Américium

Infos
Échantillon d'Américium L'Américium est un élément chimique transuranien de symbole Am et de numéro atomique 95.
Américium

Échantillon d'Américium L'Américium est un élément chimique transuranien de symbole Am et de numéro atomique 95.

Caractéristiques notables

L'américium est un élément radioactif de la famille des actinides. Sous forme métallique, il a une couleur blanche et un lustre argenté (plus argenté que le plutonium ou le neptunium). À température ambiante, il se ternit lentement dans l'air sec. Du fait de son instabilité, l'américium n'est pas présent dans la croûte terrestre. C'est un élément artificiel produit lors de réactions successives intervenant dans le cœur des réacteurs nucléaires, et il est actuellement considéré comme un déchet radioactif.

Isotopes

Parmi les dix-huit isotopes connus de l'américium (Am à Am), seuls trois ont une période radioactive supérieure à un anhttp://www.nuceng.ca/refer/anl-factsheets.pdf. Ces isotopes les plus stables sont Am (demi-vie 432 ans), Am (demi-vie 141 ans), et Am (demi-vie 7370 ans). L'américium-241 et l'américium-243 émettent majoritairement des rayonnements alpha (ils se décomposent respectivement en Np et Np), tandis que l'américium-242m subit essentiellement une transition isomérique vers son état stable, l'américium-242 (demi-vie 16 heures). Ce dernier se désintègre par radiation bêta (83%, ce qui donne du curium-242) ou capture électronique (17%, donnant du plutonium-242)Universal Nuclide Chart and Radioactive Decay Applet, Institut des Transuraniens, http://www.nuclides.net/applets/radioactive_decay.htm.

Applications

La forte radiotoxicité de l'américium le rend peu compatible avec une utilisation en quantité importante, et il est uniquement utilisé pour des applications liées à son rayonnement ionisant. Il est conservé dans des sources scellées et conditionnées dans une double enveloppe cylindrique en acier inoxydable. Les applications concernent surtout l'isotope Am, dont l'élaboration sous forme pure est la plus aisée. L'américium a ainsi trouvé une application domestique : la plupart des modèles de détecteurs de fumée contiennent une petite quantité de Am, sous forme d'oxyde AmO2 dont les émissions alpha alimentent une chambre d'ionisation. Ce même isotope est également utilisé comme source de rayons gamma dans le domaine de la cristallographie. Enfin, mélangé au béryllium ou au bore, il constitue une source de neutrons indirects avec des applications dans la radiographie. Dans la source Am-Be, les neutrons sont ainsi produits selon deux reactions successives: :^2^_\hbox\;\to\;^2^_\hbox\;+\alpha, :^_\hbox\;+\alpha\;\to\;^_\hbox\;+\;. L'américium-242 a aussi été utilisé en radiographie, mais son coût de production est très élevé.

Historique

L'américium a été nommé en référence au continent américain, par analogie avec l'europium, élément de la famille des lanthanides dont il est l'homologue chimique. Tout comme les autres éléments plus lourd que l'uranium, il a été découvert relativement récemment. Le développement de la physique nucléaire expérimentale dans les années 1940 a permis de le créer artificiellement. Il fut synthétisé pour la première fois par Glenn T. Seaborg, Leon Morgan, Ralph James, et Albert Ghiorso vers la fin de l'année 1944 au laboratoire métallurgique de l'université de Chicago (connu maintenant sous le nom d'Argonne National Laboratory). Cette équipe créa un isotope d'américium-241 en soumettant du plutonium-239 à plusieurs réactions successives de capture de neutrons dans un réacteur nucléaire. On crée alors du Pu puis du Pu (demi-vie 14, 2 ans) qui se transforme en Am par émission bêta selon la chaîne de réaction suivante (identique à celle prenant place dans les réacteurs nucléaires actuels) : :^2^_\hbox\;+\;\;\to\;^2^_\hbox, :^2^_\hbox\;+\;\;\to\;^2^_\hbox, :^2^_\hbox\to\;^2^_\hbox\;+\;\;+\;\bar\nu_e. Suite à la mise en place dans les années 1970 de parcs de réacteurs nucléaires destinés à la fabrication d'électricité, des quantités non négligeables d'américium ont été et sont toujours produites dans plusieurs pays (en France: environ 1 tonne par an, mélangé aux autres actinides et aux produits de fissions). Ceci a eu pour conséquence un déploiement important de recherches concernant les propriétés physico-chimiques de l'américium et de ses composés. L'américium fait encore actuellement l'objet de recherches dans différent domaines liés à l'industrie nucléaire : caractérisation de sa stabilité dans les différentes matrices envisagées pour son stockage de longue durée, études dans l'objectif de pouvoir le séparer des autres déchets radioactifs (amélioration du procédé PUREX), études en vue de son utilisation dans des réacteurs nucléaires incinérateurs destinés à la transmutation.

Propriétés chimiques

L'américium est un métal dont l'état solide présente trois formes crystallographiques, notées α (jusqu'à 1042 K), β (entre 1042 et 1350 K), et γ (entre 1350 et 1449 K). Il devient liquide à 1449 K et gazeux à 2284 K. Il existe de nombreux composés chimiques de l'américium :
- oxyde : AmO et AmO,
- halogénure : AmF, AmF, AmCl, AmBr et AmI,
- sulfure : AmS,
- hydrure : AmH,
- carbure : AmC. En milieu aqueux, l'américium est essentiellement à l'état d'oxydation +3. Le cation Am est susceptible de se complexer avec différents ligands (CO32-, OH-, NO2-, NO3- et SO4-2) :
- hydroxyde : Am(OH)2+, Am(OH)2+, Am(OH)3,
- carbonate : AmCO3+, Am(CO3)2-, Am(CO3)33-,
- sulfate : AmSO, Am(SO),
- nitrate : AmNO. Il existe également en milieu aqueux des complexes de l'ion américyle AmO :
- AmO2CO3-, AmO2(CO3)23- et AmO2(CO3)35-.

Aspects sanitaires et environnementaux

L’américium-241 mesuré dans l’environnement provient soit d’un rejet direct, soit indirectement de la décroissance du Pu. On distingue trois causes majeures de rejetsFiche radionucléide : Américium-241 et environnement, IRSN, http://net-science.irsn.org/net-science/liblocal/docs/docs_DEI/fiches_RN/Americium_Am241_v1.pdf: les essais nucléaires atmosphériques (estimées à 80% du total), les rejets des installations nucléaires lors du retraitement du combustible et les rejets dus à des accidents (principalement l'explosion de la centrale de Tchernobyl en 1986). Après dissémination dans l’environnement, l’américium peut être incorporé dans tous les constituants de la chaîne alimentaire et présenter diverses formes chimiques plus ou moins solubles. L’américium est un composé moyennement transférable, qui se dépose principalement dans le squelette, le foie et les gonades, quelle que soit l’espèce considéréeFiche radionucléide : Américium-241 - aspects sanitaires, IRSN, http://net-science.irsn.org/net-science/liblocal/docs/docs_DPHD/fiches_RN_DPHD/Am241SAN.pdf. A ce titre, il a un comportement proche de ceux des autres éléments transuraniens. Il se distingue toutefois du plutonium par un temps de rétention dans les organes moins important et une toxicité moins prononcée. La CIPR retient une période biologique de 20 ans.

Références

Catégorie:Élément chimique Catégorie:Actinide af:Amerikium ar:أمريكيوم be:Амерыцый bn:অ্যামেরিসিয়াম bs:Americijum ca:Americi co:Americiu cs:Americium da:Americium de:Americium el:Αμερίκιο en:Americium eo:Americio es:Americio et:Ameriitsium fa:امریسیوم fi:Amerikium fur:Americi gl:Americio (elemento) he:אמריציום hr:Americij ht:Amerisyòm hu:Amerícium hy:Ամերիցիում io:Americio it:Americio ja:アメリシウム jbo:merjinme ko:아메리슘 la:Americium lb:Americium lt:Americis lv:Amerīcijs nl:Americium nn:Americium no:Americium pl:Ameryk pt:Amerício ru:Америций sh:Americijum simple:Americium sk:Amerícium sr:Америцијум sv:Americium th:อะเมริเซียม tr:Amerikyum uk:Америцій zh:镅
Sujets connexes
Actinide   Années 1940   Années 1970   Bore   Béryllium   Capture électronique   Carbonate   Carbure   Catastrophe de Tchernobyl   Cation   Chambre d'ionisation   Complexe (chimie)   Composé chimique   Cristallographie   Croûte terrestre   Curium   Demi-vie   Déchet radioactif   Détecteur de fumée   Essai nucléaire   Europium   Fission nucléaire   France   Halogénure   Hydroxyde   Hydrure   Isomérie nucléaire   Isotope   Lanthanide   Ligand (chimie)   Métal   Neptunium   Neutron   Nitrate   Numéro atomique   Oxyde   Physique nucléaire   Plutonium   Période radioactive   Radioactivité   Radiographie   Ralph James   Rayonnement ionisant   Retraitement nucléaire   Réacteur nucléaire   Sulfate   Sulfure   Transition isomérique   Transmutation   Transuranien   Université de Chicago  
#
Accident de Beaune   Amélie Mauresmo   Anisocytose   C3H6O   CA Paris   Carole Richert   Catherinettes   Chaleur massique   Championnat de Tunisie de football D2   Classement mondial des entreprises leader par secteur   Col du Bonhomme (Vosges)   De viris illustribus (Lhomond)   Dolcett   EGP  
^