Úvod
Amerícium (Am) je syntetický, rádioaktívny kovový prvok. Jeho protónové číslo je 95 a v periodickej tabuľke patrí do skupiny aktinoidov. V čistej forme je to strieborno-biely, lesklý a kujný kov, ktorý na vzduchu pomaly stráca lesk a v tme slabo žiari. Keďže sa v prírode nevyskytuje, získava sa výlučne umelo v jadrových reaktoroch ostreľovaním plutónia neutrónmi. V stopových množstvách ho preto môžeme nájsť vo vyhoretom jadrovom palive. Jeho najznámejšie komerčné využitie je v iónizačných detektoroch dymu, kde jeho izotop slúži ako zdroj žiarenia.
Vlastnosti
Amerícium (Am) je syntetický rádioaktívny kovový prvok s protónovým číslom 95, patriaci medzi aktinoidy. V čistej forme má striebristo-bielu farbu a je lesklý, pomerne mäkký a kujný. Na suchom vzduchu pomaly stráca lesk v dôsledku povrchovej oxidácie. Všetky jeho izotopy sú nestabilné, pričom komerčne najdôležitejší Am-241 je silný žiarič alfa častíc. Jeho hustota je značná, okolo 12 g/cm³, čo je porovnateľné s olovom. Teplota topenia dosahuje vysokú hodnotu 1176 °C. Chemicky je veľmi reaktívny, ľahko sa rozpúšťa v kyselinách a najstabilnejší oxidačný stav je +3.
Pôvod názvu
Názov prvku je odvodený od kontinentu Amerika, keďže bol prvýkrát syntetizovaný na Kalifornskej univerzite v Berkeley v roku 1944. Pomenovanie bolo zvolené podľa analógie s prvkom európium, ktorý sa v periodickej tabuľke nachádza priamo nad ním v rade lantanoidov a je pomenovaný po Európe.
Objav
Amerícium bolo prvýkrát syntetizované koncom roka 1944 tímom Glenna T. Seaborga, Ralpha A. Jamesa, Leona O. Morgana a Alberta Ghiorsa na Univerzite v Chicagu. Jeho objav bol vedľajším produktom výskumu v rámci Projektu Manhattan. Prvok vznikol v jadrovom reaktore ostreľovaním plutónia-239 neutrónmi. Tento proces vytvoril izotop plutónium-241, ktorý sa následným beta rozpadom premenil na amerícium-241. Kvôli vojenskému utajeniu bol objav oficiálne oznámený až po vojne. Názov prvku bol inšpirovaný kontinentom Amerika, analogicky k lantanoidu európiu, pomenovanému po Európe.
Výskyt v prírode
Amerícium sa v zemskej kôre prirodzene nevyskytuje. Je to výlučne umelo vytvorený prvok. Stopové množstvá tohto prvku a jeho izotopov sa dajú detegovať v oblastiach, kde prebiehali atmosférické testy jadrových zbraní, alebo v okolí jadrových havárií ako rádioaktívny spád. Hlavným spôsobom jeho získavania je výroba v jadrových reaktoroch. Vzniká ako vedľajší produkt pri dlhodobom ožarovaní plutónia-239 neutrónmi. Z vyhoretého jadrového paliva sa následne musí zložito chemicky extrahovať a purifikovať, najčastejšie pomocou iónomeničových a extrakčných metód, aby sa izoloval čistý kov.
Využitie
Amerícium, najmä jeho izotop 241, nachádza kľúčové uplatnenie v bežných ionizačných detektoroch dymu. Malé množstvo prvku ionizuje vzduch v komore, a keď častice dymu narušia tento prúd, spustí sa alarm. V zmesi s berýliom sa stáva silným zdrojom neutrónov, ktorý sa využíva v priemyselnej rádiografii, pri analýze materiálov alebo v geofyzikálnom prieskume ropných vrtov. Skúma sa aj jeho potenciál v rádioizotopových termoelektrických generátoroch pre dlhodobé kozmické misie. V prírode sa prirodzene nevyskytuje; jeho prítomnosť v prostredí je výlučne dôsledkom ľudskej činnosti, ako sú jadrové testy alebo nehody.
Zlúčeniny
Najbežnejšou zlúčeninou produkovanou ľuďmi je oxid americitý (AmO₂). Táto stabilná, čierna pevná látka je východiskovým materiálom pre syntézu iných zlúčenín a je to forma používaná aj v detektoroch dymu. V laboratóriách sa pripravujú aj rôzne halogenidy, ako napríklad fluorid americitý (AmF₃) alebo chlorid americitý (AmCl₃), dôležité v procesoch separácie. Keďže amerícium sa v prírode nenachádza, nevytvára prirodzené zlúčeniny. Ak sa dostane do prostredia, existuje prevažne ako ión Am³⁺, ktorý sa viaže na častice pôdy alebo tvorí komplexy s uhličitanmi vo vode.
Zaujímavosti
V čistej kovovej forme má amerícium striebristo-biely lesk a je pomerne mäkké. Vďaka intenzívnej rádioaktivite v tme slabo svieti červenkastým svetlom v dôsledku ionizácie okolitého vzduchu. Tento alfa rozpad zároveň generuje značné množstvo tepla, preto je vzorka amerícia vždy teplejšia ako jej okolie. Chemicky je zaujímavé svojou schopnosťou existovať vo viacerých oxidačných stavoch, od +2 až po +7, hoci najstabilnejší je stav +3. Táto vlastnosť ho robí chemicky komplexnejším než mnohé iné aktinoidy. Má minimálne štyri známe kryštalické štruktúry, ktoré mení so zmenou teploty a tlaku.
