Диоксид америция
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК Оксид америция(IV) | |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol ) | |
| Информационная карта ECHA | 100.031.324 |
| Номер ЕС |
|
ПабХим CID | |
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| Характеристики | |
| Ам О 2 | |
| Молярная масса | 275 g·mol −1 |
| Появление | Черные кристаллы |
| Плотность | 11,68 г/см 3 |
| Температура плавления | 2113 ° C (3835 ° F; 2386 К) [1] |
| Структура [1] | |
| Флюорит (кубический), cF12 | |
| Фм 3 м, №225 | |
а = 17:37,6 | |
Формульные единицы ( Z ) | 4 |
| Родственные соединения | |
Другие катионы | Оксид плутония(IV) Оксид кюрия(IV) |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
Диоксид америция (AmO 2 ) представляет собой черный [2] соединение америция . В твердом состоянии AmO 2 принимает структуру флюорита (подобно CaF 2 ). [3] Он используется в качестве источника альфа-частиц .
Исторический контекст
[ редактировать ]Спрос на диоксид америция обусловлен сложностью хранения элемента америция в виде раствора хлорида америция (III), поскольку альфа-излучение и соляная кислота со временем разлагают контейнеры для хранения. Чтобы решить проблему хранения жидкости, ученые из Окриджской национальной лаборатории разработали синтез, позволяющий превратить жидкий раствор америция и кислоты в осажденную форму америция для более безопасного обращения и более эффективного хранения. [4]
Синтез
[ редактировать ]Синтез диоксида америция, описанный Национальной лабораторией Ок-Ридж в 1960 году, начинается с растворения америция в соляной кислоте, а затем нейтрализации избытка кислоты гидроксидом аммония ( NH
4 ОН ). Затем насыщенный щавелевой кислоты раствор ( C
22Ч
22О
4 ) добавляется к уже нейтрализованному раствору для осаждения тускло-розовых оксалата кристаллов америция(III); после достижения полного осаждения добавляют еще щавелевую кислоту для получения суспензии. Затем суспензию оксалата америция и щавелевой кислоты перемешивают, затем оксалат америция отфильтровывают, промывают водой и частично сушат на воздухе. [4]
Затем оксалат америция прокаливают в платиновой лодочке. Сначала его сушат в печи при температуре 150 °C (302 °F), а затем нагревают до 350 °C (662 °F). Когда начнет происходить разложение, оксалат превратится в желаемый черный диоксид америция; Чтобы гарантировать, что во вновь образующемся диоксиде не остается оксалатов, температуру печи повышают и поддерживают на уровне 800 ° C (1470 ° F), а затем медленно дают остыть до комнатной температуры. [4]
Современные приложения
[ редактировать ]Диоксид америция является наиболее широко используемым соединением америция в ионизирующих детекторах дыма. Диоксидная форма нерастворима в воде, что делает ее относительно безопасной в обращении на производстве.
В конце 2010-х годов диоксид америция заинтересовал ЕКА в качестве источника энергии для радиоизотопных термоэлектрических генераторов (РТГ) для исследования дальнего космоса космических кораблей и спутников . Полностью автоматизированный химический процесс производства диоксида америция был разработан исследователями-ядерщиками из Бристольского университета для внедрения на ядерной площадке Селлафилд в Камбрии , Великобритания . Он основан на тех же принципах, что и исторический метод производства, разработанный в Национальной лаборатории Ок-Ридж. [5]
Америций-алюминиевые сплавы
[ редактировать ]Сплавы америция и алюминия можно получить путем плавления диоксида америция с алюминием и дополнительным флюсом . [6] Созданный сплав может подвергаться нейтронному облучению с образованием других трансурановых нуклидов . [7]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Кристин Гено; Ален Шартье; Пол Фоссати; Лоран Ван Брюцель; Филипп Мартен (2020). «Термодинамические и теплофизические свойства оксидов актинидов». Комплексные ядерные материалы 2-е изд . 7 : 111–154. дои : 10.1016/B978-0-12-803581-8.11786-2 . ISBN 9780081028667 . S2CID 261051636 .
- ^ Гринвуд, Норман Н. и Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Пергамон Пресс . п. 1267. ИСБН 978-0750633659 . LCCN 97036336 . OCLC 1005231772 . ОЛ 689297М .
- ^ Уэллс, Александр Франк (1984). Структурная неорганическая химия . Оксфорд: Кларендон Пресс . ISBN 978-0-19-855370-0 .
- ^ Jump up to: а б с «Получение диоксида америция термическим разложением оксалата америция на воздухе» (PDF) . Окриджская национальная лаборатория. Декабрь 1960 года . Проверено 2 мая 2013 г. [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ Вербелен, Янник; Мегсон-Смит, Дэвид; Холланд, Эрин (2020). «Am2RTG: Am2RTG: Полностью автономная, радиационно-стойкая технологическая схема преобразования нитрата америция в диоксид америция для радиоизотопных термоэлектрических генераторов» . дои : 10.13140/RG.2.2.28490.80320 .
{{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется|journal=( помощь ) - ^ «Получение америций-алюминиевых сплавов» . КЕРНФОРШУНГ ГМБХ ГЕС ФУЭР. Январь 1974 г. Архивировано из оригинала 29 июня 2013 г. Проверено 3 мая 2013 г.
- ^ «Токсикологический профиль америция» (PDF) . Министерство здравоохранения и социальных служб США. Апрель 2004 года . Проверено 15 января 2011 г.