Америций-241

Америций-241 является дочерним продуктом

β⁻-распада изотопа плутония-241:

${\displaystyle \mathrm {{}^{2}{}_{94}^{41}Pu} \rightarrow \mathrm {{}^{2}{}_{95}^{41}Am} +e^{-}+{\bar {\nu }}_{e};}$

электронного захвата ядром кюрия-241:

${\displaystyle \mathrm {{}^{2}{}_{96}^{41}Cm} +e^{-}\rightarrow \mathrm {{}^{2}{}_{95}^{41}Am} +\nu _{e};}$

альфа-распада берклия-245:

${\displaystyle \mathrm {{}^{2}{}_{97}^{45}Bk} \rightarrow \mathrm {{}^{2}{}_{95}^{41}Am} +{}_{2}^{4}\alpha .}$

Сам ²⁴¹Am также нестабилен с периодом полураспада 432,6 года. При распаде америций-241 испускает альфа-частицы, а дочернее ядро нептуния-237 — каскад гамма-квантов и/или конверсионных электронов:

${\displaystyle \mathrm {{}^{2}{}_{95}^{41}Am} \rightarrow \mathrm {{}^{2}{}_{93}^{37}Np} +{}_{2}^{4}\alpha .}$

Альфа-распад происходит в основном на возбуждённые уровни нептуния-237, лишь в 0,34 % случаев на основной уровень.

Экологическая опасность загрязнения окружающей среды америцием-241, произошедшего вследствие аварии на Чернобыльской АЭС, обусловлена возрастанием его концентрации со временем. Учитывая большой период полураспада америция, эта проблема будет актуальной на заражённых территориях ещё много лет. Америций концентрируется преимущественно в верхних слоях почвы. Однако, в отличие от изотопов плутония, подвижность которых составляет 4-15 %, подвижность ²⁴¹Am существенно выше (~30 %), что увеличивает вероятность его попадания в живые организмы.

Соотношение активностей ²⁴¹Аm/²⁴¹Pu с каждым годом увеличивается. Если сразу же после аварии в 1986 году оно составляло 0,13±0,03, то за последующие 30 лет этот показатель увеличился в 20 раз за счёт распада ²⁴¹Рu и накопления ²⁴¹Аm.

Так как Pu-241 обычно присутствует в только что выработанном оружейном плутонии, Am-241 накапливается в нём с распадом Pu-241. В связи с этим, он играет важную роль в старении плутониевого оружия. Свежеизготовленный оружейный плутоний содержит 0.5-1.0 % Pu-241, реакторный плутоний имеет от 5-15 % до 25 % Pu-241. Через несколько десятилетий почти весь Pu-241 распадётся в Am-241. Энергетика альфа-распада Am-241 и относительно короткое время жизни создают высокую удельную радиоактивность и тепловой выход (106 Вт/кг, для примера у Pu-241 тепловой выход 3.4 Вт/кг). Большая часть альфа- и гамма-активности старого оружейного плутония обусловливается Am-241. Накопление Am-241 в плутониевом ядре создаёт сложности при хранении плутониевых зарядов, так как высокая радиоактивность негативно воздействует на элементы их конструкции и создаёт опасность для обслуживающего персонала. В связи с этим с определённой периодичностью (в среднем 8 лет для «свежего» оружейного плутония и через 15-30 лет для «старого») производится разборка плутониевых зарядов и переплавка плутониевого ядра с сопутствующей химической очисткой расплава от Am-241.

Америций-241 довольно часто используется в детекторах дыма. Его излучение ионизирует молекулы воздуха в чувствительной камере. Под действием электрического поля образующиеся положительные и отрицательные ионы создают ток, величина которого постоянно контролируется. При поступлении дыма в чувствительную камеру происходит уменьшение величины тока из-за объединения части ионов на поверхности частиц дыма. При снижении величины тока до порогового уровня происходит активизация детектора.