El americio-241 (241Am, Am-241) es un isótopo del elemento químico americio, altamente radiactivo, con una vida media de 432.2 años. Kondev, F. G.; Wang, M.; Huang, W. J.; Naimi, S.; Audi, G. (2021). "The NUBASE2020 evaluation of nuclear properties" (PDF). Chinese Physics C. 45 (3): 030001. doi:10.1088/1674-1137/abddae.Es el isótopo más común del americio y uno de los principales presentes en los desechos nucleares. Es utilizado en detectores de humo de tipo ionización y tiene potencial como combustible en generadores termoeléctricos de radioisótopos (RTG) de larga duración.
miniaturadeimagen|Un pequeño botón de un detector de humo de tipo ionizador que contiene 1 microcurio (141 nanogramos) de dióxido de americio-241 ( 241 AmO 2 ) en su interior. La carcasa metálica es de aluminio.
Propiedades generales Símbolo: 241 Am Número atómico (Z): 95 Número de neutrones (N): 146 Abundancia natural: 0 (sintético) Masa isotópica: 241.0568273 Da Spin: 5/2− Energía de exceso: 52,934.3 keV Energía de enlace: 7543.28 keV
Modos de decaimiento Principal: Decaimiento alfa (α) Energía liberada: 5.486 MeV Emisión gamma (γ): 0.0595409 MeV Decaimiento por clúster (CD): 93.923 MeV Producto del decaimiento: Neptunio-237 (237Np)
Usos y características El americio-241 se encuentra comúnmente en forma de dióxido (241AmO₂) en aplicaciones como detectores de humo. Además, su alta actividad específica de 3.43 Ci/g (126.91 GBq/g) lo hace útil en diversas aplicaciones científicas y tecnológicas.
A pesar de no ser físil, el americio-241 es fisionable, con una masa crítica de una esfera desnuda que varía entre 57.6 y 75.6 kg y un diámetro de 19–21 cm.
Debido a la baja penetración de la radiación alfa emitida por el americio-241, su principal riesgo para la salud radica en su ingestión o inhalación. Su manejo requiere precauciones estrictas en ambientes controlados.
Producción y nucleosíntesis El americio-241 no se sintetiza directamente a partir de uranio, sino mediante plutonio-239 (239Pu). Este proceso implica las siguientes etapas nucleares:
Producción de plutonio-239: 238U + (n,γ) → 239U → β⁻ → 239Np → β⁻ → 239Pu
Conversión a americio-241: 239Pu + 2(n,γ) → 241Pu → β⁻ → 241Am
El plutonio en el combustible nuclear gastado contiene aproximadamente un 12% de plutonio-241 (241Pu), que se convierte lentamente en americio-241 a través de un decaimiento beta con una vida media de 14 años. La cantidad máxima de americio-241 se alcanza tras unos 70 años.
Reacciones nucleares secundarias El americio-241 puede capturar neutrones para formar isótopos más pesados, como americio-242 (242Am) y su isómero nuclear americio-242m (242mAm). En un reactor de agua ligera (LWR): El 79% de las capturas de neutrones en 241Am resultan en 242Am. El 10% produce el isómero 242mAm.
Precio y Disponibilidad Desde que fue ofrecido comercialmente en 1962, el precio del americio-241 se ha mantenido estable, alrededor de US $1,500 por gramo, debido a la complejidad del proceso de separación.
El americio-241 es un isótopo clave tanto en aplicaciones tecnológicas como en el manejo de residuos nucleares, y su producción sigue siendo un tema relevante en la industria nuclear.
Referencias
Categoría:Isótopos de americio