Son Haberler

Amerikyum Nedir? (Özellikleri, Kullanımı)

-
Eylül 3, 2022
Amerikyum Nedir? (Özellikleri, Kullanımı)

Amerikyum, Amerika kıtasını temsil eden bir aktinittir. Radyoaktifliği oldukça yüksektir. Uranyum madenlerinde ender bulunur, suni olarak elde edilir.

Amerikyum Nedir? Özellikleri, Kullanımı

Amerikyum, tabiatta çok ender bulunan, genellikle suni olarak elde edilen bir elementtir. Uranyum ötesi transuranyum elementlerin dördüncüsüdür. Radyoaktif bir aktinit; başka bir deyişle ender, ağır, radyoaktif ve ışıma yapan bir elementtir. Transuranyum elementlerin birçoğunun bulgusunda rol oynayan Amerikalı kimyacı Gleen T. Seaborg ve çalışma dostları tarafından keşfedilmiştir. Seaborg, bulgusunu ilk olarak çocuk radyosunda duyurmuştur. Parlak, gümüş renkli bir metaldir. Ehemmiyetli bir alfa ve gama ışını kaynağı olan amerikyum, duman dedektörlerinin ana bileşenidir. isminden de anlaşılacağı gibi Amerika kıtasını temsil eden element olan amerikyum, periyodik tabloda Avrupa kıtasını temsil eden evropiyumun hemen altında bulunur. Fiziksel ve kimyevi anlamda homologu evropiyum ve üretildiği plütonyumla benzerdir. Gelecekte ehemmiyetli uygulamaların bileşeni olabilecek kapasitedeki amerikyumu daha yakından tanıyalım.

Amerikyum imalinde kullanılan “siklotron” isimli süratlendirici… – 1944

Tarihçesi

Amerikyum, 1944 senesinde Gleen T. Seaborg, Ralph A. James, Leon O. Morgan ve Albert Ghirso tarafından Berkeley Kaliforniya Üniversitesi’nde izole edildi. Chicago Üniversitesi bünyesindeki metalürji laboratuarında da yeni ismi Argonne Milli Laboratuvarı kimyevi olarak belirlendi.

Amerikyum, ilk olarak nükleer silah yapım programı olan Manhattan Projesi kapsamında Seaborg ve çalışma dostları tarafından birleşimlenerek, belirlendi. Birleşim çalışmalarında Kaliforniya Üniversitesi’nde bulunan 60 inç boyutunda “siklotron” ismi verilen süratlendirici kullanıldı. Seaborg ve ekibinin plütonyum üretme çalışmaları sırasında Plütonyum-239’un nötron bombardımanına yakalanmasıyla evvel Plütonyum-240, daha sonra da Plütonyum-241 elde edildi. Plütonyum-241 ise, beta çürümesi ile Amerikyum-241’e dönüştü.

Seaborg, amerikyum bulgusunu 6 Kasım 1945 tarihinde NBC’nin çocuk radyosundaki ‘Quiz Kids’ isimli bir programında duyurdu. 11 Kasım 1945 tarihinde de Amerikan Kimya Derneği’nin buluşmasında resmi sunumla duyuru etti. Gözle görülebilir ölçüde 1951 senesinde elde edildi. “Amerikyum” sözcüğü, Amerika kıtasına atfen türetilen bir kelimedir.

Fiziksel ve Kimyevi Özellikleri

Kimyevi sembolü “Am” olan amerikyumun atom numarası 95, atom ağırlığı 243, yoğunluğu 12 gr/cm3’cins. Erime noktası 1173 derece, kaynama noktası 2067 derecedir. Enerji seviyesi başına elektronları “2, 8, 18, 32, 25, 8, 2” biçimindedir. En yaygın oksidasyon gidişatı +3’cins; ancak +2’den +8’e kadar değişebilir. Oksidasyon gidişatı aralığı bütün aktinitler arasındaki en geniş kıymetlerdedir. Her bir oksidasyon gidişatının ayırt edici bir absopsiyon spektrumu vardır.

Gümüşî beyaz görünümünde katı bir metaldir. Saf amerikyum, parlak, beyaz gümüş renginde bir metaldir. Kristal yapısı oda sıcaklığında hekzagonaldır. Oda sıcaklığında ve kuru havada usulca kararır. Metal formu yumuşaktır. Halojenler, oksijen ve hidrojen ile tepkimeye girer. Ayrıca, klorür asidinde +3 iyonu vererek çözünür ve oksijenle tepkine girer. Fazla soğuk ve oda sıcaklığı arasında geniş bir sıcaklık aralığında paramanyetiktir. Manyetik olmayan zemin vaziyetinden dolayı süper geçirgendir. Metal amerikyum, triflorürün baryum ile bir vakumda 1200 derecede indirgenmesi ile elde edilir.

Periyodik tabloda 3-B Grup, 7. Periyot, F-Blok elementlerinden bkocamandır. Aktinitler element serisinde yer alan, kolay elde edilebilen, suni, radyoaktif bir elementtir. Fiziksel ve kimyevi özellikleri bakımından periyodik tabloda solunda bulunan aktinit plütonyum ve üzerinde bulunan lantanit evropiyum elementleri ile benzerlik gösterir. Erime noktası plütonyum ve evropiyumdan yüksek, küriyumdan düşüktür. Plütonyumdan daha az, evropiyumdan daha fazla yoğundur.


İzotopları

Amerikyum, tabiatta ehemmiyetli bir ölçüde henüz tespit edilemedi. Uranyum madenlerinde eser ölçüde bulunabilmektedir. Uranyum ötesi transuranyum elementlerin dördüncüsüdür. Atom kütle numaraları 232 ila 247 arasında değişen 19 izotopu ve 8 nükleer izomeri karakterize edilmiştir. Bütün izotopları tereddüttür, radyoaktiftir ve muhtelif biçimlerde alfa, gama ve beta çürümesine uğrarlar.

Amerikyumun en ehemmiyetli izotopu Amerikyum-241’dir. Plütonyumdan elde edilebilen Am-241’in yarılanma ömrü 432,2 yıldır. En kararlı izotopu Am-243’şan yarılanma ömrü ise 7370 yıldır. Am-243, Am-241’in nötronlarla bombardımanı neticeyi elde edilir. Öteki ehemmiyetli izotopu Am-242’nin yarılanma ömrü ise, 141 yıldır. Öteki izotoplarının yarılanma ömrü 51 saatten azdır.

Hangi Alanlarda Uygulamaları Vardır?

Amerikyumun ehemmiyetli bir ticari uygulaması bulunmuyor. Temel kullanımı ölçüm aygıtları ve bilimsel araştırmalardır. En ehemmiyetli izotopu olan Amerikyum-241’in gama ışıması özelliği sebebiyle bazı radyografik ölçümlerde kullanılır. Genellikle endüstriyel ölçüm ve ölçme aygıtlarında, radyoloji uygulamalarında, kimyevi araştırmalarda ve tıbbi uygulamalarda yararlanılır. İyonlaşma tipi duman dedektörlerinde çok minik ölçülerde günlük yaşamda karşılaşılan tek sentetik elementtir. Am-241, berilyum ile preslenerek ehemmiyetli bir nötron kaynağı haline kazanç. Öteki daha ağır radyoaktif elementlerin yapımında da kullanılabilmektedir. Amerikyum ve bileşikleri; tıp, bilim ve sanayide kullanılan taşınabilir alfa ve gama ışını kaynağıdır. Kemik mineral incelemesinde ve radyoterapi uygulamalarında ışınım kaynağı olarak kullanılır.

Aktüel araştırmalara göre, amerikyumun, uzay taşıtları efor kaynağı bataryalarında kullanılabileceği değerlendiriliyor. İngiltere’deki Milli Nükleer Laboratuvarı NNL ve Hollanda’da bulunan Avrupa Uzay Ajansı ESA tarafından yapılan araştırmalar, Am-241 izotopunun “uzay bataryaları” üretmek için gereken malzemelerde kullanılması için umut verici neticelere erişildi. Ancak bu bataryalar için daha büyük ölçüde amerikyum üretilmesi gerekiyor. İsrail’de bir grup bilim adamının araştırmasına göre de, Am-242 izotopunun, uzay bataryaları için 80 gün boyunca efor kaynağı sağlayabileceği öngörülüyor. Am-242’nin üretilmesi Am-241’e oranla daha güç; ancak Am-242, hareketli parçalar için sağlam, emin ve 1 mikron kalınlığında çok ince efor kaynağı veya batarya imaline izin verebiliyor.

Amerikyumun kullanıldığı bazı uygulamalar şunlardır; sıvı yoğunluklarının ölçümü, kalınlık ölçme aygıtları, uçak yakıtı göstergeleri, duman ve ışınım dedektörleri, uzaklık idrak edici makineler, sırça, plastik ve kauçuk kalınlıkları ölçümleri, tahribatsız tetkik element tahlil uygulamalarında ışınım uyarıcı olarak…

Duman dedektöründe kullanılan amerikyum

Bunları Biliyor Musunuz?

Amerikyumun natürel nükleer tepkinler neticeyi takribî 1 milyar sene evvel yerkabuğunda oluştuğu hipotez ediliyor. Ancak bu amerikyum izotoplarının tamamı değişik elementlerin izotoplarına dönüşmüş gidişatta…
Amerikyum izotopları, uranyum madenlerinin yanı gizeme nükleer silah sınamalarının yapıldığı ve nükleer trajedilerin yaşandığı bölgelerdeki nükleer atıkların içinde de az ölçüde bulunur.
Amerikyum, natürel kaynaklardan ehemmiyetli ölçüde elde edilemez. Nükleer reaktörlerde çoklu nötron tutma usulüyle sentezlenebilir. Radyoaktif mutasyon uygulamalarında plütonyumdan Am-241 ve Am-243 izotopları elde edilebilir. Bu izotoplar, alfa ışınımı vererek öteki elementlerin radyonüklidlerine dönüşür.
Amerikyum, canlı hayatı için zorunlu bir element değildir. Radyoaktivitesi ve tereddütlüğü sebebiyle oldukça risklidir. Sadece nükleer kuruluşlarda ve araştırma laboratuvarlarında sıkı güvenlik tedbirleri altında değerlendirilebilir.
Nükleer atıklar, nükleer facialar veya benzeri bir biçimde amerikyuma maruz kalındığında bedene alınan amerikyum, kemiklerde bir araya gelir ve radyoaktif parçacıkları ve ışınları kemik kanserine yol açar. Bedene alınan Amerikyum-241 izotopu, uzun yarılanma ömrü sebebiyle senelerce bedende kalabilir.
Amerikyum, oldukça riskli olduğu halde konutlarda kullanılan duman dedektörlerinin faal bileşenidir. Ve bu dedektörler, birçok insanın yaşamını kurtarmıştır.
Duman dedektörlerinde etraftakilere hasar vermeyecek ölçüde bulunan Amerikyum-241’in hava moleküllerini iyonize eden alfa parçacıkları, dedektörde minik bir bcan vermede serbestçe gezer. Bu iyonlar, bcan vermede bulunan iki elektrot arasında minik bir elektrik akımı taşır. Odaya dolan duman iyonları emer ve bu bcan vermedeki elektrik akımı düşer. Elektrik akımındaki bu farklılık alarmı aktifleştirir.
Amerika kıtasının isminden esinlenilerek adlandırılan aktinit elementlerden amerikyum, periyodik tabloda, Avrupa kıtasından esinlenilerek adı türetilen lantanit elementlerden evropiyum elementinin hemen altında yer alır.
Nükleer enerji santrallerinde plütonyumun nötron bombardımanından kaynaklanan çürüme zincirinin bir parçası olarak amerikyum üretilir. Bu usulle her sene gram ölçülerde amerikyum üretilmektedir.
Amerikyumun radyoaktif bozunması fosfora enerji verir ve ışımasına yol açar.
Amerikalı kimyacı Glenn Seaborg ve ekibi, periyodik element tablosunun yapısını değiştiren 10 değişik elementi keşfetmiştir.
8. Cumhurbaşkanı Turgut Özal’ın bir suikast neticeyi zehirlenerek öldürüldüğü iddiası üzerine 2 Ekim 2012 tarihinde yapılan feth-i kabir harekâtının ardından naaşı üzerinde yapılan analizlerde aralarında Amerikyum-241’un da bulunduğu 4 değişik zehirli madde tespit edildiği ileri sürüldü. Bu iddialar üzerine “cumhurbaşkanına suikast” kabahatinden emekli bir tuğgeneral hakkında açılan davada, Ankara 4. Ağır Ceza Mahkemesi, Aralık 2012 tarihinde beraat kararı verdi. Yargıtay 16. Ceza Dairesi, Mart 2016 tarihinde beraat kararını onadı; ancak yerel duruşmanın beraata ait mazeretli kararındaki “Özal’ın zehirlenmek suretiyle öldürüldüğünün kanıtlanamadığı” biçimindeki bvefatı çıkardı.