95 Am 镅 243*
锕系元素 f-block Period 7 Radioactive Synthetic

镅

Am · Element 95

The element quietly sitting in millions of smoke detectors worldwide.

20°C时的状态 固态
原子量 243 u
ELECTRON CONFIGURATION [Rn] 5f⁷ 7s²
94Pu All 118 96Cm

结构

镅 原子

这不是环上点阵的示意图，而是对每个已占据子层实际概率密度|ψ|²进行蒙特卡洛采样的结果。拖动即可旋转。蓝色和紫色表示波函数的相反符号，这正是成键成为可能的原因。

轨道云

测量值

性质表

每个条形图都显示镅在全部118种元素中该性质的排名位置。

物理

密度 12 g/cm³ 72%
熔点 1449 K 64%
沸点 2284 K 48%
比热容 0.11 J/g·K
热导率 10 W/m·K 24%

原子

原子半径 159 pm 50%
共价半径 180 pm
范德华半径 244 pm

电子

电负性 1.13 14%
电离能 576 kJ/mol 21%
电子亲和能 —

存在

地壳中的丰度 0 mg/kg 0%

身份

符号Am
原子序数95
原子量243 u
类别锕系元素
区f
晶体结构六方晶系
氧化态+3, +4, +5, +6
发现时间1944
发现者Seaborg, James, Morgan & Ghiorso

来源：IUPAC 2021 标准原子量 ·《CRC 化学与物理手册》· NIST。标有 ~ 的数值是预测值，而非测量值。

按比例显示的大小

How big is a 镅 atom?

Radius 159 pm — that is 0.159 nm, so about 3145 million of them side by side would span a millimetre.

热范围

Solid, liquid, gas — and when

镅 is liquid over a 835 K window, from 1449 K to 2284 K.

所在位置

在表中的位置

镅 sits in the actinide series, printed below the main grid.

OTHER 锕系元素

89Ac 90Th 91Pa 92U 93Np 94Pu 96Cm 97Bk 98Cf 99Es 100Fm 101Md 102No 103Lr
All 锕系元素

故事

镅 是什么，以及我们如何发现它

The element quietly sitting in millions of smoke detectors worldwide.

The discovery of 镅

战时发现——1944年

Glenn T. Seaborg、Ralph A. James、Leon O. Morgan和Albert Ghiorso于1944年年底在加利福尼亚大学伯克利分校发现了镅。这一发现发生在曼哈顿计划紧张的最后几年，当时每一种新元素都可能对战争努力产生影响。

发现过程

中子轰击：研究团队在伯克利的回旋加速器中用中子轰击钚-239，制得了镅。钚吸收中子后发生β衰变，转变为95号元素。

化学分离：最大的挑战是将新元素与钚及其他锕系元素分离。Seaborg的团队开发了创新的化学技术，揭示了镅的独特性质，并确认它是一种新元素。

爱国主义命名

美国自豪感：发现者以美洲为名，将95号元素命名为“americium”，以特别纪念美国在第二次世界大战期间对核科学作出的贡献。这使它成为第一个以大陆而非人物或地点命名的元素。

科学上的对应：这一命名遵循了铕（63号元素）所确立的模式，在元素周期表中形成了旧大陆（欧洲）与新大陆（美洲）之间的巧妙对应。

战时保密

机密研究：与其他战时核发现一样，镅的存在一直保密到战争结束之后。直到1945年原子弹投入使用后，这一发现才被公开宣布。

曼哈顿计划背景：虽然镅本身没有立即的武器应用，但它的发现帮助科学家了解了对钚生产和武器设计至关重要的锕系元素化学和核反应。

科学意义

对锕系元素系列的认识：镅的发现帮助证实了Seaborg关于锕系元素系列的革命性理论，表明89—103号元素形成了一个独立的族，与镧系元素相似。这一认识使Seaborg于1951年获得诺贝尔化学奖。

化学性质：早期对镅的研究表明，它的化学性质不同于钚和较轻的锕系元素，为重元素化学提供了重要认识，并持续指导着今天的研究。

应用

镅的用途

烟雾探测技术

电离式烟雾探测器：镅-241是全球大多数家用烟雾探测器的核心，每天保护数百万人的生命安全。探测器腔室中约含1微克的微量镅，可使空气电离并产生微小电流，烟雾颗粒会干扰该电流，从而触发警报。

工业消防安全：大型镅基烟雾探测系统可保护工业设施、机场、隧道及其他关键基础设施。这些系统能够比光学探测器更早发现火灾，尤其适用于燃烧迅速且烟雾较少的火灾。

工业应用

厚度测量：镅-241源用于工业厚度测量仪，在制造过程中测量纸张、塑料、玻璃和金属板材等材料的厚度。稳定的α辐射可提供精确的非接触式测量，对质量控制至关重要。

油井测井：镅-铍中子源帮助石油工程师分析地下岩层并确定油气藏位置。这项技术对于高效开采资源和保护环境至关重要。

核研究

中子源：镅-241与铍混合后可形成便携式中子源，用于中子活化分析，帮助科学家确定材料的元素组成，同时不破坏样品。

α粒子研究：Am-241稳定的α发射特性使其适用于校准辐射探测设备，以及研究α粒子与物质之间的相互作用。

科学研究

锕系元素化学：镅可作为研究重锕系元素化学行为的模型，帮助科学家了解如何安全处理和加工其他超铀元素。

空间辐射研究：通过镅开展的研究帮助科学家了解锕系元素在宇宙辐射下的行为，为空间探索技术和辐射屏蔽技术的发展作出贡献。

医疗和分析应用

骨密度测量：专用医疗设备使用镅源精确测量骨密度，帮助诊断骨质疏松症并监测治疗效果。

考古年代测定：利用镅源进行中子活化分析，考古学家可以通过分析文物的元素组成来确定其年代和来源。

家庭安全

烟雾探测器：镅最常见的用途是在全球家庭、办公室和公共建筑中使用的电离式烟雾探测器。每个探测器含有约0.9微居里的镅-241，并安全密封在金属腔室中，正常使用时不会造成健康风险。

消费者安全功能：现代镅烟雾探测器配备防拆设计、电池电量低警告和清晰的处置说明，以确保其10年使用寿命期间的安全操作。

工业质量控制

制造业测量仪：镅基厚度测量仪是造纸厂、钢铁厂和塑料制造设施中的标准设备，可确保产品质量稳定并减少浪费。

无损检测：使用镅源进行工业射线检测，工程师可以检查焊缝、铸件和结构是否存在缺陷，而不会损坏被检测材料。

能源行业

油气勘探：镅-铍中子源是石油地质学家的重要工具，可帮助确定地下资源位置并优化钻井作业。

研究应用

实验室标准：研究机构使用镅作为参考标准，用于校准辐射探测设备并研究锕系元素化学。

安全提示：镅虽然具有实际用途，但所有用途都受到严格监管。损坏的烟雾探测器应通过授权渠道妥善处置，绝不能丢入普通垃圾中。

来源

自然存在

0 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 0% of elements

完全由人工合成的元素

自然界中不存在：镅不会自然存在于地球上。虽然地球形成时，即46亿年前，镅可能曾以微量存在，但由于其半衰期相对较短，原始镅早已衰变殆尽。

核反应堆生产

钚的衰变：大多数镅是在核反应堆废料中由钚-241衰变产生的。Pu-241的半衰期为14.4年，会衰变为Am-241，后者随着时间推移在乏核燃料中积累。

中子轰击：在核反应堆中用中子轰击钚-239也可以制得镅，不过这种方式不如通过钚衰变生产常见。

从核废料中回收

后处理作业：具备核燃料后处理能力的国家可以从乏核燃料中提取镅，然后将其提纯，用于烟雾探测器和工业应用。

废物管理挑战：由于镅的半衰期为432年，核废料中的镅带来了长期储存挑战。先进的反应堆设计旨在将镅嬗变为寿命更短或稳定的元素。

全球生产

供应商有限：全球只有少数设施生产商用镅，主要位于美国、俄罗斯和比利时。全球年产量以千克计。

供应挑战：特殊的生产和处理要求使镅价格昂贵，有时还会出现供应短缺，从而推动了对烟雾探测替代技术的研究。

处理

安全

镅 具有放射性。 It has no stable isotope — every nucleus decays. 处理时需要适当的屏蔽和许可。

严重的辐射危害

α发射体：镅-241会发射α粒子，半衰期为432年。虽然α辐射无法穿透皮肤，但如果镅被吸入、摄入，或通过伤口进入体内，会造成严重的内部健康风险。

内部污染风险

在骨骼和肝脏中积累：如果镅进入体内，往往会在骨骼和肝组织中积累，在那里造成长期辐射损伤、癌症和遗传效应。即使是少量镅也可能带来重大健康风险。

吸入危害：镅尘或镅颗粒通过吸入造成的危险最大。处理非密封源时，呼吸器和密闭系统等防护设备必不可少。

家庭安全

烟雾探测器安全：家用烟雾探测器中的镅被安全封装，正常使用时不会造成风险。但是，损坏的探测器绝不能拆解，必须通过授权项目妥善处置。

妥善处置：绝不能将含镅烟雾探测器丢入普通垃圾中。许多制造商提供免费回收项目，许多社区也会为放射性材料组织专门的收集活动。

专业处理

仅限持证设施：商用数量的镅只能由具备适当密闭、监测和废物处置能力的持证核设施处理。

应急响应：任何疑似镅污染都需要由辐射安全专家立即进行专业处置，并可能需要接受放射医学专科医生的医疗评估。

快速回答

镅：常见问题

What is 镅?

镅 (symbol Am) is element 95 on the periodic table, a 锕系元素 in period 7. The element quietly sitting in millions of smoke detectors worldwide. At room temperature it is a solid, and it is radioactive.

What is the electron configuration of 镅?

镅's ground-state electron configuration is [Rn] 5f⁷ 7s², giving 7 occupied shells holding 2, 8, 18, 32, 25, 8, 2 electrons respectively.

What are the melting and boiling points of 镅?

镅 melts at 1449 K (1175.9 °C) and boils at 2284 K (2010.9 °C).

What is the atomic mass of 镅?

镅 has no stable isotope, so it has no standard atomic weight. The figure quoted, 243, is the mass number of its longest-lived known isotope.

How dense is 镅?

镅 has a density of 12 g/cm³. Water is 1.0 g/cm³, so a block of 镅 is about 12× heavier.

What is the electronegativity of 镅?

镅 has a Pauling electronegativity of 1.13. The scale runs from 0.70 (francium, the least greedy for electrons) to 3.98 (fluorine, the most). A value this low means it readily gives its outer electrons away, forming positive ions.

Who discovered 镅, and when?

镅 was discovered in 1944 by Seaborg, James, Morgan & Ghiorso. It is named after the Americas.

How common is 镅 on Earth?

镅 does not occur naturally on Earth in any meaningful quantity — it is made in a reactor or an accelerator.

Is 镅 radioactive?

Yes. 镅 has no stable isotope — every one of its nuclei decays. It does not occur in usable quantities in nature and must be synthesised.

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