9157473979

I. 3. Ameryk i cięższe transuranowce

Ameryk jest transuranowcem o liczbie atomowej Z=95, najtrwalszy jego izotop o liczbie masowej A=243 ma czas polow icznego zaniku równy 7400 lat.

W środowisku przyrodniczym obecne są skażenia izotopem ²⁴'Am (o czasie połowicznego zaniku Ti,2=432 lata). ^24lAm rozpada się poprzez rozpad alfa emitując cząstki alfa o energiach bliskich 5.5 MeV. Powstające jądra ²³⁷Np są wzbudzone i z prawdopodobieństwem 35.9 % emitują kwanty promieniowania gamma o energii 59.5 keV. ²³⁷Np ma czas połowicznego zaniku ponad 210⁶ lat, co powoduje, że jego aktywność jest bardzo niska. Ciąg kolejnych rozpadów jąder atomowych, pochodnych ²³⁷Np tworzy tzw. szereg neptunowy, występujący niegdyś naturalnie na Ziemi.

Własności chemiczne ameryku są bardzo zbliżone do pierwiastków ziem rzadkich (lantanowce). Ameryk występuje tylko na III stopniu utleniania.

Podobnie jak pluton, ameryk jest toksycznym ciężkim metalem i jest silnie radiotoksyczny. Jego metabolizm w ciele człowieka nie różni się znacznie od metabolizmu Pu. W raporcie ICRP No. 19 [ICRP, 1972] przyjmowano, że po wchłonięciu do krwioobiegu 45% Am gromadzi się w szkielecie (z czasem biologicznego połowicznego zaniku Tb m ⁼ 100 lat), a drugie 45% Am w wątrobie (z Tb i/2=40 lat). Skorygowano później te dane [ICRP, 1986], odpowiednio przyjmując Tb 1/2 równe odpowiednio 50 i 20 lat dla szkieletu i wątroby. W tym raporcie przyjęto proporcje podziału ameryku pomiędzy' wątrobę i szkielet taką jak dla plutonu , a więc 50% w kościach, 30% we wątrobie. Takie same dane o metabolizmie przyjmuje się dla kiuru. Znacznie krótszy czas biologicznego połowicznego zaniku, wynoszący 2 lata dla ameryku w wątrobie, wynika z badań materiałów sekcyjnych opublikow anyeh w pracy [Mclnroy i inni, 1989],

Chemizm ameryku w przyrodzie nie odbiega znacznie od zachowania się Pu, będąc praktycznie identycznym z właściwościami Pu ³ [Choppin, 1988],

²⁴ Am wykorzystywany jest w czujnikach dymu. Często stosowany jest też jako wygodne źródło niskoenergetycznego promieniowania gamma, np. w metodzie fluorescencji rengenowskiej [Eisenbud, 1987].

²⁴¹Am powstaje w reaktorze atomowym jako produkt aktywacji, w sekwencji reakcji wychwytu neutronu i rozpadów P'. W uwolnieniach reaktorowych ²⁴¹Am pojawia się w pewnej proporcji do izotopów plutonu zależnej od rodzaju reaktora i jego czasu eksploatacji. W pozostałościach po opadzie czamobylskim (kilka lat po depozycji) ^24lAm pochodzi zarówno z bezpośredniej depozycji jak i późniejszego wzrostu aktywności w wyniku rozpadu ^24lPu. ²⁴¹Am powstały z rozpadu ²⁴¹ Pu jest też obecny w opadzie promieniotwórczym po wybuchu jądrowy m. Jego aktywność w wypalonym paliwie lub w opadzie promieniotwórczym początkowo, przez kilkadziesiąt lat, rośnie w czasie. W pozostałości opadu globalnego obecna aktywność ²⁴¹ Am stanowi około 1/3 aktywności ^239+240Pu. Po praktycznie całkowitym rozpadnięciu się ^24lPu, a więc po 70 latach od wystąpienia opadu (czyli ok. 2035 roku) osiągnie blisko 43% aktywności ^239+240Pu, czyli 25 Bq/m². Natomiast dla opadu czamobylskiego, po całkowitym rozpadnięciu się ²⁴¹Pu aktywność ^24lAm ma około trójkrotnie przewyższać aktywność ^2:!9+240p_u [Mironov i inni, 2001],

Zarówno w opadzie po wybuchach jądrowych jak i w opadzie czamobylskim stwierdzano obecność również śladowych ilości cięższych transuranowców. Przede wszystkim znajdywano izotopy kiuru (Z=96): ²⁴²Cm, ²⁴³Cm, ²⁴⁴Cm [Eisenbud, 1987], Ciężkie transaktynowce jak kiur czy berkel (Bk, Z=97) powstają w wybuchach jądrowych, zwłaszcza dużej mocy, jednakże ilości tych jąder są względnie małe i w opadzie globalnym były prakty cznie niewykrywalne poza miejscami eksplozji. Natomiast bezpośrednio po katastrofie czamobylskiej w „gorących cząstkach typu paliwowego” obserwowano [Broda i inni, 1989] stosunkowo duże akty wności ²⁴²Cm (T1/2=160 dni) oraz ślady ²⁴⁴Cm (T1/2= 30 lat) i ²⁴³Cm (T1/2= 18 lat). Kiur i ameryk wykazują daleko idące podobieństwo właściwości chemicznych. W raporcie [ICRP, 1986] przyjmuje się, że ciężkie transaktynowce gromadzą się nieznacznie chętniej w kościach niż w wątrobie, w porów naniu do ameryku czy plutonu.

Bardzo zbliżone chemiczne właściwości ameryku i kium powodują, że w środowisku przyrodniczym zazwyczaj nie ulegają separacji, a w analizach radiochemicznych na ogól znajdują się w jednej frakcji.

17