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アメリシウム

アメリシウム (: americium) は原子番号95の元素元素記号Amアクチノイド元素の一つ。第3の超ウラン元素でもある。安定同位体は存在しない。銀白色の金属で、常温、常圧で安定な結晶構造は六方最密充填構造 (HCP)。比重は13.67で、融点は995 °C (850-1200 °C)、沸点は2600 °C。展性、延性があり、希酸に溶ける。原子価は、+2〜+6価(+3価が安定)。化学的性質はユウロピウムに類似する。発見された同位体の中で最も半減期が長いのは、アメリシウム243の7370年である。

歴史

アメリシウムはおそらくそれ以前の核実験でも生成されていたが、それが最初に意図的に、合成、単離されたのは、1944年の晩秋、カリフォルニア大学バークレー校グレン・シーボーグ[1]によっての事だった。 原子炉内のプルトニウム239に2個の中性子を当てると、プルトニウム241ができ、これがβ崩壊して、アメリシウム241(半減期432.2年)となる。 元素は、化学的にシカゴ大学の冶金研究所(現アルゴンヌ国立研究所)で同定された。 ネプツニウムプルトニウムキュリウムに続いて、アメリシウムが発見されたのは超ウラン元素として四番目だった。

元素名は、周期表上でヨーロッパ大陸にちなんだユウロピウムの下に位置することから、アメリカ大陸の名にちなんで付けられた[2]

アメリシウムとキュリウムの発見は、密接にマンハッタン計画に関連していたため、1945年になるまで機密情報だった。 最初にそれが公表されたのは1945年11月11日にグレン・シーボーグが、アメリカの子供のためのラジオ番組、Quiz Kidsに出演した際、リスナーの1人に、「戦争の間にプルトニウムとネプツニウムの隣の新しい超ウラン元素が見つかった?」と質問された時だったが、それはアメリカ化学会の会議で公式発表する五日前の出来事だった。

特徴

アメリシウムは剥離性がある銀白色をした放射性の金属で空気中に放置すると白く曇る。純粋なアメリシウムはネプツニウムプルトニウムより輝いている。アメリシウム241から放出されるα線は約5.4 MeV、ガンマ線のエネルギーは非常に低く (0.06 MeV)、低エネルギーガンマ線源として蛍光X線分析装置などに用いられる。

発生

生成量は核爆弾の種類により変わり、大気中への放出量は不明である。半減期が最も長いアメリシウム243でも半減期は7370年のため、地球の形成時に存在していたアメリシウムは、今ではすべて崩壊している。したがって、現存しているアメリシウムは、チェルノブイリ原発事故のような原子力事故現場や大気圏核実験のため1945年から1980年の間に使用された領域と核燃料再処理施設周辺に集中している。例えば、アメリカ合衆国最初の水素爆弾アイビー作戦マイク実験1952年11月1日エニウェトク環礁)の核実験で使用された地点で回収された破片を分析したところ、高濃度のアメリシウムを含むアクチノイドが検出されたが、軍事機密のために検出の事実が公表されたのは1956年であった。

用途

アメリシウム 241 は、煙感知器[注釈 1]や、厚さ計[4]に利用される。アメリシウム242は中性子ラジオグラフティーの中で使用される。しかしアメリシウムの合成は難しく、強い放射能のため非常に高価である。

ベリリウムとの混合物は、中性子源となる。そのほか、放射線源としての利用もある。

検出

化学的に分離精製した測定試料から放出されるアルファ線を、シリコン半導体検出器で測定する。

同位体

アメリシウムには安定同位体が存在せず、すべてが放射性である。アメリシウムには18の同位体が確認されており、質量範囲はアメリシウム231からアメリシウム249までがある。

発見された同位体の中で最も半減期が長いのは、アメリシウム243の7370年である。ほかに432年の半減期を持つアメリシウム241、141年のアメリシウム242、が比較的安定している。残りは全てアメリシウム240の51時間よりも短い。さらにアメリシウムの同位体には八つの核異性体の同位体が存在している。

注釈

  1. 日本の煙感知器にはアメリシウムを使ったイオン化式は少なく、光電式が主流となっている。[3]

出典

  1. グレン・シーボーグ、レオン・モルガン、ラルフ・ジェームズ、アルバート・ギオルソ
  2. Seaborg, Glenn T. (1946). "The Transuranium Elements". Science 104 (2704): 379–386.
  3. セオドア・グレイ 『世界で一番美しい元素図鑑』 ニック・マン写真、武井摩利訳、創元社、2010年。ISBN 978-4422420042。
  4. アメリシウム厚み計 (TOSGAEG 153) 計測と制御 Vol.9 (1970) No.7 P543-544

関連項目


外部リンク

テンプレート:アメリシウムの化合物