Isotop amerisium

nuklida dengan nomor atom 95 tetapi dengan nomor massa berbeda
(Dialihkan dari Amerisium-245)

Amerisium (95Am) adalah sebuah unsur buatan, sehingga berat atom standarnya tidak dapat diberikan. Seperti semua unsur buatan lainnya, ia tidak memiliki satu pun isotop stabil yang diketahui. Isotop pertama yang disintesis adalah 241Am pada tahun 1944. Unsur buatan ini meluruh dengan mengeluarkan partikel alfa. Amerisium memiliki nomor atom 95 (jumlah proton yang ada dalam inti atom amerisium). Meskipun 243Am memiliki waktu paruh lebih panjang daripada 241Am, 243Am lebih sulit diperoleh daripada 241Am karena 241Am lebih banyak hadir dalam bahan bakar nuklir bekas.

Isotop utama amerisium
Iso­topPeluruhan
kelim­pahanwaktu paruh (t1/2)modepro­duk
241Amsintetis432,2 thnSF
α237Np
242m1Amsintetis141 thnIT242Am
α238Np
SF
243Amsintetis7370 thnSF
α239Np

Sembilan belas radioisotop amerisium—223Am, 229Am, 230Am, dan yang berkisar dari 232Am hingga 247Am—telah dikarakterisasi, dengan yang paling stabil adalah 243Am dengan waktu paruh 7.370 tahun, dan 241Am dengan waktu paruh 432,2 tahun. Semua isotop radioaktif yang tersisa memiliki waktu paruh kurang dari 51 jam, dan sebagian besar memiliki waktu paruh kurang dari 100 menit. Unsur ini juga memiliki 8 keadaan meta, dengan yang paling stabil adalah 242m1Am (t1/2 = 141 tahun). Isomer ini tidak biasa karena waktu paruhnya jauh lebih lama daripada keadaan dasar isotop yang sama (242Am).

Daftar isotop

sunting
Nuklida
[n 1]
ZNMassa isotop (Da)
[n 2][n 3]
Waktu paruh
Mode
peluruhan

[n 4]
Isotop
anak

Spin dan
paritas
[n 5][n 6]
Energi eksitasi[n 6]
223Am[1]951285,2(+12,0-4,4) mdtkα219Np
229Am[1]95134229,04525(9)1,8(1,5) dtkα225Np
230Am[2]95135230,04609(14)#32(+22-9) dtkβ+ (64,7%)230Pu
β+, SF (35,3%)(beberapa)
232Am95137232,04659(32)#79(2) dtkβ+ (98%)232Pu
α (2%)228Np
β+, SF (0,069%)(beberapa)
233Am95138233,04635(11)#3,2(8) mntβ+233Pu
α229Np
234Am95139234,04781(22)#2,32(8) mntβ+ (99,95%)234Pu
α (0,04%)230Np
β+, SF (0,0066%)(beberapa)
235Am95140235,04795(13)#9,9(5) mntβ+235Pu5/2−#
α (langka)231Np
236Am95141236,04958(11)#3,6(1) mntβ+236Pu
α232Np
237Am95142237,05000(6)#73,0(10) mntβ+ (99,97%)237Pu5/2(−)
α (0,025%)233Np
238Am95143238,05198(5)98(2) mntβ+238Pu1+
α (10−4%)234Np
238mAm2500(200)# keV35(10) μdtk
239Am95144239,0530245(26)11,9(1) jamEC (99,99%)239Pu(5/2)−
α (0,01%)235Np
239mAm2500(200) keV163(12) ndtk(7/2+)
240Am95145240,055300(15)50,8(3) jamβ+240Pu(3−)
α (1,9×10−4%)236Np
241Am[n 7]95146241,0568291(20)432,2(7) thnα237Np5/2−
CD (7,4×10−10%)207Tl, 34Si
SF (4,3×10−10%)(beberapa)
241mAm2200(100) keV1,2(3) μdtkSF
242Am95147242,0595492(20)16,02(2) jamβ (82,7%)242Cm1−
EC (17,3%)242Pu
242m1Am48,60(5) keV141(2) thnIT (99,54%)242Am5−
α (0,46%)238Np
SF (1,5×10−8%)(beberapa)
242m2Am2200(80) keV14,0(10) mdtk(2+, 3−)
243Am[n 7]95148243,0613811(25)7.370(40) thnα239Np5/2−
SF (3,7×10−9%)(beberapa)
244Am95149244,0642848(22)10,1(1) jamβ244Cm(6−)#
244mAm86.1(10) keV26(1) mntβ (99,96%)244Cm1+
EC (0,0361%)244Pu
245Am95150245,066452(4)2,05(1) jamβ245Cm(5/2)+
246Am95151246,069775(20)39(3) mntβ246Cm(7−)
246m1Am30(10) keV25,0(2) mntβ (99,99%)246Cm2(−)
IT (0,01%)246Am
246m2Am~2000 keV73(10) μdtk
247Am95152247,07209(11)#23,0(13) mntβ247Cm(5/2)#
Header & footer tabel ini:  view 
  1. ^ mAm – Isomer nuklir tereksitasi.
  2. ^ ( ) – Ketidakpastian (1σ) diberikan dalam bentuk ringkas dalam tanda kurung setelah digit terakhir yang sesuai.
  3. ^ # – Massa atom bertanda #: nilai dan ketidakpastian yang diperoleh bukan dari data eksperimen murni, tetapi setidaknya sebagian dari tren dari Permukaan Massa (trends from the Mass Surface, TMS).
  4. ^ Mode peluruhan:
    CD:Peluruhan gugus
    EC:Penangkapan elektron
    IT:Transisi isomerik
    SF:Fisi spontan
  5. ^ ( ) nilai spin – Menunjukkan spin dengan argumen penempatan yang lemah.
  6. ^ a b # – Nilai yang ditandai # tidak murni berasal dari data eksperimen, tetapi setidaknya sebagian dari tren nuklida tetangga (trends of neighboring nuclides, TNN).
  7. ^ a b Isotop yang paling umum

Amerisium-241

sunting
Amerisium-241 digunakan dalam detektor asap ionisasi.

Amerisium-241 adalah isotop amerisium yang paling umum dalam limbah nuklir.[3] Ia merupakan isotop yang digunakan dalam detektor asap amerisium yang didasarkan pada bilik pengionan. Ia merupakan bahan bakar potensial untuk generator termoelektrik radioisotop yang tahan lama.

ParameterNilai
Massa atom241,056829 u
Surplus massa52930 keV
Energi peluruhan beta-767 keV
Spin5/2−
Waktu paruh432,6 tahun
Fisi spontan1200 per kg dtk
Panas peluruhan114 watt/kg

Nuklida induk yang mungkin: beta dari 241Pu, penangkapan elektron dari 241Cm, alfa dari 245Bk.

241Am meluruh melalui emisi alfa, dengan produk sampingan sinar gama. Keberadaannya dalam plutonium ditentukan oleh konsentrasi asli dari 241Pu dan umur sampelnya. Karena penetrasi radiasi alfa yang rendah, 241Am hanya menimbulkan risiko kesehatan saat tertelan atau terhirup. Sampel plutonium yang lebih tua yang mengandung 241Pu mengandung penumpukan 241Am. Penghapusan kimia amerisium dari plutonium yang dikerjakan ulang (misalnya selama pengerjaan ulang biji plutonium) mungkin diperlukan.

Amerisium-242m

sunting
Aliran transmutasi antara 238Pu dan 244Cm dalam LWR.[4]
Persentase fisi adalah 100 dikurangi persentase yang ditunjukkan.
Kecepatan total transmutasi sangat bervariasi menurut nuklida.
245Cm–248Cm berumur panjang dengan peluruhan yang dapat diabaikan.
Mode peluruhan 242mAm (waktu paruh: 141 tahun)
ProbabilitasMode peluruhanEnergi peluruhanProduk peluruhan
99,54%transisi isomerik0,05 MeV242Am
  0,46%peluruhan alfa5,64 MeV238Np
(1,5±0,6)×10−10 [5]fisi spontan~200 MeVProduk fisi

Amerisium-242m memiliki massa 242,0595492 g/mol. Ia merupakan salah satu kasus yang jarang terjadi, seperti 180mTa, 210mBi dan beberapa isomer holmium, di mana isomer nuklir berenergi lebih tinggi lebih stabil daripada yang berenergi lebih rendah, amerisium-242.[6]

242mAm bersifat fisil dan memiliki massa kritis yang rendah, sebanding dengan 239Pu.[7] Ia memiliki penampang yang sangat tinggi untuk fisi, dan jika di dalam reaktor nuklir, ia dapat dihancurkan dengan relatif cepat. Sebuah pekerjaan telah dilakukan untuk menyelidiki apakah isotop ini dapat digunakan untuk jenis roket nuklir baru.[8][9]

Mode peluruhan 242Am (waktu paruh: 16 jam)
ProbabilitasMode peluruhanEnergi peluruhanProduk peluruhan
82,70%peluruhan beta0,665 MeV242Cm
17,30%penangkapan elektron0,751 MeV242Pu

Amerisium-243

sunting
Sebuah sampel 243Am

Amerisium-243 memiliki massa 243,06138 g/mol dan waktu paruh 7.370 tahun, yang paling tahan lama dari semua isotop amerisium. Ia terbentuk dalam siklus bahan bakar nuklir oleh penangkapan neutron pada 242Pu yang diikuti oleh peluruhan beta.[10] Produksinya meningkat secara eksponensial dengan meningkatnya pembakaran karena total 5 penangkapan neutron pada 238U diperlukan. Jika bahan bakar MOX digunakan, terutama bahan bakar MOX yang tinggi dalam 241Pu dan 242Pu, lebih banyak amerisium secara keseluruhan dan lebih banyak 243Am akan terproduksi.

Ia meluruh dengan memancarkan partikel alfa (dengan energi peluruhan 5,27 MeV)[10] menjadi 239Np, yang kemudian dengan cepat meluruh menjadi 239Pu, atau yang lebih jarang, melalui fisi spontan.[11]

Adapun isotop amerisium lainnya, dan lebih umum untuk semua pemancar alfa, 243Am bersifat karsinogenik jika terjadi kontaminasi internal setelah terhirup atau tertelan. 243Am juga memunculkan risiko iradiasi eksternal yang terkait dengan sinar gama yang dipancarkan oleh produk peluruhannya yang berumur pendek, 239Np. Risiko iradiasi eksternal untuk dua isotop amerisium lainnya (241Am dan 242mAm) kurang dari 10% bila dibandingkan dengan 243Am.[3]

Referensi

sunting
  1. ^ a b "Observation of new neutron-deficient isotopes with Z ≥ 92in multinucleon transfer reactions" 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. ^ a b "Americium" Diarsipkan 30 Juli 2012 di Wayback Machine.. Argonne National Laboratory, EVS. Diakses tanggal 14 Juli 2022.
  4. ^ 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 . 
  5. ^ 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.  (waktu paruh (9,5±3,5)×1011 tahun)
  6. ^ 95-Am-242 Diarsipkan 19 Juli 2011 di Wayback Machine.
  7. ^ "Critical Mass Calculations for 241Am, 242mAm and 243Am" (PDF). Diarsipkan dari versi asli (PDF) tanggal 22 Juli 2011. Diakses tanggal 14 Juli 2022. 
  8. ^ "Extremely Efficient Nuclear Fuel Could Take Man To Mars In Just Two Weeks" (Siaran pers). Ben-Gurion University Of The Negev. 28 Desember 2000. 
  9. ^ 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. 
  10. ^ a b "Americium-243" Diarsipkan 25 Februari 2011 di Wayback Machine.. Oak Ridge National Laboratory. Diakses tanggal 14 Juli 2022.
  11. ^ "Isotopes of the Element Americium". Jefferson Lab Science Education. Diakses tanggal 14 Juli 2022.

Sumber

sunting