Américium 23122 30155249 2008-05-30T18:21:03Z Pld 71269 /* Applications */ rayon gamma {{Élément/Américium}} [[Image:Americium.jpg|right|250px|thumb|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 [[radioactivité|radioactif]] de la famille des [[actinide]]s. Sous forme [[métal]]lique, 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 [[réacteur nucléaire|réacteurs nucléaires]], et il est actuellement considéré comme un [[déchet radioactif]]. ==Isotopes== Parmi les dix-huit [[isotope]]s connus de l'américium ({{p|231}}Am à {{p|247}}Am), seuls trois ont une [[période radioactive]] supérieure à un an<ref>[http://www.nuceng.ca/refer/anl-factsheets.pdf These fact sheets<!-- Titre généré automatiquement -->]</ref>. Ces isotopes les plus stables sont {{p|241}}Am ([[demi-vie]] 432 ans), {{p|242[[isomérie nucléaire|m]]}}Am (demi-vie 141 ans), et {{p|243}}Am (demi-vie 7370 ans). L'américium-241 et l'américium-243 émettent majoritairement des [[rayonnement alpha|rayonnements alpha]] (ils se décomposent respectivement en {{p|237}}Np et {{p|239}}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)<ref>Universal Nuclide Chart and Radioactive Decay Applet, [[Institut des Transuraniens]], http://www.nuclides.net/applets/radioactive_decay.htm</ref>. L'américium 241, qui fait partie de la [[chaîne de désintégration]] du plutonium 241, est le plus fréquent du fait de son apparition en équilibre avec le plutonium produit dans les centrales nucléaires. Il décroît par désintégration alpha (demi-vie de 432 ans) en neptunium 237, lui-même un émetteur alpha et gamma avec une période de 2 millions d'années. {{p|241}}Am ([[demi-vie]] 432 ans), {{p|242[[isomérie nucléaire|m]]}}Am (demi-vie 141 ans) et {{p|243}}Am sont en outre [[matière fissible|fissibles]].<ref>Données des masses critiques d'après [http://www.isis-online.org/publications/fmct/book/index.html Challenges of Fissile Material Control], David Albright and Kevin O'Neill, ISIS 1999 (chap. 5).</ref> L'américium 241 aurait une [[Masse critique (réaction nucléaire)|masse critique]] (sphère nue) comprise entre 60 et 100 kg. L'américium 242m a une masse critique très faible (entre 9 et 18 kg), ce qui fait envisager son utilisation comme combustible spatial. La masse critique de l'américium 243 varie suivant les estimations, entre 50 et 150 kg. ==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 {{p|241}}Am, dont l'élaboration sous forme pure est la plus aisée. L'américium a ainsi trouvé une application domestique : la plupart des modèles de [[détecteur de fumée|détecteurs de fumée]] contiennent une petite quantité de {{p|241}}Am, sous forme d'oxyde AmO<sub>2</sub> dont les émissions alpha alimentent une [[chambre d'ionisation]]. Ce même isotope est également utilisé comme source de [[rayon gamma|rayons gamma]] dans le domaine de la [[cristallographie]]. Enfin, mélangé au [[béryllium]] ou au [[bore]], il constitue une source de [[neutron]]s indirects avec des applications dans la [[radiographie]]. Dans la source {{p|241}}Am-Be, les neutrons sont ainsi produits selon deux reactions successives : :<math>{}^2{}^{41}_{95}\hbox{Am}\;\to\;{}^2{}^{37}_{93}\hbox{Np}\;+\alpha,</math> :<math>{}^{9}_{4}\hbox{Be}\;+\alpha\;\to\;{}^{12}_{6}\hbox{C}\;+\;{n}.</math> 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 [[lanthanide]]s dont il est l'homologue chimique. Tout comme les autres éléments plus lourds 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 [[neutron]]s dans un [[réacteur nucléaire]]. On crée alors du {{p|240}}Pu puis du {{p|241}}Pu (demi-vie 14,2 ans) qui se transforme en {{p|241}}Am par émission bêta selon la chaîne de réaction suivante (identique à celle prenant place dans les réacteurs nucléaires actuels) : :<math>{}^2{}^{39}_{94}\hbox{Pu}\;+\;{n}\;\to\;{}^2{}^{40}_{94}\hbox{Pu},</math> :<math>{}^2{}^{40}_{94}\hbox{Pu}\;+\;{n}\;\to\;{}^2{}^{41}_{94}\hbox{Pu},</math> :<math>{}^2{}^{41}_{94}\hbox{Pu}\to\;{}^2{}^{41}_{95}\hbox{Am}\;+\;{e^-}\;+\;\bar{\nu}_e.</math> 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 [[fission nucléaire|fission]]s). 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 [[déchet radioactif|déchets radioactifs]] (amélioration du [[Traitement du combustible usé#Procédé PUREX|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 cristallographiques, 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 [[composé chimique|composés chimiques]] de l'américium : * [[oxyde]] : AmO{{sub|2}} et Am{{sub|2}}O{{sub|3}}, * [[halogénure]] : AmF{{sub|3}}, AmF{{sub|4}}, AmCl{{sub|3}}, AmBr{{sub|3}} et AmI{{sub|3}}, * [[sulfure]] : AmS, * [[hydrure]] : AmH{{sub|2}}, * [[carbure]] : Am{{sub|2}}C{{sub|3}}. En milieu aqueux, l'américium est essentiellement à l'état d'oxydation +3. Le [[cation]] Am{{exp|3+}} est susceptible de se [[Complexe (chimie)|complexer]] avec différents [[Ligand (chimie)|ligands]] (CO<sub>3</sub><sup>2-</sup>, OH<sup>-</sup>, NO<sub>2</sub><sup>-</sup>, NO<sub>3</sub><sup>-</sup> et SO<sub>4</sub><sup>-2</sup>) : * [[hydroxyde]] : Am(OH)<sup>2+</sup>, Am(OH)<sub>2</sub><sup>+</sup>, Am(OH)<sub>3</sub>, * [[carbonate]] : AmCO<sub>3</sub><sup>+</sup>, Am(CO<sub>3</sub>)<sub>2</sub><sup>-</sup>, Am(CO<sub>3</sub>)<sub>3</sub><sup>3-</sup>, * [[sulfate]] : AmSO{{sub|4}}{{exp|+}}, Am(SO{{sub|4}}){{sub|2}}{{exp|-}}, * [[nitrate]] : AmNO{{sub|3}}{{exp|2+}}. Il existe également en milieu aqueux des complexes de l'ion américyle AmO{{sub|2}}{{exp|+}} : * AmO<sub>2</sub>CO<sub>3</sub><sup>-</sup>, AmO<sub>2</sub>(CO<sub>3</sub>)<sub>2</sub><sup>3-</sup> et AmO<sub>2</sub>(CO<sub>3</sub>)<sub>3</sub><sup>5-</sup>. ==Aspects sanitaires et environnementaux== L’américium-241 mesuré dans l’environnement provient soit d’un rejet direct, soit indirectement de la décroissance du {{p|241}}Pu. On distingue trois causes majeures de rejets<ref>Fiche radionucléide : Américium-241 et environnement, [[IRSN]], http://net-science.irsn.org/net-science/liblocal/docs/docs_DEI/fiches_RN/Americium_Am241_v1.pdf</ref>: les [[Essai nucléaire|essais nucléaires]] atmosphériques (estimées à 80% du total), les rejets des installations nucléaires lors du [[Traitement du combustible usé|traitement du combustible]] et les rejets dus à des accidents (principalement [[Catastrophe de Tchernobyl|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 considérée<ref>Fiche radionucléide : Américium-241 - aspects sanitaires, IRSN, http://net-science.irsn.org/net-science/liblocal/docs/docs_DPHD/fiches_RN_DPHD/Am241SAN.pdf</ref>. 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== {{Wiktionnaire}} {{reflist}} {{portail chimie}} [[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]] [[eu:Amerizio]] [[fa:امریسیوم]] [[fi:Amerikium]] [[fur:Americi]] [[gl:Americio]] [[gv:Americium]] [[he:אמריציום]] [[hr:Americij]] [[ht:Amerisyòm]] [[hu:Amerícium]] [[hy:Ամերիցիում]] [[io:Americio]] [[it:Americio]] [[ja:アメリシウム]] [[jbo:merjinme]] [[jv:Amerisium]] [[ko:아메리슘]] [[la:Americium]] [[lb:Americium]] [[lt:Americis]] [[lv:Amerīcijs]] [[ml:അമെരിസിയം]] [[mn:Америци]] [[nl:Americium]] [[nn:Americium]] [[no:Americium]] [[pl:Ameryk]] [[pt:Amerício]] [[ro:Americiu]] [[ru:Америций]] [[scn:Americiu]] [[sh:Americijum]] [[simple:Americium]] [[sk:Amerícium]] [[sl:Americij]] [[sr:Америцијум]] [[stq:Americium]] [[sv:Americium]] [[th:อะเมริเซียม]] [[tr:Amerikyum]] [[uk:Америцій]] [[zh:镅]]