Américium 241

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Américium 241
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Pastille d'américium 241 vue au microscope.

table

Général
Symbole 241Am
Neutrons 146
Protons 95
Données physiques
Demi-vie 432,2 ans
Masse atomique 241,0568291 g/mol u
Spin 5/2-
Énergie de liaison 1 817 935 ± 1,984 keV
Isotope parent Désintégration
Désintégration Produit Énergie (MeV)

L'américium 241, noté 241Am, est l'isotope de l'américium dont le nombre de masse est égal à 241 : son noyau atomique compte 95 protons et 146 neutrons avec un spin 5/2- pour une masse atomique de 241,0568291 g/mol. Il est caractérisé par un excès de masse de 52 930 224 ± 1 957 eV/c2 et une énergie de liaison nucléaire de 1 817 935 000 ± 1 984 eV[1].

Propriétés[modifier | modifier le code]

Un gramme d'américium 241 présente une radioactivité de 127,0 GBq.

Ce radioisotope donne du neptunium 237 par désintégration α avec une énergie de désintégration de 5,638 MeV et une période radioactive de 432,2 ans ; le 237Np subit à son tour une désintégration α avec une période de 2,144 millions d'années en protactinium 233 :

Dans 85% des cas, la désintégration α se produit par une émission d'une particule de 5,485 MeV vers un état excité du 237Np, dont le retour au fondamental libère un rayon gamma de 59,54 KeV. Le spectre énergétique de la désintégration de l'américium 241 est cependant complexe avec de nombreuses transitions différentes possibles, en théorie il comprend plus de 200 raies d'émissions alpha, gamma et X, toutefois la majorité sont de faible probabilité et peu observables en pratique[2].

L'atome 241Am connaît également une fission spontanée avec une probabilité voisine de 4 × 10-10.

Il s'agit d'un isotope fissile, mais dont la masse critique (sphère nue) est particulièrement élevée, d'au moins 60 kg.

De tous les isotopes d'américium, l'isotope 241Am est le plus simple à produire en quantité avec un bon degré de pureté, ce qui en fait le plus utilisé de tous. C'est d'ailleurs le seul nucléide synthétique ayant un usage domestique : on le trouve dans certains détecteurs de fumée, où il sert comme source de rayonnements ionisants sous forme d'un échantillon de dioxyde d'américium AmO2 représentant 0,28 µg de l'isotope 241Am.

Utilisation en tant que source d'énergie spatiale[modifier | modifier le code]

L'américium 241 a été proposé comme source d'énergie pour générateur thermoélectrique à radioisotope en raison de sa période plus longue que celle du plutonium 238 généralement utilisé à cette fin. Ces générateurs servent à alimenter en électricité les sondes spatiales destinées à l'exploration du Système solaire externe — là où le rayonnement solaire est bien trop faible pour générer suffisamment de puissance électrique à partir des panneaux solaires — ou les robots posés en surface des planètes telles que Mars ou la Lune afin de pouvoir fonctionner également la nuit.

L'américium 241 a cependant une densité d'énergie de l'ordre du quart de celle du plutonium 238, il fournit une puissance spécifique initiale d'environ 115 W/kg pour l'isotope pur (soit 17,8 % de celle du 238Pu) ramenée à 101 W/kg sous forme de dioxyde d'américium 241. De plus, son spectre énergétique génère davantage de rayons γ, principalement à 59,54 keV, de sorte qu'un blindage d'au moins 20 mm de plomb est nécessaire pour ramener à 100 µSv/h la dose équivalente reçue d'une source d'un kilowatt située à un mètre : c'est davantage que le plutonium 238, qui ne requiert qu'environ 2,5 mm de plomb dans ces conditions, mais moins que tous les autres radioisotopes envisageables pour ce type d'applications[3].

Environnement[modifier | modifier le code]

L'IRSN a produit une fiche sur l'américium 241 et l'environnement[4].

Notes et références[modifier | modifier le code]

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]


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Tableau périodique des isotopes