O amerício (nome dado em homenagem ao Continente Americano) é um elemento químico radioativo e transurânico com símbolo Am e número atômico 95. É um elemento actínio, localizado na tabela periódica abaixo do elemento európio, um lantanídio, e portanto por analogia, foi nomeado a partir de outro continente, a América.
Amerício foi primeiramente produzido em 1944 pelo grupo de Glenn T. Seaborg na Universidade da Califórnia, Berkeley. Embora ele seja o terceiro elemento da série transurânica, ele foi o quarto a ser descoberto, depois do elemento cúrio que possui maior número atômico. A descoberta foi mantida em segredo e só foi liberada para o público em novembro de 1945. A maioria do amerício é produzida bombardeando urânio ou plutônio com nêutrons em reatores nucleares.
Uma tonelada de combustível nuclear gasto contêm cerca de 100 gramas de amerício. Ele é muito utilizado em câmaras de ionização de detectores de fumaça comerciais, assim como em fontes de nêutrons e medidores industriais. Várias aplicações não usuais, como bateria nuclear ou combustível para naves espaciais com propulsão nuclear, têm sido propostas para o isótopo 242mAm,, mas eles são prejudicados pela escassez desse isômero nuclear e o alto preço do mesmo.
Amerício é um metal radioativo relativamente maleável com aparência prateada. Seus isótopos mais comuns são 241Am e 243Am. Em componentes químicos, eles usualmente assumem o estado de oxidação +3, especialmente em soluções. Várias outros estados de oxidação são conhecidos, que variam de +2 a +7 e podem ser identificados pelo seu característico espectro de absorvição óptica. A grade da estrutura do cristal de amerício sólido e seus componentes contêm intrínsecos defeitos, que são induzidos pela auto-irradiação com partículas alfa e acumulam-se com o tempo, isto resulta no desvio da propriedade de alguns materiais.
História thumb|left|Glenn T. Seaborg thumb|left |Ciclotron de 60 polegadas no Laboratório de Radiação Lawrence, Universidade da Califórnia, Berkeley, em agosto de 1939 thumb|left|O triângulo no tubo de vidro contêm a primeira amostra de amerício (como um hidróxido), produzido em 1944.|ligação=Special:FilePath/Americium.jpg
Embora o amerício tenha sido provavelmente produzido em experimentos nucleares anteriores, ele foi primeiramente sintetizado, isolado e identificado no final do outono de 1944, na universidade da Califórnia, Berkeley, por Glenn T. Seaborg, Leon O. Morgan, Ralph A. James, e Albert Ghiorso. Eles usaram um ciclotron de 60 polegadas na universidade da Califórnia, Berkeley. Retrieved 28 November 2010 O elemento foi quimicamente identificado no Metallurgical Laboratory (Laboratório Metalúrgico), agora Argonne National Laboratory), parte da Universidade de Chicago. Seguindo o netúnio, plutônio e cúrio, o amerício foi o quarto elemento transurânico a ser descoberto. Na época, a tabela periódica foi reestruturada por Seaborg para a sua configuração atual, colocando os actinídeos logo abaixo dos lantanídeos. Isso levou o amerício a ocupar a posiação abaixo do európio. E portanto, ele foi nomeado em analogia ao európio, com o nome de um continente, América: "O nome amerício (a partir das Américas) e o símbolo Am foram sugeridos para o elemento com base na sua posição, análoga a do európio, Eu, da sério dos lantanídeos."Seaborg, G. T.; James, R.A. and Morgan, L. O.: "The New Element Americium (Atomic Number 95)", THIN PPR (National Nuclear Energy Series, Plutonium Project Record), Vol 14 B The Transuranium Elements: Research Papers, Paper No. 22.1, McGraw-Hill Book Co., Inc., New York, 1949. Abstract; Full text (January 1948), Retrieved 28 November 2010Greenwood, p. 1252
O novo elemento foi isolado de seus óxidos em um processo complexo de várias fases. Primeiramente, uma solução de nitrato de plutônio-239 (239PuNO3) foi revestida em uma folha de platina com cerca de 0.5 cm2 de área, a solução foi evaporada e os resíduos foram convertidos em dióxido de plutônio (PuO2) por recozimento. Depois da irradiação ciclotron, o revestimento foi dissolvido em ácido nítrico, e então precipitado como hidróxido usando solução de amônia concentrada. O resíduo foi dissolvido em ácido perclórico. Separação posterior foi realizada por permuta iônica, rendendo um certo isótopo de cúrio. A separação de amerício e cúrio era tão meticulosa que os elementos foram inicialmente chamados pelo grupo de Berkeley como pandemonium (do grego : todos os demônios ou inferno) e delirium ( do latim: loucura, delírio).]
Experimentos iniciais renderem quatro isótopos de amerício:241Am, 242Am, 239Am e 238Am. Amerício-241 foi diretamente obtido do plutônio pela absorção de um nêutron. Ele decai pela emissão de uma partícula alfa para o 237Np; a meia-vida desse decaimento foi primeiramente determinada em 510 ± 20 anos, mas então corrigida para 432,2 anos.
Os tempos são meia-vidas A descoberta do amerício e do cúrio em 1944 foram muito relacionadas com o Projeto Manhattan, os resultados eram confidenciais e foram desclassificados somente em 1945. Seaborg vazou a síntese dos elementos 95 e 96 numa rádio estado-unidense para crianças Quiz Kids cinco dias antes da apresentação oficial no encontro da Sociedade Química Americana em 11 de novembro de 1945, quando um dos ouvintes se algum novo elemento transurânico foi descoberto ao lado do netúnio e do plutônio durante a Guerra. Após a descoberta dos isótopos do amerício 241Am e 242Am, a sua produção e componentes foram patenteados tendo somente Seaborg como o inventor.Seaborg, Glenn T. "Element", Filing date: 23 August 1946, Issue date: 10 November 1964 As amostras iniciais de amerício foram mesuradas em algumas microgramas, e eles eram dificilmente visíveis e identificáveis apenas pela sua radioatividade. As primeiras amostras substanciais de amerício metálico pesando 40-200 microgramas não foram preparadas até 1951 pela redução de amerício (III) fluoreto com bário metálico em um alto vácuo à 1100 °C.
Ocorrência thumb|Amerício foi detectado no fallout do teste nuclear Ivy Mike. Os isótopos com maiores meia-vidas e mais comuns do amerício, 241Am e 243Am, tem meia-vidas de 432,2 e 7 370 anos respectivamente. No entanto, qualquer nuclídeo primordial de amerício (amerício que estava presente na Terra durante a sua formação) deve ter decaído agora.
O amerício existente é concentrado em áreas usadas para testes nucleares atmosféricos conduzidos entre 1945 e 1980, assim como em locais de incidentes nucleares como no Desastre Chernobyl. por exemplo, a análise de detritos no local de teste da primeira bomba de hidrogênio dos Estados Unidos, Ivy Mike, (1 de novembro de 1952, Atol Enewetak|), revelaram altas concentrações de vários actinídeos incluindo amerício, devido ao segredo militar, o resultado só foi publicado em 1956. Trinitita, o resíduo vítreo deixado no chão do deserto perto de Alamogordo, Novo México, depois do teste nuclear com a arma nuclear Trinity baseada em plutônio, em 16 de julho de 1945, contêm traços de amerício-241. Elevados níveis de amerício também foram detectados em local de queda de um B-52, em greenland, em 1968, que carregava quatro bombas de hidrogênio.
Em outras regiões, a média de radiatividade na superfície do solo devido ao amerício residual é apenas cerca de 0.01 picocuries/g (0.37 mBq/g). Componentes atmosféricos de amerício são pobremente solúveis em solventes comuns e aderem principalmente à partículas do solo. A analise do solo revelou uma concentração cerca de 1 900 vezes maior entre partículas de solo arenoso que na água presente em poros do solo, e uma razão ainda maior em solos argilosos. Los Alamos National Laboratory, Retrieved 28 November 2010
Amerício é produzido principalmente artificialmente em pequenas quantidades, para propósitos de pesquisa. Uma tonelada de combustível nuclear gasto, contem cerca de 100 gramas de vários isótopos de amerício, principalmente241Am e 243Am.Hoffmann, Klaus Kann man Gold machen? Gauner, Gaukler und Gelehrte. Aus der Geschichte der chemischen Elemente (Can you make gold? Crooks, clowns and scholars. From the history of the chemical elements), Urania-Verlag, Leipzig, Jena, Berlin 1979, no ISBN, p. 233 A sua prolongada radioatividade é indesejável para a disposição, e por isso o amerício, junto com outros actinídeos de longa vida, devem ser neutralizados. O procedimento associado pode envolver várias etapas, onde amerício é primeiramente separado e então convertido por bombardeamento de nêutrons em reatores especiais para nuclídeos de pequena vida. Esse procedimento é muito conhecido como transmutação nuclear, mas ele ainda está sendo desenvolvido para o amerício.Baetslé, L. Application of Partitioning/Transmutation of Radioactive Materials in Radioactive Waste Management , Nuclear Research Centre of Belgium Sck/Cen, Mol, Belgium, September 2001, Retrieved 28 November 2010Fioni, Gabriele; Cribier, Michel and Marie, Frédéric Can the minor actinide, americium-241, be transmuted by thermal neutrons?, Department of Astrophysics, CEA/Saclay, Retrieved 28 November 2010
Alguns poucos átomos de amerício podem ser produzidos por reações de captura de nêutron e decaimento beta em depósitos altamente concentrados de urânio.
Síntese e extração
Nucleossíntese dos isótopos thumb|curvas cromográficas de eluição revelando a similaridade entre os lantanídeos Tb, Gd, e Eu e os actinídeos correspondentes Bk, Cm, e Am
O amerício tem sido produzido em pequenas quantidades em reatores nucleares por décadas, e quilogramas de seus isótopos 241Am e 243Am tem sido acumulados.Greenwood, p. 1262 Não obstante, desde que ele foi oferecido pela primeira vez para a venda em 1962, o seu preço, de cerca de US$ 1 500 por grama de 241Am, matem-se inalterado devido ao processo muito complexo de separação. World Nuclear Association, January 2009, Retrieved 28 November 2010 O isótopo mais pesado, 243Am é produzido em quantidades muito menores, e por isso é mais difícil de se separar, resultando em um alto custo da ordem de 100 000-160 000 US$/g.Hammond C. R. "The elements" in
Amerício não é sintetizado diretamente do urânio, o material de reator mais comum, mas do isótopo Pu-239. O amerício é produzido seguindo os seguintes processos nucleares:
A captura de dois nêutrons por 239Pu (]a tão chamada reação(n,γ) ), seguido por um decaimento β, resulta em 241Am:
O plutônio presente e combustível nuclear gasto contem cerca de 12% de 241Pu. Porque ele espontaneamente converte-se no 241Am, 241Pu pode ser extraído e usado para futuramente gerar 241Am. Contudo, o processo é lento: metade da quantidade de 241Pu decai para 241Am em cerca de 15 anos, e a quantidade de 241Am atinge o máximo depois de 70 anos. Blue Ridge Environmental Defense League, Retrieved 28 November 2010
O 241Am obtido pode ser usado para gerar isótopos pesados de amerício por captura neutrônica posterior em um reator nucelar. Em um Reator de Água Leve, 79% de 241Am converte-se para 242Am e 10% para o seu isômero nuclear242mAm:O estado "metastable" é marcado com a letra m. article/200410/000020041004A0333355.php Abstract
79%:
10%: Amerício-242 tem uma meia-vida de apenas 16 horas, que faz de sua posterior conversão para o 243Am, extremamente ineficiente. O próximo isótopo é produzido em um processo onde 239Pu captura quatro nêutrons em um alto fluxo de nêutrons:
Geração de metal