junio 30, 2022

Americio, ¿qué es y par qué sirve?

Otro de los elementos artificiales (creados por el hombre) y poseedores de radiactividad, es el metal plateado llamado Americio, cuyo símbolo es Am. De este, no hay isótopos naturales o estables en el planeta.

Existen dos isótopos relevantes, el americio 241 (241Am) y el americio 243 (243Am). El comportamiento químico de ambos es muy similar en el medio ambiente.

Sus cantidades se miden como las de otros elementos radiactivos contenidos en la tabla periódica: Su masa (gramos) y radiactividad (becquereles o curies). El Curie (ci) y el becquerel (Bq) son indicadores de la cantidad de material radiactivo que decae cada segundo.

Ambas unidades de medida de radiactividad se utilizan por igual, aunque si en una fórmula química o física se comienza con uno, debe continuarse para no generar perturbación en la presentación de la misma. El Curie es una medida tradicional y el becquerel es una medida internacional que entró a finales del siglo XX.

Su equivalencia es la siguiente:

1 becquerel equivale a la cantidad de material radiactivo en la que un (1) átomo se transforma cada segundo.

1 Curie equivale a la cantidad de material radiactivo en la que 37 billones de átomos se transforman cada segundo.

Radiación del americio

Todo isótopo radiactivo de un elemento, incluyendo al americio, suele emitir radiación constante, transformándole así en un isótopo diferente o en un elemento diferente del mismo elemento, proceso conocido como decaimiento radiactivo.

Tanto el 241Am como el 243Am emiten partículas alfa, identificadas también como radiación alfa. Y éstas se transforman en neptunio 237 (237Np) y neptunio 239 (239Np), respectivamente.

Como el neptunio también es radiactivo, estos isótopos emiten radiación y se transforman en otros elementos. Aunque este proceso es continuo, eventualmente llega a su fin, el cual se reconoce al ver que se forman isótopos estables de plomo y bismuto.

Vida media

El término utilizado para describir la velocidad de proceso de decaimiento de los elementos de la tabla periódica se le llama vida media.

Teórica y conceptualmente la vida media es aquel tiempo en que la mitad de los átomos de un isotopo emiten su radiación y luego pasan a transformarse en un isótopo diferente.

En el caso del americio, su vida se divide en sus dos diferentes isótopos: El del 243Am es de 7.370 años y el del 241Am es de 432 años.

La función de la estimación de la vida media de un isotopo en conjunto con su masa, es determinar la cantidad de radiactividad presente en un algo. Con ello además se puede lograr la cantidad de radiactividad en su cuerpo.

Ejemplo: La radiactividad de 2 gramos (g) de 241Am es 6.8 Ci. La cantidad de radiactividad de 2 gramos de 243AM es de 0.2 Ci.

Ello ocurre porque el americio 241Am es aproximadamente 17 veces más radiactivo por gramo que el 243Am.

Propiedades químicas del Americio

Número atómico 95

Masa atómica (g/mol) 243

Valencia 3,4,5,6

Estado de oxidación +3

Radio iónico (Å) 1,06

Configuración electrónica [Rn]5f76d07s2

Densidad (g/ml) 11,7

Características relevantes

El isótopo de americio (241Am) emite partículas alfa y la vida promedio de esta es de 433 años.

Los demás isótopos del americio incluyen desde la masa 232 hasta la 247, de los cuales sólo los isótopos de masas 241 y 243 son relevantes.

El isótopo 241Am es preparado comúnmente a partir de plutonio y es comercializado para varios usos industriales, entre ellos como fuente de radiaciones gamma de 59 KeV y como componente en fuentes de neutrones.

En cuanto al isótopo 243Am, de vida más larga, se le considera como precursor en la producción de 244Cm.

El americio, en su estado de oxidación más importante en solución acuosa, 3+, posee un gran parecido a las tierras raras tripositivas.

Dicha analogía formal con ellas se contempla también en los compuestos anhidros del americio, tanto en los tripositivos como en los tetrapositivos. La diferencia entre ambos radica en que el americio puede llegar a oxidarse de Am3+ a los estados 5+ y 6+.

En cuanto al americio metálico, este posee una presión de vapor muy superior a la de los elementos vecinos, por lo que el mismo tiene la virtud de poder purificarse mediante destilación.

Este metal no es magnético y su nivel de superconductividad parte de 0.79 K. A alta presión, se llega a comprimir hasta en un 80% de su volumen a temperatura ambiente y suele mostrar estructura símil a la del uranio.

Usos del Americio

Téngase siempre en cuenta que el americio representa niveles altos de riesgo por contaminación radiactiva, pero que una apropiada adecuación de uso le ha canalizado para utilizarle en varias formas.

Con el muy común isótopo 241Am se han logrado crear componentes para los sistemas de detección de humo que utilizan componentes de ionización, basados en la propiedad ionizante de las partículas alfa cuando el isotopo decae.

Para el área científica de detección y emisión controlada, se utiliza al americio como fuente portátil de partículas alfa y rayos gamma.

En el ámbito médico, su uso es dirigido a la espectroscopia de fluorescencia de Rayos X y en diversidad de materiales para radiografía.

El isótopo de americio 241Am es también utilizado en la calibración industrial. Con el 243Am no hay aplicaciones comerciales, sólo científicas y clasificadas en el área militar, aunque se conoce su uso para la detección de calor humano a través de estructuras en concreto, granito o rocosas.

Afectaciones a la salud

Los detectores de humo liberan pequeñísimas pero constantes cantidades de americio al medio ambiente; en mayor grado, las armas nucleares y los reactores nucleares. Su permanencia en el aire, suelo, plantas, fauna marina y agua puede llegar a durar décadas (caso de ejemplo, lo ocurrido en Chernóbil).

Usted puede estar expuesto al 241Am respirando aire o ingiriendo agua o alimentos que contienen 241Am. Sin embargo, los niveles de 241Am en el aire, el suelo y los alimentos son generalmente muy bajos.

Las personas podemos ser víctimas de contaminación con americio por el agua, aire y alimentos. Algunas formas del americio pueden disolverse en el fluido pulmonar, pero otras pueden durar meses o años.

La cantidad que pase a la sangre, puede luego abandonar el cuerpo a través de las heces y orinas en su mayoría, pero el restante, quedarse en los huesos, hígado y otros órganos, permaneciendo allí por años, provocando el cáncer.

Algunos fuertes tratamientos con antiretrovirales pueden llegar a reducir drásticamente la cantidad en el cuerpo, pero no es garantía de eliminación total ni de evitar los embates provenientes por la debilitación celular.

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