本文作者:漂泊 镅是第四種被發(fā)現(xiàn)的超鈾元素,它是一種重要的放射性源,在我們的生活中也發(fā)揮著重要的作用:镅可以用于制造家用的電離型煙霧報警器,用于檢測火警。除此之外,镅也可以用于材料質(zhì)量檢測以及伽馬射線光譜儀的校準(zhǔn)。 盡管在之前的核試驗中可能就已經(jīng)制備了95號元素,但他的首次合成、分離與確認(rèn)是在1944年,由加州大學(xué)伯克利分校的Glenn T. Seaborg、Leon O. Morgan、Ralph A. James和Albert Ghiorso利用回旋粒子加速器完成的。95號元素是人們發(fā)現(xiàn)的第四種超鈾元素,在它之前發(fā)現(xiàn)的三種分別是镎、钚和鋦。這個元素的名稱“镅”來源于美洲“Americas”,借鑒了鑭系元素銪的命名方式(Europium,以“歐洲,Europe”命名)。 镅的制備過程是這樣的。239PuNO3在高溫下煅燒得到239PuO2,通過回旋加速器加速中子轟擊后,將產(chǎn)物用硝酸溶解,然后加入一定濃度的氨水,得到的沉淀再用高氯酸溶解,最后采用離子交換的方法分離得到。 [1-5] 镅常用于制造家用的煙霧報警器,它使用241AmO2作為電離輻射源。241Am優(yōu)于226Ra,因為它發(fā)射的α粒子比226Ra多5倍,而且有害的伽馬射線含量相對較少。一個新的煙霧報警器中的241Am含量通常為0.29 微克。241Am會緩慢衰變?yōu)?37Np,它具有更長的半衰期。19年后煙霧報警器中的镅中會含有約3%的镎。 電離型煙霧報警器的原理是這樣的:射線穿過電離室(即兩個電極之間充滿空氣的空間),在電極之間會產(chǎn)生恒定的小電流。任何進(jìn)入室內(nèi)的煙霧都會吸收α粒子,這會使該電流減小,從而觸發(fā)警報。與光學(xué)煙霧報警器相比,電離煙霧報警器更便宜,并且可以檢測到很小的粒子,這些粒子不會產(chǎn)生明顯的光散射。但是,這也帶來了一個缺點:它更容易產(chǎn)生誤報。[6-9] 241Am已被用作許多醫(yī)用的伽瑪射線和α粒子的便攜式放射源。241Am可以發(fā)射能量為59.5409 keV的特征伽馬射線,它可以用做輻射成像和X射線熒光光譜中的材料,也可以用于控制固定核密度儀和核密度計的質(zhì)量。例如,241Am已被用于測量玻璃厚度以幫助制造更高質(zhì)量的平板玻璃。241Am還適用于低能量范圍內(nèi)的伽馬射線光譜儀的校準(zhǔn),因為它的光譜由近乎是一個單峰和一些可忽略的康普頓連續(xù)體組成(強(qiáng)度降低了至少三個數(shù)量級)。241Am放出的伽瑪射線還可用于甲狀腺功能的診斷。但是由于該技術(shù)已經(jīng)過時了,因此它也逐漸從我們的日常生活中消失了。 [10] [1] Obituary of Dr. Leon Owen (Tom) Morgan (1919–2002), Retrieved 28 November 2010 [2] Seaborg, G. T.; James, R.A. and Morgan, L. O.: “The New Element Americium (Atomic Number 95)”, THIN PPR (National Nuclear Energy Series, Plutonium Project Record), Vol 14 B The Transuranium Elements: Research Papers, Paper No. 22.1, McGraw-Hill Book Co., Inc., New York, 1949. Abstract; Full text (January 1948), Retrieved 28 November 2010 [3] Street, K.; Ghiorso, A.; Seaborg, G. (1950). “The Isotopes of Americium”. Physical Review. 79 (3): 530. Bibcode:1950PhRv…79..530S. doi:10.1103/PhysRev.79.530. [4] Pepling, Rachel Sheremeta (2003). “Chemical & Engineering News: It’s Elemental: The Periodic Table – Americium”. Retrieved 7 July 2010. [5] Robert E. Krebs (2006). The History and Use of Our Earth’s Chemical Elements: A Reference Guide (Second ed.). Greenwood Publishing Group. p. 322. ISBN 978-0-313-33438-2. [6] “Smoke Detectors and Americium”, Nuclear Issues Briefing Paper, 35, May 2002, archived from the original on 11 September 2002, retrieved 26 August 2015 [7] Residential Smoke Alarm Performance, Thomas Cleary. Building and Fire Research Laboratory, National Institute of Standards and Technology; UL Smoke and Fire Dynamics Seminar. November 2007 [8] Bukowski, R. W. et al. (2007) Performance of Home Smoke Alarms Analysis of the Response of Several Available Technologies in Residential Fire Settings, NIST Technical Note 1455-1 [9] “Smoke detectors and americium-241 fact sheet” (PDF). Canadian Nuclear Society. Retrieved 31 August 2009. [10] Binder, Harry H. (1999). Lexikon der chemischen Elemente: das Periodensystem in Fakten, Zahlen und Daten : mit 96 Abbildungen und vielen tabellarischen Zusammenstellungen. ISBN 978-3-7776-0736-8.
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