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De número atómico 95, el americio es de símbolo Am. Está calificado como transuránico, es decir, un radioelemento cuyo número atómico es superior al del uranio (92). Es radiactivo y sintético, y pertenece a la familia de los actínidos. En condiciones normales de temperatura y presión, su forma simple es un metal.
El elemento 95 es un actínido radiactivo. Su cuerpo simple es de color blanco y plateado. Se oscurece progresivamente al contacto con el aire seco, a temperatura ambiente.
No es un elemento de la corteza terrestre debido a su inestabilidad. Este elemento artificial es el resultado de reacciones sucesivas que ocurren en el núcleo de los reactores nucleares. Actualmente, es considerado como un desecho radiactivo.
El elemento 95 es el homólogo químico del europio. Debido a las similitudes presentadas con este lantánido, el americio también fue nombrado en referencia a un continente. Ha sido descubierto recientemente como todos los transuránicos. En los años cuarenta, pudo ser sintetizado artificialmente gracias al avance de la física nuclear experimental.
El final del año 1944 marca la primera recomposición del americio en el laboratorio metalúrgico de la Universidad de Chicago. Glenn Seaborg, Leon Morgan, Ralph James y Albert Ghiorso dirigieron este experimento. Actualmente, el laboratorio se denomina Argonne National Laboratory. El principio del proceso consiste en someter el plutonio 239 a reacciones consecutivas de captura de neutrones. Esta experimentación se desarrolla en un reactor nuclear. Su resultado es la formación del isótopo 241Am. Más precisamente, el plutonio 240 se obtiene a partir del plutonio 239. Luego, viene la creación del 241Pu que tiene una vida media de 14,2 años. El plutonio 241 se transforma en americio 241 por emisión β.
23994Pu + 10n → 24094Pu
24094Pu + 10n → 24194Pu
24194Pu → 24195Am + e¯ + Ѵe.
En los años setenta, la producción de electricidad se realizó a partir de parques de reactores nucleares. Desde entonces, el americio es elaborado en gran cantidad en varios países. Francia forma aproximadamente 1 t/año de americio mezclado con otros actínidos y productos de fisión. Esta gran producción ha motivado las investigaciones sobre las propiedades físico-químicas del elemento 95.
Todavía está en estudio en los ámbitos relacionados con la industria nuclear en los siguientes puntos:
El americio posee 18 isótopos, desde el 231Am hasta el 247Am. Tres de estos isótopos tienen un período radiactivo superior a un año:
En general, el 241Am y el 243Am se desintegran emitiendo radiaciones α. Se transforman respectivamente en neptunio 237 y neptunio 239. El 242Am se estabiliza mediante una transición isomérica. Su vida media asciende a dieciséis horas. Se desorganiza en un 83% por radiación β para dar curio 242. Se desintegra en un 17% por captura electrónica para producir plutonio 242.
El 241Am se produce con más frecuencia debido a su equilibrio con el plutonio producido en las centrales nucleares. Forma parte de la cadena de desintegración del plutonio 241. Este último se disocia en neptunio 237, emisor α y γ de 2 millones de años de vida media.
El 241Am, el 242mAm y el 243Am son fisibles. La masa crítica del americio 241 se sitúa entre 60 y 100 kg. La del americio 242m varía de 9 a 18 kg. Su ligereza lo hace viable como combustible espacial. El 243Am tiene una masa crítica estimada entre 50 y 150 kg.
En estado sólido, el americio tiene tres formas cristalográficas:
Su forma líquida se obtiene a 1.449 K (1.176 °C) y su forma gaseosa a 2.284 K (2.011 °C).
Muchos compuestos químicos contienen americio, especialmente:
El estado de oxidación +3 del americio se encuentra en medio acuoso. Diferentes ligandos (CO32-, OH–, NO2–, NO3– y SO42-) pueden unirse al catión Am3+ y dar:
También pueden formarse complejos en medio acuoso con AmO2+ y producir AmO2CO3–, AmO2(CO3)23- o AmO2(CO3)35-.
La utilización del americio en gran cantidad está limitada debido a su alta radiotoxicidad. Se emplea únicamente por su radiación ionizante. Su almacenamiento se realiza en fuentes selladas, acondicionadas en una doble envoltura de acero inoxidable.
Debido a la facilidad de fabricación del 241Am, es el más utilizado. Una cantidad ínfima de 241Am se encuentra en modelos de detectores de humo. Está en forma de óxido AmO2 y sus emisiones α alimentan una cámara de ionización. La cristalografía lo utiliza como fuente de rayos γ. La radiografía lo adopta como fuente de neutrones indirectos cuando se mezcla con berilio o boro.
A partir del 241Am-Be, la producción de neutrones se realiza así:
24195Am → 23793Np + 42He
94Be + 42He → 126C + 10n.
Su elevado coste ha detenido el manejo del 242Am en radiografía.
La medida del 241Am en el medio ambiente se realiza directamente a partir del vertido o indirectamente de la desintegración del 241Pu. Las principales causas de este vertido son:
Disperso en el medio ambiente, el americio puede incrustarse en los elementos de la cadena alimentaria. Puede entonces tener formas químicas moderadamente solubles. Se transfiere con relativa facilidad. En diferentes especies, se deposita en el esqueleto, el hígado y las gónadas. Esta propiedad es similar a la de otros transuránicos. Sin embargo, se diferencia del plutonio por su tiempo de retención en los órganos menos eminentes y su toxicidad menos considerable.
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