نظائر الأمريسيوم

📅 آخر تحديث: ٢٩ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٩ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 3 صور
الموسوعة الحرة

الأمريسيوم ( 95Am ) عنصر اصطناعي ، ولذلك لا يمكن تحديد وزن ذري قياسي له. ومثل جميع العناصر الاصطناعية، ليس له نظائر مستقرة معروفة . أول نظير تم تصنيعه هو 241Am في عام 1944. يتحلل هذا العنصر الاصطناعي عن طريق إطلاق جسيمات ألفا . العدد الذري للأمريسيوم هو 95 (عدد البروتونات في نواة ذرة الأمريسيوم). على الرغم من أن 243أعيش عمراً أطول بعشر مرات من عمر 241 عاماً.أما الأول، فمن الصعب الحصول عليه أكثر من الثاني، حيث أن كمية أكبر منه موجودة في الوقود النووي المستهلك .

تم تحديد خصائص تسعة عشر نظيرًا مشعًا للأمريسيوم، تتراوح بين 229 Am و 247 Am؛ كما تم الإبلاغ عن نظير آخر، 223 Am، ولكنه غير مؤكد. يُعدّ 243 Am، بنصف عمر يبلغ 7350 عامًا، و 241 Am، بنصف عمر يبلغ 432.6 عامًا، أكثر النظائر استقرارًا. أما باقي النظائر المشعة ، فلها أنصاف أعمار تقل عن سبعة أيام، ومعظمها أقل من ساعتين. يمتلك هذا العنصر أيضًا أربعة عشر حالة ميتا ، وأكثرها استقرارًا هو 242m1 Am (نصف عمر 141 عامًا). يتميز هذا النظير بأن نصف عمره أطول بكثير من نصف عمر الحالة الأرضية لنفس النظير.

قائمة النظائر

النظير [ n 1 ]Zشمالالكتلة النظيرية ( دالتون ) [ 2 ] [ n2 ] [ n3 ]سنة الاكتشاف [ 3 ] [ 4 ]نصف العمر [ 1 ]نمط الاضمحلال [ 1 ] [ n 4 ]النظير الناتجالدوران والتكافؤ [ 1 ] [ n 5 ] [ n 6 ]
طاقة الإثارة [ n 6 ]
223 صباحًا [ رقم 7 ]95128223.04584(32)#201510(9)  مللي ثانيةα219 Np9/2–#
229 صباحًا95134229.04528(11)20151.8(15)  ثانيةα225 نبتون5/2–#
230 صباحاً95135230.04603(15)#201640(9)  sβ + (<70%)230 بو1–#
β + ، SF (>30٪)(متنوع)
231 صباحًا [ 6 ]95136231.04553(32)#202675 +137 −30  ثانيةβ + (~83%)231 بو5/2–#
α (~17%)227 Np
232 صباحًا95137232.04661(32)#19671.31(4)  دقيقةβ + (97٪)232 Pu1–#
α؟ (3٪)228 نبتون
β + ، SF (0.069%)(متنوع)
233 صباحًا95138233.04647(12)#20003.2(8)  دقيقةβ + ؟ (95.5%)233 بو5/2–#
α (4.5%)229 Np
234 صباحًا95139234.04773(17)#19672.32(8)  دقيقةβ + (99.95%)234 بو0–#
α (0.039%)230 نبتة نيتروجينية
β + ، SF (0.0066%)(متنوع)
235 صباحًا95140235.04791(6)199610.3(6)  دقيقةβ + (99.60%)235 بو5/2−#
α (0.40%)231 Np
236 صباحًا95141236.04943(13)#19983.6(1)  دقيقةβ +236 بو5-
α (4×10 −3 %)232 نبتونيوم
236 متر صباحًا50(50)#  كيلو إلكترون فولت20042.9(2)  دقيقةβ +236 بو(1−)
237 صباحًا95142237.05000(6)#197073.6(8)  دقيقةβ + (99.975%)237 بو5/2−
α (0.025%)233 نبتون
238 صباحًا95143238.05198(6)195098(3)  دقيقةβ +238 بو1+
α (1.0×10 −4 %)234 Np
238 متر صباحًا2500(200)#  كيلو إلكترون فولت196735(18)  ميكروثانيةسان فرانسيسكو(متنوع)
239 صباحًا95144239.0530227(21)194911.9(1)  ساعةEC (99.990%)239 بو5/2−
α (0.010%)235 نبتون
239 متر صباحًا2500(200)  كيلو إلكترون فولت1969163(12)  nsسان فرانسيسكو(متنوع)(7/2+)
240 صباحًا95145240.055298(15)194950.8(3)  حβ +240 بو(3−)
α (1.9×10 −4 %)236 نبتون
240 متر أمريكي3000(200)  كيلو إلكترون فولت1967940(40)  ميكروثانيةسان فرانسيسكو(متنوع)
241 صباحًا95146241.0568273(12)1949432.6(6)  yα237 Np5/2−
SF (3.6×10 −10 %)(متنوع)
241 متر صباحًا2200(200)  كيلو إلكترون فولت19691.2(3)  ميكروثانيةسان فرانسيسكو(متنوع)
242 صباحًا95147242.0595474(12)194916.02(2)  ساعةβ − (82.7%)242 سم1-
المفوضية الأوروبية (17.3%)242 بو
242م1 صباحًا48.60(5)  كيلو إلكترون فولت1959141(2)  صتكنولوجيا المعلومات (99.55%)242 صباحًا5-
α (0.45%)238 نبتون
SF (<4.7×10 −9 %)(متنوع)
242 متر مربع أم2200(80)  كيلو إلكترون فولت196214.0(10)  مللي ثانيةسان فرانسيسكو(متنوع)(2+, 3−)
هو - هي242 صباحًا
243 صباحًا95148243.0613799(15)19507350(9)  yα239 Np5/2−
SF (3.7×10 −9 %)(متنوع)
243 متر صباحًا2300(200)  كيلو إلكترون فولت19705.5(5)  ميكروثانيةسان فرانسيسكو(متنوع)
244 صباحًا95149244.0642829(16)195010.01(3)  حβ −244 سم(6−)
244م1 صباحًا89.3(16)  كيلو إلكترون فولت196226.13(43)  دقيقةβ − (99.96%)244 سم1+
EC (0.0364%)244 بو
244 متر مربع أم2000(200)#  كيلو إلكترون فولت19670.90(15)  مللي ثانيةسان فرانسيسكو(متنوع)
244 متر مكعب من الأمونيوم2200(200)#  كيلو إلكترون فولت(1967) [ رقم 8 ]~6.5  ميكروثانيةسان فرانسيسكو(متنوع)
245 صباحًا95150245.0664528(20)19552.05(1)  ساعةβ −245 سم5/2+
245 متر صباحًا2400(400)#  كيلو إلكترون فولت19720.64(6)  ميكروثانيةسان فرانسيسكو(متنوع)
246 صباحًا95151246.069774(19)#195539(3)  دقيقةβ −246 سم7-
246م1 صباحًا30(10)#  كيلو إلكترون فولت196725.0(2)  دقيقةβ −246 سم2(−)
246 متر مربع2000(800)#  كيلو إلكترون فولت197273(10)  ميكروثانيةسان فرانسيسكو(متنوع)
247 صباحًا95152247.07209(11)#196723.0(13)  دقيقةβ −247 سم5/2#
رأس وتذييل هذا الجدول:
  • منظر
  1. ↑ m Am – نظير نووي مثار. 
  2. ↑ () – يتم إعطاء عدم اليقين (1 σ ) بشكل موجز بين قوسين بعد الأرقام الأخيرة المقابلة. 
  3. ↑ # – الكتلة الذرية المميزة بـ # : القيمة وعدم اليقين مستمدان ليس من البيانات التجريبية البحتة، ولكن جزئيًا على الأقل من الاتجاهات من سطح الكتلة (TMS). 
  4. ↑ أنماط التحلل:
    المفوضية الأوروبية:التقاط الإلكترون
    قرص مضغوط:اضمحلال التجمعات
    هو - هي:التحول المتماثل
    SF:الانشطار التلقائي
  5. ↑ () قيمة الدوران - تشير إلى الدوران مع وسائط التعيين الضعيفة. 
  6. 1 2 # – القيم المميزة بـ # ليست مستمدة بشكل كامل من البيانات التجريبية، ولكنها مستمدة جزئيًا على الأقل من اتجاهات النوى المجاورة (TNN). 
  7. ↑ إن اكتشاف هذا النظير غير مؤكد بسبب التناقضات بين التنبؤات النظرية والبيانات التجريبية المنشورة. [ 5 ]
  8. ↑ تم الإبلاغ عن اكتشاف هذا النظير فقط في وقائع المؤتمر ولم يتم تضمينه في قاعدة بيانات الاكتشاف.

الأكتينيدات مقابل نواتج الانشطار

الأكتينيدات ونواتج الانشطار حسب نصف العمر
  • v
  • ت
  • هـ
الأكتينيدات [ 7 ] عن طريق سلسلة التحلل نطاق نصف العمر ( أ )نواتج انشطار اليورانيوم 235 حسب العائد [ 8 ]
4 ن (الثوريوم)4 ن + 1 (النبتونيوم)4 ن + 2 (راديوم)4 ن + 3 (أكتينيوم)4.5–7%0.04–1.25%أقل من 0.001%
228 Ra№4-6  أ155 يورو+
248 Bk [ 9 ]>  9  أ
244 سم​241 Puƒ250 قدم مكعب227 Ac№10-29  أ90 Sr85 كرونة113 م Cd+
232 Uƒ238 Puƒ243 سمƒ29–97  أ137 سيزيوم151 سم+121 متر قصدير
249 Cfƒ242 مترصباحًا141–351  أ

لا يوجد من نواتج الانشطار نصف عمر في نطاق 100 ألف  سنة إلى 210 ألف  سنة ...

241 صباحًا​251 Cfƒ [ 10 ]430–900  أ
226 Ra№247 كتاب1.3–1.6  ألف سنة
240 بو229​246 سم​243 صباحًا​4.7–7.4  ألف سنة
245 سم​250 سم8.3–8.5  ألف سنة
239 بوƒ24.1  ألف
230 Th№231 باسكالرقم32-76  ألف سنة
236 Npƒ233 Uƒ234 يورقم150-250 ألف  سنة99 Tc₡126 Sn
248 سم242 بو327–375  ألف سنة79 Se₡
1.33  مليون135 سيزيوم​
237 Npƒ1.61–6.5  مليون سنة93 زركونيوم107 Pd
236 يو247 سم​15-24 مليون  سنة129 I₡
244 بو80  مليون

... ولا يتجاوز 15.7 مليون  سنة [ 11 ]

232 Th№238 U№235 Uƒ№0.7–14.1  مليار سنة

الأمريسيوم-241

الأمريسيوم-241، كما هو مستخدم في أجهزة كشف الدخان الأيونية .

الأمريسيوم-241 (باعث جسيمات ألفا، عمر النصف 432.6 سنة) هو النظير الأكثر شيوعًا للأمريسيوم في النفايات النووية. [ 12 ] وهو النظير المستخدم في أجهزة كشف الدخان التأينية التقليدية ، التي تعمل كغرفة تأين . يُعدّ الأمريسيوم-241 وقودًا محتملاً لمولدات الطاقة الكهروحرارية طويلة العمر التي تعمل بالنظائر المشعة ، إذ يبلغ عمر النصف له أطول من عمر النصف للبلوتونيوم-238 القياسي (87.7 سنة) أو السترونتيوم-90 البديل (28.91 سنة). تبلغ حرارة اضمحلاله 0.114 واط/غرام، ومعدل انشطاره التلقائي 1.2/غرام/ثانية.

يصاحب اضمحلال ألفا للأمريسيوم -241 انبعاثٌ ملحوظٌ لأشعة غاما . ويُحدَّد وجوده في البلوتونيوم من خلال التركيز الأصلي للبلوتونيوم -241 (الذي يتحلل إليه) وعمر العينة. تتراكم جزيئات الأمريسيوم-241 في عينات البلوتونيوم القديمة التي تحتوي على البلوتونيوم-241 ، وقد يتطلب الأمر فصل الأمريسيوم كيميائيًا عن البلوتونيوم (مثلًا أثناء إعادة معالجة حفر البلوتونيوم ).

الأمريسيوم-242 متر

يحدث تحول نووي بين البلوتونيوم -238 والكوريوم -244 في مفاعلات الماء الخفيف. [ 13 ] نسبة الانشطار هي 100 ناقص النسب الموضحة. يختلف معدل التحول النووي الكلي اختلافًا كبيرًا باختلاف النظير. يتميز الكوريوم -245 إلى الكوريوم -248 بعمر طويل مع اضمحلال ضئيل.

يُعد الأمريسيوم-242m (نصف عمره 141 عامًا) أحد الحالات النادرة، مثل نظائر أخرى مثل الفضة -108m ، والهولميوم -166m ، والتنتالوم -180 m ، والرينيوم -186 m ، والإيريديوم -192m ، والبزموت -210m ، والبولونيوم -212m ، وغيرها، حيث يكون النظير النووي ذو الطاقة الأعلى أكثر استقرارًا من حالته الأرضية. بينما تتحلل الحالة الأرضية للأمريسيوم -242 m بنصف عمر يبلغ 16.02 ساعة عن طريق انبعاث جسيم بيتا أو التقاط الإلكترون ، في مثال نموذجي لحالة المنع الدوراني، لا يتحلل النظير بهذه الطرق، بل يعود إلى الحالة الأرضية ببطء شديد (99.55% من حالات التحلل) أو يُصدر جسيم ألفا (0.45%، نصف عمره الجزئي 31 ألف سنة).

نظير الأمريسيوم -242m قابل للانشطار وله كتلة حرجة منخفضة ، تُقارن بكتلة البلوتونيوم -239 . [ 14 ] يتميز هذا النظير بمقطع عرضي انشطاري مرتفع للغاية ، ويتلاشى بسرعة عند إنتاجه في مفاعل نووي. وقد دُرست إمكانية استخدام هذا النظير في نوع جديد من الصواريخ النووية . [ 15 ] [ 16 ]

الأمريسيوم-243

عينة من أكسيد الأمريسيوم-243

يبلغ عمر النصف للأمريكيوم-243 ، وهو نظير باعث لجسيمات ألفا، 7350 عامًا [ 1 ] ، وهو الأطول بين جميع نظائر الأمريسيوم. يتكون هذا النظير في دورة الوقود النووي بشكل رئيسي عن طريق امتصاص النيوترونات على البلوتونيوم-242، متبوعًا بتحلل بيتا . [ 17 ] يزداد إنتاجه بشكل كبير مع زيادة معدل الاحتراق ، حيث يتطلب الأمر 5 عمليات امتصاص نيوترونات على اليورانيوم -238 . في حال استخدام وقود MOX ، وخاصةً وقود MOX الغني بالأمريسيوم -243، يزداد الإنتاج بشكل كبير.البلوتونيوم و 242البلوتونيوم ، المزيد من الأمريسيوم بشكل عام والمزيد من 243سيتم إنتاجه.

يتحلل هذا النظير إما عن طريق انبعاث جسيم ألفا (طاقة التحلل 5.439  ميغا إلكترون فولت) [ 18 ] ليصبح 239 نيبتونيوم، والذي يتحول بدوره بسرعة إلى 239 بلوتونيوم ، أو، في حالات نادرة جدًا، عن طريق الانشطار التلقائي . يبلغ معدل الانشطار حوالي 60% من معدل انشطار الأمريسيوم-241، أي حوالي 0.7 انشطار/غرام/ثانية. [ 19 ]

أما بالنسبة لنظائر الأمريسيوم الأخرى، وبشكل أعم لجميع مصادر انبعاث جسيمات ألفا، فإن الأمريسيوم -243 يُعدّ مادة مسرطنة في حالة التلوث الداخلي الناتج عن استنشاقه أو ابتلاعه. كما يُشكّل الأمريسيوم -243 خطرًا للتعرض للإشعاع الخارجي المرتبط بأشعة غاما المنبعثة من ناتج تحلله قصير العمر، النبتونيوم -239 . ويقلّ خطر التعرض للإشعاع الخارجي لنظيري الأمريسيوم الآخرين ( الأمريسيوم -241 والأمريكيوم -242 m) عن 10% من خطر التعرض للأمريسيوم-243. [ 12 ]

مراجع

  1. 1 2 3 4 5 كونديڤ، إف جي؛ وانغ، إم؛ هوانغ، دبليو جي؛ نعيمي، إس؛ أودي، جي. (2021). "تقييم NUBASE2020 للخواص النووية" (ملف PDF) . الفيزياء الصينية ج . 45 (3) 030001. doi : 10.1088/1674-1137/abddae .
  2. ↑ وانغ، مينغ؛ هوانغ، دبليو جيه؛ كونديڤ، إف جي؛ أودي، جي؛ نعيمي، إس. (2021). "تقييم الكتلة الذرية AME 2020 (الجزء الثاني). الجداول والرسوم البيانية والمراجع*". الفيزياء الصينية ج . 45 (3) 030003. doi : 10.1088/1674-1137/abddaf .
  3. ↑ مجموعة بيانات FRIB النووية. "مشروع اكتشاف النويدات، قاعدة بيانات النظائر" . doi : 10.11578/frib/2279152 .
  4. ↑ مجموعة بيانات FRIB النووية. "مشروع اكتشاف النوى، قاعدة بيانات النظائر" . doi : 10.11578/frib/2572219 .
  5. ↑ صن، إم دي؛ وآخرون (2017). "نظير جديد قصير العمر 223 نبتونيوم وغياب إغلاق الغلاف الفرعي Z = 92 بالقرب من N = 126" . رسائل الفيزياء ب . 771 : 303-308 . Bibcode : 2017PhLB..771..303S . doi : 10.1016/j.physletb.2017.03.074 . 
  6. ↑ وانغ، جي جي؛ لي، زد سي؛ تشانغ، زد واي؛ وآخرون . (2026). "خصائص اضمحلال النظائر الجديدة 235Bk و 231 Am" . رسائل الفيزياء ب . 875 (140365). doi : 10.1016/j.physletb.2026.140365 . 
  7. ↑ بالإضافة إلى الراديوم (العنصر 88). على الرغم من كونه من العناصر شبه الأكتينية، إلا أنه يسبق الأكتينيوم (89) مباشرةً، ويأتي بعد فجوة عدم استقرار ثلاثية العناصر بعد البولونيوم (84)، حيث لا توجد نظائر ذات عمر نصفي لا يقل عن أربع سنوات (أطول نظير عمري في هذه الفجوة هو الرادون-222 بعمر نصفي أقل من أربعة أيام ). لذا، فإن أطول نظائر الراديوم عمرًا، والذي يبلغ 1600 عام، يستحق إدراجه هنا.
  8. ↑ على وجه التحديد من الانشطار النيوتروني الحراري لليورانيوم-235، على سبيل المثال في مفاعل نووي نموذجي .
  9. ↑ ميلستيد، ج.؛ فريدمان، أ.م.؛ ستيفنز، س.م. (1965). "عمر النصف ألفا للبركليوم-247؛ نظير جديد طويل العمر للبركليوم-248". الفيزياء النووية . 71 (2): 299. Bibcode : 1965NucPh..71..299M . doi : 10.1016/0029-5582(65)90719-4 .كشفت التحليلات النظائرية عن وجود نوع من النظائر ذات الكتلة 248 بوفرة ثابتة في ثلاث عينات تم تحليلها على مدى حوالي 10 أشهر. وقد عُزي ذلك إلى نظير من Bk 248 بنصف عمر يزيد عن 9 سنوات. لم يُرصد أي نمو لـ Cf 248 ، ويمكن تحديد الحد الأدنى لنصف عمر جسيمات بيتا السالبة بحوالي 10⁴ سنوات . لم يُرصد أي نشاط جسيمات ألفا يُعزى إلى النظير الجديد؛ ومن المرجح أن يكون نصف عمر جسيمات ألفا أكبر من 300 سنة.
  10. ↑ هذا هو أثقل نظير مشع بنصف عمر لا يقل عن أربع سنوات قبل " بحر عدم الاستقرار ".
  11. ↑ باستثناء تلك النوى " المستقرة كلاسيكيا " ذات فترات نصف العمر التي تتجاوز بكثير فترة نصف عمر 232 Th؛ على سبيل المثال، في حين أن 113m Cd له فترة نصف عمر تبلغ أربعة عشر عامًا فقط، فإن فترة نصف عمر 113 Cd تبلغ ثمانية كوادريليون عام.
  12. 1 2 "أمريسيوم" مؤرشف بتاريخ 30 يوليو 2012 في أرشيف الإنترنت . مختبر أرغون الوطني، قسم علوم البيئة. تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 ديسمبر 2009.
  13. ↑ ساساهارا، أكيهيرو؛ ماتسومورا، تيتسو؛ نيكولاو، جيورجوس؛ بابايوانو، ديمتري (أبريل 2004). "تقييم مصادر النيوترونات وأشعة جاما للوقود المستهلك عالي الاحتراق من أكسيد اليورانيوم (UO2) والوقود المختلط المؤكسد (MOX) في مفاعلات الماء الخفيف" . مجلة العلوم والتكنولوجيا النووية . 41 (4): 448-456 . doi : 10.3327/jnst.41.448 .
  14. ↑ "حسابات الكتلة الحرجة لـ 241 Am و 242m Am و 243 Am" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 22 يوليو 2011. تم الاطلاع عليه بتاريخ 3 فبراير 2011 .
  15. ↑ «وقود نووي فائق الكفاءة قد ينقل الإنسان إلى المريخ في غضون أسبوعين فقط» (بيان صحفي). جامعة بن غوريون في النقب. 28 ديسمبر/كانون الأول 2000.
  16. ↑ رونين، يغال؛ شواغيراوس، إي. (2000). "عناصر وقود فائقة الرقة بقطر 242 مللي أمبير في المفاعلات النووية". الأدوات والأساليب النووية في بحوث الفيزياء أ . 455 (2): 442-451 . رمز Bibcode : 2000NIMPA.455..442R . doi : 10.1016/s0168-9002(00)00506-4 .
  17. ↑ "أمريسيوم-243" مؤرشف بتاريخ 25 فبراير 2011 في أرشيف الإنترنت . مختبر أوك ريدج الوطني. تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 ديسمبر 2009.
  18. ↑ المركز الوطني لبيانات الطاقة النووية . "قاعدة بيانات NuDat 3.0" . مختبر بروكهافن الوطني .
  19. ↑ تم حسابها من بيانات Nubase.

مصادر