Estructura
No es un diagrama de puntos sobre anillos — es una muestra de Monte Carlo de la densidad de probabilidad real |ψ|² de cada subcapa ocupada. Arrastra para girar. El azul y el violeta indican signos opuestos de la función de onda, lo que permite la formación de enlaces.
Valores medidos
Cada barra muestra dónde se sitúa americio entre los 118 elementos según esa propiedad.
Fuentes: pesos atómicos estándar de la IUPAC de 2021 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. Los valores marcados con ~ son predichos y no medidos.
Tamaño, a escala
Radio de 173 pm: es decir, 0,173 nm, por lo que aproximadamente 2,89 millones de ellos, uno al lado del otro, abarcarían un milímetro.
Intervalo térmico
Americio es líquido en un intervalo de 835 K, desde 1449 K hasta 2284 K.
La historia
El elemento que permanece discretamente en millones de detectores de humo de todo el mundo.
Glenn T. Seaborg, Ralph A. James, Leon O. Morgan y Albert Ghiorso descubrieron el americio en la Universidad de California, Berkeley, a finales de 1944. Este descubrimiento tuvo lugar durante los intensos años finales del Proyecto Manhattan, cuando cada nuevo elemento podía influir potencialmente en el esfuerzo bélico.
Bombardeo neutrónico: El equipo creó americio bombardeando plutonio-239 con neutrones en el ciclotrón de Berkeley"s. El plutonio absorbió neutrones y experimentó una desintegración beta, transformándose en el elemento 95.
Separación química: El mayor desafío era separar el nuevo elemento del plutonio y de otros actínidos. El equipo de Seaborg"s desarrolló técnicas químicas innovadoras que revelaron las propiedades únicas del americio y confirmaron que era un elemento nuevo.
Orgullo estadounidense: Los descubridores llamaron al elemento 95 «americio» por las Américas, en especial para honrar la contribución estadounidense a la ciencia nuclear durante la Segunda Guerra Mundial. Fue así el primer elemento nombrado en honor de un continente en lugar de una persona o un lugar.
Paralelismo científico: La denominación siguió el patrón establecido por el europio (elemento 63), creando un buen paralelismo entre el Viejo Mundo (Europa) y el Nuevo Mundo (América) en la tabla periódica.
Investigación clasificada: Al igual que otros descubrimientos nucleares realizados durante la guerra, la existencia del americio se mantuvo en secreto hasta el final de la guerra. El descubrimiento no se anunció públicamente hasta 1945, después de que se hubieran utilizado las bombas atómicas.
Contexto del Proyecto Manhattan: Aunque el americio no tenía aplicaciones armamentísticas inmediatas, su descubrimiento ayudó a los científicos a comprender la química de los actínidos y las reacciones nucleares fundamentales para la producción de plutonio y el diseño de armas.
Comprensión de la serie de los actínidos: El descubrimiento del americio ayudó a confirmar la revolucionaria teoría de Seaborg sobre la serie de los actínidos, al demostrar que los elementos 89-103 forman un grupo separado análogo a los lantánidos. Esta idea hizo que Seaborg obtuviera el Premio Nobel de Química en 1951.
Propiedades químicas: Los primeros estudios del americio revelaron que tenía propiedades químicas diferentes de las del plutonio y de los actínidos más ligeros, proporcionando conocimientos fundamentales sobre la química de los elementos pesados que siguen guiando la investigación hasta hoy.
Aplicaciones
Detectores de humo por ionización: El americio-241 es el componente fundamental de la mayoría de los detectores de humo domésticos del mundo y protege millones de vidas cada día. Una cantidad diminuta (aproximadamente 1 microgramo) ioniza el aire de la cámara del detector, creando una pequeña corriente eléctrica que las partículas de humo interrumpen y activa la alarma.
Seguridad contra incendios industriales: Los sistemas de detección de humo basados en americio a gran escala protegen instalaciones industriales, aeropuertos, túneles y otras infraestructuras críticas. Estos sistemas pueden detectar incendios antes que los detectores ópticos, especialmente en incendios de combustión rápida y con poco humo.
Medición de espesores: Las fuentes de americio-241 se utilizan en medidores industriales de espesores que miden materiales como papel, plástico, vidrio y láminas metálicas durante la fabricación. La radiación alfa constante proporciona mediciones precisas y sin contacto, esenciales para el control de calidad.
Registro de pozos petrolíferos: Las fuentes de neutrones de americio-berilio ayudan a los ingenieros petroleros a analizar formaciones rocosas subterráneas y localizar depósitos de petróleo y gas. Esta tecnología es fundamental para la extracción eficiente de recursos y la protección del medio ambiente.
Fuentes de neutrones: El americio-241 mezclado con berilio crea fuentes portátiles de neutrones utilizadas en el análisis por activación neutrónica, lo que ayuda a los científicos a determinar la composición elemental de los materiales sin destruir las muestras.
Investigación de partículas alfa: La emisión alfa constante del Am-241 lo hace valioso para calibrar equipos de detección de radiación y estudiar las interacciones de las partículas alfa con la materia.
Química de los actínidos: El americio sirve como modelo para estudiar el comportamiento químico de los elementos actínidos pesados y ayuda a los científicos a comprender cómo manipular y procesar otros elementos transuránicos de forma segura.
Estudios de radiación espacial: La investigación con americio ayuda a los científicos a comprender cómo se comportan los elementos actínidos bajo la radiación cósmica, contribuyendo al desarrollo de tecnologías de exploración espacial y blindaje contra la radiación.
Medición de la densidad ósea: Dispositivos médicos especializados utilizan fuentes de americio para medir con precisión la densidad ósea, lo que ayuda a diagnosticar la osteoporosis y controlar la eficacia del tratamiento.
Datación arqueológica: El análisis por activación neutrónica mediante fuentes de americio ayuda a los arqueólogos a determinar la edad y el origen de los artefactos mediante el análisis de su composición elemental.
Detectores de humo: El uso más común del americio es en los detectores de humo por ionización presentes en hogares, oficinas y edificios públicos de todo el mundo. Cada detector contiene aproximadamente 0.9 microcurios de americio-241, sellado de forma segura en una cámara metálica que no supone ningún riesgo para la salud durante el uso normal.
Funciones de seguridad para consumidores: Los detectores de humo modernos con americio incluyen diseños resistentes a la manipulación, avisos de batería baja e instrucciones claras de eliminación para garantizar una manipulación segura durante toda su vida útil de 10 años.
Medidores de fabricación: Los medidores de espesores basados en americio son equipos estándar en fábricas de papel, plantas siderúrgicas e instalaciones de fabricación de plásticos, ya que garantizan una calidad constante del producto y reducen los residuos.
Ensayos no destructivos: La radiografía industrial mediante fuentes de americio permite a los ingenieros inspeccionar soldaduras, piezas fundidas y estructuras para detectar defectos sin dañar los materiales sometidos a prueba.
Exploración de petróleo y gas: Las fuentes de neutrones de americio-berilio son herramientas esenciales para los geólogos petroleros, ya que ayudan a localizar recursos subterráneos y optimizar las operaciones de perforación.
Patrones de laboratorio: Las instalaciones de investigación utilizan el americio como patrón de referencia para calibrar equipos de detección de radiación y estudiar la química de los elementos actínidos.
Nota de seguridad: Aunque el americio tiene aplicaciones prácticas, todos sus usos están estrictamente regulados. Los detectores de humo dañados deben eliminarse correctamente a través de canales autorizados y nunca deben tirarse a la basura común.
De dónde procede
0 mg/kg de la corteza terrestre · más abundante que el 0 % de los elementos
Sin presencia natural: El americio no se encuentra de forma natural en la Tierra. Aunque pudo estar presente en cantidades traza cuando se formó la Tierra hace 4.6 mil millones de años, su periodo de semidesintegración relativamente corto significa que cualquier americio primordial se desintegró hace mucho tiempo.
Desintegración del plutonio: La mayor parte del americio se produce mediante la desintegración del plutonio-241 presente en los residuos de los reactores nucleares. El Pu-241 tiene un periodo de semidesintegración de 14.4 años y se desintegra en Am-241, que luego se acumula con el tiempo en el combustible nuclear gastado.
Bombardeo neutrónico: El americio también puede producirse bombardeando plutonio-239 con neutrones en reactores nucleares, aunque esto es menos común que la producción mediante la desintegración del plutonio.
Operaciones de reprocesamiento: Los países con capacidad para reprocesar combustible nuclear pueden extraer americio del combustible nuclear gastado. Luego, este americio se purifica para utilizarlo en detectores de humo y aplicaciones industriales.
Desafío de la gestión de residuos: El americio presente en los residuos nucleares plantea desafíos de almacenamiento a largo plazo debido a su periodo de semidesintegración de 432 años. Los diseños avanzados de reactores pretenden transmutar el americio en elementos de vida más corta o estables.
Proveedores limitados: Solo unas pocas instalaciones de todo el mundo producen americio para uso comercial, principalmente en Estados Unidos, Rusia y Bélgica. La producción mundial se mide en kilogramos por año.
Problemas de suministro: Los requisitos especializados de producción y manipulación hacen que el americio sea caro y que a veces esté sujeto a escasez de suministro, lo que impulsa la investigación de tecnologías alternativas para la detección de humo.
Manejo
Americio es radiactivo. No tiene ningún isótopo estable: todos los núcleos se desintegran. La manipulación requiere blindaje y licencias adecuados.
Emisor alfa: El americio-241 emite partículas alfa y tiene un periodo de semidesintegración de 432 años. Aunque la radiación alfa no puede atravesar la piel, el americio supone graves riesgos para la salud interna si se inhala, se ingiere o entra en el organismo a través de heridas.
Acumulación en huesos e hígado: Si el americio entra en el organismo, tiende a acumularse en los huesos y el tejido hepático, donde puede causar daños radiológicos a largo plazo, cáncer y efectos genéticos. Incluso pequeñas cantidades pueden suponer riesgos importantes para la salud.
Peligros de inhalación: El polvo o las partículas de americio presentan el mayor peligro por inhalación. Los equipos de protección, incluidos los respiradores y los sistemas de contención, son esenciales al manipular cualquier material que no sean fuentes selladas.
Seguridad de los detectores de humo: El americio de los detectores de humo domésticos está contenido de forma segura y no supone ningún riesgo durante el uso normal. Sin embargo, los detectores dañados nunca deben desmontarse y deben eliminarse correctamente mediante programas autorizados.
Eliminación adecuada: Nunca tires a la basura común los detectores de humo que contengan americio. Muchos fabricantes ofrecen programas gratuitos de devolución y muchas comunidades organizan jornadas especiales de recogida de materiales radiactivos.
Solo en instalaciones autorizadas: Las cantidades comerciales de americio deben manipularse únicamente en instalaciones nucleares autorizadas que dispongan de capacidades adecuadas de contención, vigilancia y eliminación de residuos.
Respuesta ante emergencias: Cualquier sospecha de contaminación por americio requiere una respuesta profesional inmediata por parte de expertos en seguridad radiológica y puede requerir una evaluación médica por especialistas en medicina radiológica.
Respuestas rápidas
Americio (símbolo Am) es el elemento 95 de la tabla periódica, un Actínido del periodo 7. El elemento que permanece discretamente en millones de detectores de humo de todo el mundo. A temperatura ambiente es un sólido y es radiactivo.
[Rn] 5f⁷ 7s², con 7 capas ocupadas y la distribución 2, 8, 18, 32, 25, 8, 2.Americio se funde a 1449 K (1175.9 °C) y hierve a 2284 K (2010.9 °C).
Americio no tiene ningún isótopo estable, por lo que no tiene un peso atómico estándar. La cifra indicada, 243, es el número másico de su isótopo conocido de mayor vida media.
Americio tiene una densidad de 12 g/cm³. El agua tiene una densidad de 1.0 g/cm³, por lo que un bloque de Americio es aproximadamente 12 veces más pesado.
Americio tiene una electronegatividad de Pauling de 1.13. La escala va de 0.70 (francio, el que menos atrae a los electrones) a 3.98 (flúor, el que más). Un valor tan bajo significa que cede fácilmente sus electrones externos, formando iones positivos.
Americio fue descubierto en 1944 por Seaborg, James, Morgan & Ghiorso. Recibe su nombre de las Américas.
Americio no se encuentra de forma natural en la Tierra en ninguna cantidad significativa; se produce en un reactor o un acelerador.
Sí. Americio no tiene ningún isótopo estable: todos sus núcleos se desintegran. No se encuentra en cantidades aprovechables en la naturaleza y debe sintetizarse.