아메리슘 동위 원소

Isotopes of americium
아메리슘의 주요 동위 원소 (95암)
이소슈토페 썩다
멋쩍은 춤추다 반평생 (t1/2) 모드 프로이덕트
241암 동음이의 432.2 y SF –
α 237Np
242m1암 동음이의 141 y IT 242암
α 238Np
SF –
243암 동음이의 7370 y SF –
α 239Np

아메리슘(95Am)은 인공 원소여서 표준 원자량을 줄 수 없다. 모든 인공 원소들과 마찬가지로, 그것은 알려진 안정 동위원소를 가지고 있지 않다. 합성된 최초의 동위원소는 1944년 Am이었다. 인공 원소는 알파 입자를 배출함으로써 분해된다. 아메리슘은 원자 번호가 95(아메리슘 원자의 핵에 있는 양성자의 수)이다.

Am, Am, Am,223 Am, 그리고 Am에서 Am에 이르는 19개의 방사성 동위원소가 특징지어졌는데, 가장 안정된 것은 반감기가 7,370년인 Am과 432.2년인 Am이다. 나머지 방사성 동위원소는 모두 반감기가 51시간 미만이며, 이들 중 대다수는 100분 미만인 반감기가 있다. 이 원소는 또한 8개의 메타 상태를 가지며, 가장 안정적인 상태는 Am(t1/2 = 141년)이다.

동위 원소 목록

뉴클리드
[n 1] 		Z N 동위원소 질량 (Da)
[n 2][n 3] 		하프라이프
 썩다
모드
[n 4] 		딸
동위 원소
 스핀 앤 앤
동등성
[n 5][n 6]
흥분 에너지[n 6]
223암[1] 95 128 5.2(+12.0-4.4) ms α 219Np
229암[1] 95 134 229.04525(9) 1.8(1.5)초 α 225Np
230암[2] 95 135 230.04609(14)# 32(+22-9) s β+ (64.7%) 230PU
β+, SF(35.3%) (iii)
232암 95 137 232.04659(32)# 79(2)초 β+ (98%) 232PU
α (2%) 228Np
β+, SF (.069%) (iii)
233암 95 138 233.04635(11)# 3.2(8)분 β+ 233PU
α 229Np
234암 95 139 234.04781(22)# 2.32(8)분 β+ (99.95%) 234PU
α (.04%) 230Np
β+, SF(.0066%) (iii)
235암 95 140 235.04795(13)# 9.9(5)분 β+ 235PU 5/2−#
α(rare) 231Np
236암 95 141 236.04958(11)# 3.6(1)분 β+ 236PU
α 232Np
237암 95 142 237.05000(6)# 73.0(10)분 β+ (99.97%) 237PU 5/2(−)
α (.025%) 233Np
238암 95 143 238.05198(5) 98(2)분 β+ 238PU 1+
α (10−4%) 234Np
238m암 2500(200)# keV 35(10) μs
239암 95 144 239.0530245(26) 11.9(1) h EC(99.99%) 239PU (5/2)−
α (.01%) 235Np
239m암 2500(200) keV 163(12)ns (7/2+)
240암 95 145 240.055300(15) 50.8(3) h β+ 240PU (3−)
α (1.9×10−4%) 236Np
241암[n 7] 95 146 241.0568291(20) 432.2(7) y α 237Np 5/2−
CD(7.4×10−10%) 207Tl, 34Si
SF(4.3×10−10%) (iii)
241m암 2200(100) keV 1.2(3)μs SF
242암 95 147 242.0595492(20) 16.02(2)h β− (82.7%) 242CM 1−
EC(17.3%) 242PU
242m1암 48.60(5) keV 141(2) y IT(99.54%) 242암 5−
α (.46%) 238Np
SF(1.5×10−8%) (iii)
242m2암 2200(80) keV 14.0(10) ms (2+, 3−)
243암[n 7] 95 148 243.0613811(25) 7,196(40) y α 239Np 5/2−
SF(3.7×10−9%) (iii)
244암 95 149 244.0642848(22) 10.1(1) h β− 244CM (6−)#
244m암 86.1(10) keV 26(1)분 β− (99.96%) 244CM 1+
EC (.0361%) 244PU
245암 95 150 245.066452(4) 2.05(1) h β− 245CM (5/2)+
246암 95 151 246.069775(20) 39(3)분 β− 246CM (7−)
246m1암 30(10) keV 25.0(2)분 β− (99.99%) 246CM 2(−)
IT(0.01%) 246암
246m2암 ~2000 keV 73(10) μs
247암 95 152 247.07209(11)# 23.0(13)분 β− 247CM (5/2)#
표 머리글 및 바닥글:
  1. ^ mAm – 흥분된 핵 이성질체.
  2. ^ ( ) – 불확실성(1σ)은 해당 마지막 자리 뒤에 괄호 안에 간결한 형태로 주어진다.
  3. ^ # – 원자 질량 표시 #: 순수하게 실험적인 데이터에서 도출된 값과 불확실성, 적어도 부분적으로는 질량 표면(TMS)의 경향에서 도출된 값과 불확실성.
  4. ^ 붕괴 모드:
    CD: 군집 붕괴
    EC: 전자 포획
    IT: 등축 전이
    SF: 자연분열
  5. ^ ( ) 스핀 값 – 취약한 할당 인수가 있는 스핀을 나타낸다.
  6. ^ a b # – #로 표시된 값은 순수하게 실험 데이터에서 도출된 것이 아니라 최소한 부분적으로 인접 핵종(TNN)의 경향에서 도출된 것이다.
  7. ^ a b 가장 일반적인 동위 원소


액티니데스 대 핵분열 생성물

반감기에 의한 액티니이드와 핵분열 생성물
부패 사슬에 의한 액티니데스[3] 하프라이프
범위(a) 		수율에[4] 의한 U의 핵분열 생성물
4n 4n+1 4n+2 4n+3
4.5–7% 0.04–1.25% <0.001%
228라№ 4-6 a † 155Euþ
244CMƒ 241PUƒ 250cf 227Ac№ a 10-29 90SR 85크르 113mcdþ
232Uƒ 238PUƒ 243CMƒ a 29-97 137Cs 151smþ 121mSn
248Bk[5] 249cfƒ 242m암ƒ a 141–351 a

핵분열 생성물 없음
반신반의하다
의 범위 내에서
100 a–10 ka...

241암ƒ 251cfƒ[6] a 430-900
226라№ 247Bk 1.3–1.6 ka
240PU 229TH 246CMƒ 243암ƒ 4.7–7.4 ka
245CMƒ 250CM 8.3–8.5 ka
239PUƒ 24.1 ka
230TH№ 231파№ 32-76 ka
236Npƒ 233Uƒ 234U№ 150–250 ka ‡ 99TC₡ 126Sn
248CM 242PU 327–375 ka 79SE₡
1.53 마 93Zr
237Npƒ 2.1–6.5 Ma 135Cs₡ 107피디
236U 247CMƒ 마 15-24 129I₡
244PU 80 마

... 15.7 마를[7] 넘지 않는다.

232TH№ 238U№ 235Uƒ№ 0.7–14.1 Ga

위첨자 기호의 범례
₡은 8-50 barns 범위에서 열 중성자 포획 단면
ƒ 핵분열기
m 측정 가능한 이성질체
③ 자연발생 방사성물질(NORM)
þ 중성자 독(중성자 포획 단면 3k barns 이상)
† 범위 4~97 a: 중생 핵분열 생성물
‡ 200 ka 이상 : 장수 핵분열 생성물

주목할 만한 동위원소

아메리슘-241

아메리슘-241은 이온화 연기 감지기에 사용된다.
주요 기사: 아메리슘-241

아메리슘-241은 핵폐기물에서 아메리슘의 동위원소 중 가장 보편적인 것이다.[8] 이온화 챔버를 기반으로 아메리슘 연기 검출기에 사용되는 동위원소다. 그것은 장수명 방사성 동위원소 열전 발전기의 잠재적 연료다.

매개변수 가치
원자 질량 241.056829 u
질량초과 52930 keV
베타 붕괴 에너지 -767 keV
스핀 5/2−
하프라이프 432.6년
자발적 자유분방출 kg당 1200개
붕괴열 114와트/kg

가능한 부모 핵종: Pu에서 베타, Cm에서 전자 포획, Bk에서 알파.

아메리슘-241은 감마선의 부산물로 알파 방출에 의해 분해된다. 플루토늄의 존재는 플루토늄-241의 원래 농도와 샘플링 연령에 의해 결정된다. 아메리슘-241은 알파 방사선의 침투율이 낮기 때문에 섭취하거나 흡입할 때만 건강상의 위험을 내포하고 있다. 플루토늄-241이 함유된 플루토늄의 오래된 샘플에는 Am이 축적되어 있다. 재작업된 플루토늄에서 아메리슘을 화학적으로 제거해야 할 수 있다(예: 플루토늄 피트의 재작업 중).

아메리슘-242m

LWR에서 Pu와 [9]Cm 사이의 투과 흐름
핵분열 비율은 100에서 표시된 백분율을 뺀 값이다.
총 투과율은 핵종에 따라 크게 다르다.
245Cm-Cm은 수명이 길고 부패가 거의 없다.248
242m암 붕괴 모드(반감기: 141년)
확률 붕괴 모드 붕괴에너지 붕괴제품
99.54% 이등변환 0.05 MeV 242암
0.46% 알파 붕괴 5.64 MeV 238Np
(1.5±0.6) × 10−10 [10] 자연분열 ~200 MeV 핵분열 생성물

아메리슘-242m의 질량은 242.0595492 g/mol이다. 이것은 Ta, Bi, 다중 홀뮴 이소머와 같이 희귀한 사례들 중 하나인데, 고에너지 핵 이소머가 저에너지 이소머인 아메리슘-242보다 더 안정적이다.[11]

242mAm은 핵분열성(중성자 홀수)이며, 임계 질량이 낮아 Pu와 견줄 만하다.[12] 그것은 핵분열을 위한 매우 높은 단면을 가지고 있고, 만약 원자로 안에 있다면 비교적 빨리 파괴된다. 이 동위원소가 새로운 유형의 핵 로켓에 사용될 수 있는지 여부를 조사하는 작업이 수행되었다.[13][14]

242암 붕괴 모드(반감기: 16시간)
확률 붕괴 모드 붕괴에너지 붕괴제품
82.70% 베타 붕괴 0.665 MeV 242CM
17.30% 전자 포획 0.751 MeV 242PU

아메리슘-243

아메리슘-243은 질량이 243.06138g/mol이고 반감기는 7,370년으로 아메리슘 동위원소 중 가장 오래 지속된다. 플루토늄-242에 중성자 포획 후 베타 붕괴에 의해 핵연료 사이클에서 형성된다.[15] U에 총 5개의 중성자 포획이 필요하므로 연소량이 증가함에 따라 생산량은 기하급수적으로 증가한다.

알파 입자(5.27MeV의 붕괴 에너지로)[15]를 방출하여 Np가 되고, Np는 그 후 Pu에게 빠르게 또는 간헐적으로 자발적 핵분열로 해독된다.[16]

다른 아메리슘 동위원소에 대해서는, 그리고 보다 일반적으로 모든 알파 방출체에 대해서는, Am은 흡입하거나 섭취한 후 내부 오염의 경우에 발암성이 있다. 243Am은 또한 단명 붕괴 제품 Np에 의해 방출되는 감마선과 관련된 외부 조사의 위험을 나타낸다. 다른 두 아메리슘 동위원소(241Am과 Am)의 외부 조사 위험은 아메리슘-243의 10% 미만이다.[8]

참고 항목

참조

  1. ^ a b "다핵 전달 반응에서 Z ≥ 92를 가진 새로운 중성자 중성자 중성자 친화적 동위원소 관찰" http://inspirehep.net/record/1383747/files/scoap3-fulltext.pdf
  2. ^ Kaji, D.; Morimoto, K.; Haba, H.; Ideguchi, E.; Koura, H.; Morita, K. (2016). "Decay Properties of New Isotopes 234Bk and 230Am, and Even–Even Nuclides 234Cm and 230Pu" (PDF). Journal of the Physical Society of Japan. 84 (15002): 015002. doi:10.7566/JPSJ.85.015002.
  3. ^ 플러스 라듐(소원 88). 실제로 서브액티늄(sub-actinide)은 액티늄(89)에 바로 앞서며, 최소 4년 이상의 반감기를 가진 핵종이 없는 폴로늄(84) 이후의 3요소 불안정성의 간격을 따른다(그 틈에서 가장 오래 사는 핵종은 반감기가 4일 미만인 라돈-222이다). 라듐이 1600년으로 가장 오래 산 동위원소는 여기에 포함시킬 가치가 있다.
  4. ^ 특히, 우라늄-235의 열 중성자 핵분열로부터, 예를 들어, 일반적인 원자로에서.
  5. ^ Milsted, J.; Friedman, A. M.; Stevens, C. M. (1965). "The alpha half-life of berkelium-247; a new long-lived isomer of berkelium-248". Nuclear Physics. 71 (2): 299. Bibcode:1965NucPh..71..299M. doi:10.1016/0029-5582(65)90719-4.
    "동위원소 분석 결과 약 10개월에 걸쳐 분석한 세 가지 표본에서 질량 248종이 지속적으로 풍부하게 발견되었다. 이것은 반감기가 9[년] 이상인 Bk의248 이성질체 때문이었다. Cf의248 성장이 감지되지 않았으며, β− 반감기의 하한은 약 104[년]으로 설정할 수 있다. 새로운 이성질체에 기인하는 알파 활동은 감지되지 않았다. 알파 반감기는 아마도 300[년] 이상일 것이다."
  6. ^ 이는 '불안해' 이전 최소 4년 이상의 반감기를 가진 가장 무거운 핵종이다.
  7. ^ 예를 들어, Cd의 반감기가 14년에 불과한 반면, Cd의 반감기가 8조년에 가까운 반감기를 가진 "일반적으로 안정적인" 핵종을 제외한다.
  8. ^ a b "Americium" WebCite에 2012-07-29 보관. EVS, Argonne National Laboratory 2009년 12월 25일 회수.
  9. ^ Sasahara, Akihiro; Matsumura, Tetsuo; Nicolaou, Giorgos; Papaioannou, Dimitri (April 2004). "Neutron and Gamma Ray Source Evaluation of LWR High Burn-up UO2 and MOX Spent Fuels". Journal of Nuclear Science and Technology. 41 (4): 448–456. doi:10.3327/jnst.41.448.
  10. ^ J. T. Caldwell; S. C. Fultz; C. D. Bowman; R. W. Hoff (March 1967). "Spontaneous Fission Half-Life of Am242m". Physical Review. 155 (4): 1309–1313. Bibcode:1967PhRv..155.1309C. doi:10.1103/PhysRev.155.1309. (하프라이프(9.5±3.5)×10년11)
  11. ^ 95-Am-242 웨이백 기계에 2011-07-19 보관
  12. ^ "Critical Mass Calculations for 241Am, 242mAm and 243Am" (PDF). Archived from the original (PDF) on July 22, 2011. Retrieved February 3, 2011.
  13. ^ "Extremely Efficient Nuclear Fuel Could Take Man To Mars In Just Two Weeks" (Press release). Ben-Gurion University Of The Negev. December 28, 2000.
  14. ^ Ronen, Yigal; Shwageraus, E. (2000). "Ultra-thin 241mAm fuel elements in nuclear reactors". Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. 455 (2): 442–451. Bibcode:2000NIMPA.455..442R. doi:10.1016/s0168-9002(00)00506-4.
  15. ^ a b "Americium-243" 웨이백 머신에 2011-02-25 보관. 오크 리지 국립 연구소. 2009년 12월 25일 회수.
  16. ^ "원소 아메리슘의 등소탑" 제퍼슨 랩 과학 교육. 2009년 12월 25일 회수.

원천