El americio es un productoradiactivo relativamente suave con apariencia plateada. Susisótopos más comunes son241Am y243Am. En compuestos químicos, el americio generalmente asume elestado de oxidación +3, especialmente en soluciones.Se conocen otros estados de oxidación, que van de +2 a +7, y pueden identificarse por sus espectros de absorción óptica característicos. La red cristalina del americio sólido y sus compuestos contienen pequeños defectos radiogénicos intrínsecos, debidos a la metamictización inducida por la autoirradiación con partículas alfa, que se acumula con el tiempo; esto puede causar una deriva de algunas propiedades del material con el tiempo, más notable en las muestras más antiguas.
El americio fue aislado por primera vez porGlenn T. Seaborg,Leon O. Morgan,Ralph A. James, yAlbert Ghiorso en 1944 en el Laboratorio de Metalurgia de laUniversidad de Chicago. El equipo creó el isótopo241Am a partir de239Pu, bombardeándolo con neutrones en unreactor nuclear. Esto se transformó en240Pu y después en241Pu, cambiando así a241Am pordesintegración beta.[1][2] Seaborg obtuvo la patente US 3156523 para "Element 95 and Method of Producing Said Element" (Elemento 95 y el método para producir dicho elemento).[3]
Americio en su estado de oxidación III en Na2CO3 2M
El americio puro tiene unlustre plateado y blanco. Es más plateado que elplutonio y elneptunio, y aparentemente más maleable que este o eluranio. Ladesintegración alfa de241Am es aproximadamente tres veces la delradio. Unos cuantos gramos de241Am emiten una alta cantidad derayos gamma, lo cual crearía serios problemas de salud a cualquiera que se expusiese al elemento. También presenta la característica de que esfisible.
Han sido descritos 19radioisótopos del americio, siendo los más estables el243Am con unavida media de 7370 años y el241Am con vida media de 472,7 años. El resto de los isótopos radiactivos tienen vidas medias menores que 51 horas, casi en su mayoría mayores a 100 minutos. El elemento también tiene ochoisómeros nucleares, siendo el de mayor estabilidad242mAm (vida media de 141 años). Los pesos atómicos de los isótopos de americio oscilan entre 231,046u.m.a (del231Am) hasta 249,078 u.m.a. (correspondientes al249Am).
El americio fue detectado en la lluvia radioactiva del ensayo nuclearIvy Mike.
Los isótopos de americio más longevos y comunes,241Am y243Am, tienen vidas medias de 432,2 y 7370 años, respectivamente. Por lo tanto, cualquier americio primordial (americio que estuvo presente en la Tierra durante su formación) ya debería haberse descompuesto. Es probable que se produzcan trazas de americio de forma natural en los minerales de uranio como resultado de reacciones nucleares, aunque esto no se ha confirmado.[4][5]
El americio existente se concentra en las áreas utilizadas para las pruebas de armas nucleares atmosféricas realizadas entre 1945 y 1980, así como en los sitios de incidentes nucleares, como eldesastre de Chernóbil. Por ejemplo, el análisis de los escombros en el sitio de prueba de la primerabomba de hidrógeno de EE. UU.,Ivy Mike, (1 de noviembre de 1952,atolón Enewetak), reveló altas concentraciones de varios actínidos, incluidos americio; pero debido al secreto militar, este resultado no se publicó hasta más tarde, en 1956.[6]Trinitita, el residuo vítreo que quedó en el suelo del desierto cerca deAlamogordo,Nuevo México, después de laprueba Trinity basada en el plutonioprueba de la bomba nuclear el 16 de julio de 1945, contiene rastros de americio-241. También se detectaron niveles elevados de americio en la sitio del accidente de un avión bombardero estadounidenseBoeing B-52, que transportaba cuatro bombas de hidrógeno, en 1968 enGroenlandia.[7]
En otras regiones, la radiactividad promedio de la superficie del suelo debido al americio residual es de solo alrededor de 0,01 picocuries/g (0,37 mBq/g). Los compuestos de americio atmosférico son poco solubles en solventes comunes y en su mayoría se adhieren a las partículas del suelo. El análisis del suelo reveló una concentración de americio alrededor de 1900 veces mayor dentro de las partículas del suelo arenoso que en el agua presente en los poros del suelo; una proporción aún mayor se midió en suelos francos.[8]
El americio se produce principalmente de manera artificial en pequeñas cantidades, con fines de investigación. Una tonelada de combustible nuclear gastado contiene alrededor de 100 gramos de varios isótopos de americio, principalmente241Am y243Am.[9] Su radiactividad prolongada no es deseable para la eliminación, por lo que el americio, junto con otros actínidos de larga vida, debe ser neutralizado. El procedimiento asociado puede implicar varios pasos, en los que el americio se separa primero y luego se convierte mediante bombardeo de neutrones en reactores especiales en núclidos de vida corta. Este procedimiento es bien conocido comotransmutación nuclear, pero todavía se está desarrollando para el americio.[10][11] Loselementos transuránicos del americio alfermio se producían de forma natural en el reactor de fisión nuclear natural deOklo, pero ya no lo hacen.[12]
El americio es también uno de los elementos que se han detectado en laEstrella de Przybylski.
Este elemento puede ser producido en cantidades de varios kilogramos y tiene algunos usos (en especial el241Am, en virtud de que es relativamente más sencillo producir muestras de esteradioisótopo). Este mismo radioisótopo fue utilizado como una fuente portátil derayos gamma para su uso enradiografías. El isótopo242Am es un emisor deneutrones y además es citado para uso en un avanzadocohete depropulsión nuclear;[13] sin embargo, es demasiado caro como para producirse en cantidades suficientemente grandes.
El americio tiene cierta utilidad en el hogar y en la industria: algunosdetectores de humo contienen una pequeña muestra, normalmente unos 0,9 microcurios (cerca de 0,2miligramos) de241Am, como fuente deradiación ionizante. El funcionamiento de estos detectores se basa en la disminución de laconductividad del aire. Una cámara del detector permite el contacto entre el americio y el ambiente. Dicho aire es ionizado por la presencia departículas alfa provenientes de la desintegración de los núcleos de241Am y se vuelve, por tanto, conductor, cerrando así un circuito. La presencia de otras partículas no ionizadas reduce la conductividad dentro de la cámara, interrumpe el circuito, y permite que suene la alarma. Cabe destacar que la cantidad de americio presente en estos detectores no pone en peligro la salud de los inquilinos. A pesar de que se prohíba su comercialización el hecho de tener uno instalado no significa incurrir en un delito. Estas alarmas fueron retiradas del mercado debido a que su gestión comoresiduos era especial y más cara de lo normal.
Cámara de la alarma de humo en la que está contenido el241Am.
El número de oxidación más común del americio es +3. Es mucho más complicado oxidar Am(III) a Am(IV) que hacerlo dePu(III) a Pu(IV) en solución acuosa.
Los científicos trabajan para reducir laradiotoxicidad o bien encontrar el modo de hacerla útil para ser usada comocombustible nuclear.
El americio, a diferencia del uranio, no forma fácilmente dióxido de americio (AmO2).[14] Esto se debe a su dificultad para oxidarse por arriba de +3 cuando se encuentra en solución acuosa. En el medio ambiente puede hacerse un compuesto complejo agregándose el carbono y oxígeno.
↑G. T. Seaborg, R. A. James, L. O. Morgan: "The New Element Americium (Atomic Number 95)", NNES PPR (National Nuclear Energy Series, Plutonium Project Record), Vol. 14 BThe Transuranium Elements: Research Papers, Paper No. 22.1, McGraw-Hill Book Co., Inc., New York, 1949;Abstract;Maschinoskript (Januar 1948).
↑Earth, Rachel Ross 2017-05-23T02:31:00Z Planet (23 de mayo de 2017).html «Facts About Americium».livescience.com(en inglés). Consultado el 10 de agosto de 2019.
↑Hoffmann, KlausKann man Gold machen? Gauner, Gaukler und Gelehrte. Aus der Geschichte der chemischen Elemente (¿Se puede fabricar oro? Ladrones, payasos y eruditos. De la historia de los elementos químicos), Urania-Verlag, Leipzig, Jena, Berlín 1979, sin ISBN, p. 233
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