Isotop amerisium
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.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||
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] |
Z | N | Massa 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] | 95 | 128 | 5,2(+12,0-4,4) mdtk | α | 219Np | ||||||||||||||
| 229Am[1] | 95 | 134 | 229,04525(9) | 1,8(1,5) dtk | α | 225Np | |||||||||||||
| 230Am[2] | 95 | 135 | 230,04609(14)# | 32(+22-9) dtk | β+ (64,7%) | 230Pu | |||||||||||||
| β+, SF (35,3%) | (beberapa) | ||||||||||||||||||
| 232Am | 95 | 137 | 232,04659(32)# | 79(2) dtk | β+ (98%) | 232Pu | |||||||||||||
| α (2%) | 228Np | ||||||||||||||||||
| β+, SF (0,069%) | (beberapa) | ||||||||||||||||||
| 233Am | 95 | 138 | 233,04635(11)# | 3,2(8) mnt | β+ | 233Pu | |||||||||||||
| α | 229Np | ||||||||||||||||||
| 234Am | 95 | 139 | 234,04781(22)# | 2,32(8) mnt | β+ (99,95%) | 234Pu | |||||||||||||
| α (0,04%) | 230Np | ||||||||||||||||||
| β+, SF (0,0066%) | (beberapa) | ||||||||||||||||||
| 235Am | 95 | 140 | 235,04795(13)# | 9,9(5) mnt | β+ | 235Pu | 5/2−# | ||||||||||||
| α (langka) | 231Np | ||||||||||||||||||
| 236Am | 95 | 141 | 236,04958(11)# | 3,6(1) mnt | β+ | 236Pu | |||||||||||||
| α | 232Np | ||||||||||||||||||
| 237Am | 95 | 142 | 237,05000(6)# | 73,0(10) mnt | β+ (99,97%) | 237Pu | 5/2(−) | ||||||||||||
| α (0,025%) | 233Np | ||||||||||||||||||
| 238Am | 95 | 143 | 238,05198(5) | 98(2) mnt | β+ | 238Pu | 1+ | ||||||||||||
| α (10−4%) | 234Np | ||||||||||||||||||
| 238mAm | 2500(200)# keV | 35(10) μdtk | |||||||||||||||||
| 239Am | 95 | 144 | 239,0530245(26) | 11,9(1) jam | EC (99,99%) | 239Pu | (5/2)− | ||||||||||||
| α (0,01%) | 235Np | ||||||||||||||||||
| 239mAm | 2500(200) keV | 163(12) ndtk | (7/2+) | ||||||||||||||||
| 240Am | 95 | 145 | 240,055300(15) | 50,8(3) jam | β+ | 240Pu | (3−) | ||||||||||||
| α (1,9×10−4%) | 236Np | ||||||||||||||||||
| 241Am[n 7] | 95 | 146 | 241,0568291(20) | 432,2(7) thn | α | 237Np | 5/2− | ||||||||||||
| CD (7,4×10−10%) | 207Tl, 34Si | ||||||||||||||||||
| SF (4,3×10−10%) | (beberapa) | ||||||||||||||||||
| 241mAm | 2200(100) keV | 1,2(3) μdtk | SF | ||||||||||||||||
| 242Am | 95 | 147 | 242,0595492(20) | 16,02(2) jam | β− (82,7%) | 242Cm | 1− | ||||||||||||
| EC (17,3%) | 242Pu | ||||||||||||||||||
| 242m1Am | 48,60(5) keV | 141(2) thn | IT (99,54%) | 242Am | 5− | ||||||||||||||
| α (0,46%) | 238Np | ||||||||||||||||||
| SF (1,5×10−8%) | (beberapa) | ||||||||||||||||||
| 242m2Am | 2200(80) keV | 14,0(10) mdtk | (2+, 3−) | ||||||||||||||||
| 243Am[n 7] | 95 | 148 | 243,0613811(25) | 7.370(40) thn | α | 239Np | 5/2− | ||||||||||||
| SF (3,7×10−9%) | (beberapa) | ||||||||||||||||||
| 244Am | 95 | 149 | 244,0642848(22) | 10,1(1) jam | β− | 244Cm | (6−)# | ||||||||||||
| 244mAm | 86.1(10) keV | 26(1) mnt | β− (99,96%) | 244Cm | 1+ | ||||||||||||||
| EC (0,0361%) | 244Pu | ||||||||||||||||||
| 245Am | 95 | 150 | 245,066452(4) | 2,05(1) jam | β− | 245Cm | (5/2)+ | ||||||||||||
| 246Am | 95 | 151 | 246,069775(20) | 39(3) mnt | β− | 246Cm | (7−) | ||||||||||||
| 246m1Am | 30(10) keV | 25,0(2) mnt | β− (99,99%) | 246Cm | 2(−) | ||||||||||||||
| IT (0,01%) | 246Am | ||||||||||||||||||
| 246m2Am | ~2000 keV | 73(10) μdtk | |||||||||||||||||
| 247Am | 95 | 152 | 247,07209(11)# | 23,0(13) mnt | β− | 247Cm | (5/2)# | ||||||||||||
| Header & footer tabel ini: | |||||||||||||||||||
- ^ mAm – Isomer nuklir tereksitasi.
- ^ ( ) – Ketidakpastian (1σ) diberikan dalam bentuk ringkas dalam tanda kurung setelah digit terakhir yang sesuai.
- ^ # – 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).
- ^
Mode peluruhan:
CD: Peluruhan gugus EC: Penangkapan elektron IT: Transisi isomerik SF: Fisi spontan - ^ ( ) nilai spin – Menunjukkan spin dengan argumen penempatan yang lemah.
- ^ a b # – Nilai yang ditandai # tidak murni berasal dari data eksperimen, tetapi setidaknya sebagian dari tren nuklida tetangga (trends of neighboring nuclides, TNN).
- ^ a b Isotop yang paling umum
Amerisium-241
sunting
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.
| Parameter | Nilai |
|---|---|
| Massa atom | 241,056829 u |
| Surplus massa | 52930 keV |
| Energi peluruhan beta | -767 keV |
| Spin | 5/2− |
| Waktu paruh | 432,6 tahun |
| Fisi spontan | 1200 per kg dtk |
| Panas peluruhan | 114 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
Persentase fisi adalah 100 dikurangi persentase yang ditunjukkan.
Kecepatan total transmutasi sangat bervariasi menurut nuklida.
245Cm–248Cm berumur panjang dengan peluruhan yang dapat diabaikan.
| Probabilitas | Mode peluruhan | Energi peluruhan | Produk peluruhan |
|---|---|---|---|
| 99,54% | transisi isomerik | 0,05 MeV | 242Am |
| 0,46% | peluruhan alfa | 5,64 MeV | 238Np |
| (1,5±0,6)×10−10 [5] | fisi spontan | ~200 MeV | Produk 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]
| Probabilitas | Mode peluruhan | Energi peluruhan | Produk peluruhan |
|---|---|---|---|
| 82,70% | peluruhan beta | 0,665 MeV | 242Cm |
| 17,30% | penangkapan elektron | 0,751 MeV | 242Pu |
Amerisium-243
sunting
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- ^ a b "Observation of new neutron-deficient isotopes with Z ≥ 92 in multinucleon transfer reactions" http://inspirehep.net/record/1383747/files/scoap3-fulltext.pdf
- ^ 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.
- ^ a b "Americium" Diarsipkan 30 Juli 2012 di Wayback Machine.. Argonne National Laboratory, EVS. Diakses tanggal 14 Juli 2022.
- ^ 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
.
- ^ 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)
- ^ 95-Am-242 Diarsipkan 19 Juli 2011 di Wayback Machine.
- ^ "Critical Mass Calculations for 241Am, 242mAm and 243Am" (PDF). Diarsipkan dari versi asli (PDF) tanggal 22 Juli 2011. Diakses tanggal 14 Juli 2022.
- ^ "Extremely Efficient Nuclear Fuel Could Take Man To Mars In Just Two Weeks" (Siaran pers). Ben-Gurion University Of The Negev. 28 Desember 2000.
- ^ 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.
- ^ a b "Americium-243" Diarsipkan 25 Februari 2011 di Wayback Machine.. Oak Ridge National Laboratory. Diakses tanggal 14 Juli 2022.
- ^ "Isotopes of the Element Americium". Jefferson Lab Science Education. Diakses tanggal 14 Juli 2022.
Sumber
sunting- Massa isotop dari:
- Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), "The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties", Nuclear Physics A, 729: 3–128, Bibcode:2003NuPhA.729....3A, doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001
- Komposisi isotop dan massa atom standar dari:
- de Laeter, John Robert; Böhlke, John Karl; De Bièvre, Paul; Hidaka, Hiroshi; Peiser, H. Steffen; Rosman, Kevin J. R.; Taylor, Philip D. P. (2003). "Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry. 75 (6): 683–800. doi:10.1351/pac200375060683 .
- Wieser, Michael E. (2006). "Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry. 78 (11): 2051–2066. doi:10.1351/pac200678112051 .
- de Laeter, John Robert; Böhlke, John Karl; De Bièvre, Paul; Hidaka, Hiroshi; Peiser, H. Steffen; Rosman, Kevin J. R.; Taylor, Philip D. P. (2003). "Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry. 75 (6): 683–800. doi:10.1351/pac200375060683
- "News & Notices: Standard Atomic Weights Revised". International Union of Pure and Applied Chemistry. 19 Oktober 2005.
- Data waktu paruh, spin, dan isomer dipilih dari sumber-sumber berikut.
- Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), "The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties", Nuclear Physics A, 729: 3–128, Bibcode:2003NuPhA.729....3A, doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001
- National Nuclear Data Center. "NuDat 2.x database". Laboratorium Nasional Brookhaven.
- Holden, Norman E. (2004). "11. Table of the Isotopes". Dalam Lide, David R. CRC Handbook of Chemistry and Physics (edisi ke-85). Boca Raton, Florida: CRC Press. ISBN 978-0-8493-0485-9.