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.

Isotop utama amerisium

Iso­top Peluruhan kelim­pahan waktu paruh (t1/2) mode pro­duk 241Am sintetis 432,2 thn SF – α 237Np 242m1Am sintetis 141 thn IT 242Am α 238Np SF – 243Am sintetis 7370 thn SF – α 239Np

lihat bicara sunting

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 (t_1/2 = 141 tahun). Isomer ini tidak biasa karena waktu paruhnya jauh lebih lama daripada keadaan dasar isotop yang sama (²⁴²Am).

Daftar isotop

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:  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. # – Nilai yang ditandai # tidak murni berasal dari data eksperimen, tetapi setidaknya sebagian dari tren nuklida tetangga (trends of neighboring nuclides, TNN).
7. Isotop yang paling umum

Amerisium-241

Amerisium-241 digunakan dalam detektor asap ionisasi.

Artikel utama: Amerisium-241

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

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)

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]

Mode peluruhan ²⁴²Am (waktu paruh: 16 jam)

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

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

1. "Observation of new neutron-deficient isotopes with Z ≥ 92 in 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. "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 Am^242m". 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. Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
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. "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

• 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 .
• "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.