 241Am. ამის გამო ის თამაშობს დიდ როლს პლუტონიუმიანი იარაღის მოძველებაში. ახლად დამზადებული იარაღის პლუტონიუმი შეიცავს 0,5-1,0 % 241Pu, რეაქტორის პლუტონიუმი შეიცავს 5-15 %-დან 25 %-მდე 241Pu. რამდენიმე ათწლეულში თითქმის მთლიანად 241Pu იშლება 241Am-ად. 241Am-ის ალფა-დაშლის ენერგეტიკა და შედარებით ხანმოკლე სიცოცხლე ქმნის მაღალ კუთრი რადიოაქტიურობას და სითბოს (106 ვტ/კგ, მაგალითისთვის 241Pu-ისაა სითბოს გამოსავალი 3,4 ვტ/კგ). ძველი იარაღის პლუტონიუმის ალფა- და გამა- აქტივობა განპირობებულია 241Am-ით.
გამოყენებარედაქტირება
ყველაზე ხანგრძლივად არსებული ამერაციუმის იზოტოპია, 243Am, მისი ნახევარდაშლის პერიოდია 7,37 ათასი წელი და გამოიყენება რადიოქიმიური კვლევების ჩასატარებლად, ასევე დაშორებული ტრანსურანების დასაგროვებლად, ფერმიუმადეც კი.
უფრო მრავალმხრივია ყველაზე პირველად აღმოჩენილი ამერიციუმის იზოტოპის 241Am გამოყენება. მისი ნახევრადდაშლის პერიოდია 433,2 წელი. ეს იზოტოპი დაშლისას უშვებს ალფა-ნაწილაკებს და რბილ (60 კევ) გამა-სხივებს (მაგალითისათვის: ხისტი გამა-კვანტების ენერგია, რომელსაც უშვებს კობალტი-60, — 1 მევ-ზე მეტია: 1,173 და 1,332 მევ). Am-241-ის რბილი გამოსხივებისგან დაცვა შედარებით ადვილია და არამასიურია: საკმაოდ საკმარისია ერთ სანტიმეტრიანი სისქის ტყვიის ფენა. მრეცველობაში გამოიყენება სხვადასხაგვარი საკონტროლო-საზომი და საკვლევი ხელსაწყოები ამერაციუმ-241-ის გამოყენებით, კერძოდ კი, ფოლადის (0,5-დან-3 მმ-მდე) და ალემინის (50 მმ-მდე) ლენტების სისქის უწყვეტი გაზომვისათვის, ასევე ფურცვლოვანი მინისათვის. ამერაციუმ-241-იან აპარატურას გამოიყენებენ ელექტროსტატიკური მუხტების მოსახსნელად პლასტმასების, სინთეთიკური ფირების და ქაღალდის მრეწველობაში. ის მდებარეობს ზოგი კვამლის დეტექტორის შიგნით (~0,26 მიკრო გრამი დეტექტორზე).
ამერაციუმ-242m-ის ბირთვულ იზომერს გააჩნია სითბური ნეოტრონების გაყოფის მაღალი კვეთა (6000 ბარნი), ერთ გაყოფაზე (3,6) გამოყოფილი ნეიტრონრბის დიდი რაოდენობით და ნახევრადდაშლის შედარებით დიდი პერიოდიტ (141 წელი)[1], რაც მას ხდის ზეკომპაქტური ბირთვული რეაქტორებისათვის გამოსაყენებ საწვავად. (კრიტიკული მასა — 3,78 კგ, უფრო ნაკლები აქვს მხოლოდ კალიფორნიუმის ზოგიერთ იზოტოპს. გეგმავენ მის გამოყენებას მაგალითად პლანეტადშორისი კოსმოსური ხომალდების ბირთვულ რეაქტორებში[2]. თუმცა ამ იზოტოპის გრამების მიღება ჯერ მხოლოდ განიხილება (მის მიღებას აპირებენ 241Am).
ბიოლოგიური როლირედაქტირება
ამერაციუმი - მაღალტოქსიკური ელემენტია. ჰაერში ამერაციუმის ზღვრული დასაშვები კონცენტრაცია (ზდკ) შეადგენს მიახლოებით — 1×10−4 ბკ/ლ, წყალსაცავების წყალში — მიახლოებით 70-80 ბკ/ლ.
სქოლიორედაქტირება
- ↑ ნეიტრონების მონაცემების ენციკლობედია (pdf). როსფონდი (Российская библиотека файлов оцененных нейтронных данных). დაარქივებულია ორიგინალიდან — 2011-08-22. ციტირების თარიღი: 2011-06-26.
- ↑ IOP Publishing