アメリシウム（Am）：性質、用途、発見と放射能

物理的・化学的性質

金属状態のアメリシウムは銀白色で、空気中ではゆっくりと変色する。化学的にはランタノイドや他のアクチノイドに似ており、一般に3価の化合物をつくるが、特別な条件下では他の酸化状態も示す。アメリシウムは酸化物、ハロゲン化物、配位錯体を形成し、二酸化物および酸化物の形態は比較的安定な化合物に含まれる。その電子構造と結合は、アクチノイド系列に特徴的な5f軌道の漸進的な充填を反映している。

同位体と放射能

アメリシウムには複数の同位体が知られている。アメリシウム241は市販機器で最も広く使われる同位体であり、アルファ線を放出するとともに低エネルギーのガンマ線も発生させる。半減期は数世紀程度であるため、密封線源で実用的に利用できるほど長い。アメリシウム243はさらに半減期が長く、一般に取り上げられるアメリシウム同位体の最長の半減期は数千年に及ぶ。したがって、崩壊特性と放射線放出に応じて、用途ごとに異なる同位体が選ばれる。

製造

アメリシウムは、原子炉における中性子捕獲と、それに続くベータ崩壊の連鎖によって製造される。通常は、より重いアクチノイド標的に中性子を照射する方法が用いられる。たとえば、プルトニウムに中性子を照射すると、捕獲と崩壊を重ねた後にアメリシウムへ核変換する核種が生成されうる。照射後は、化学分離技術によってアメリシウムを他のアクチノイドおよび核分裂生成物から分離する。これらの作業には、専門施設と放射化学の専門知識が必要となる。

発見と命名

アメリシウムは、超ウラン元素に関する集中的な研究が進められた1940年代に同定された。単離された4番目の超ウラン元素であり、アメリカ大陸にちなみ命名された。この命名は、フランシウムがフランスにちなみ名付けられたことにならったものである。初期の発見と性質解明には、ウラン以後の既知の重元素を拡大していた複数の研究所と研究者が関与した。

用途

アメリシウムは、慎重に管理された少量において、有用な電離放射線源となる。アメリシウム241は電離式煙感知器で広く使用され、そのアルファ線放出が空気を電離して煙粒子の検出を助ける。また、一部の工業用放射線ゲージ、地質検層および研究用の携帯型中性子源、科学機器の校正線源の構成要素としても使われる。密封線源は、物質を封じ込め、被ばくを抑えるよう設計されている。

安全性、規制および環境

アメリシウムは放射性をもち、化学的にも有毒であるため、その取扱いと廃棄には厳格な規制が適用される。より多量を扱う場合には、防護遮蔽、汚染管理、ならびに専門的な輸送・保管規則が必要である。アメリシウムを含む消費者向け機器では非常に小さな密封線源が使用され、指示に従って使用・廃棄する限り一般に安全とされる。一方、放射性物質の環境放出を減らすため、一部の地域では回収・リサイクル制度が設けられている。

関連情報

• アメリシウムの概要
• 放射性金属とその性質
• 原子番号95の周期表項目
• 超ウラン元素とアクチノイド化学
• 中性子照射と製造方法
• プルトニウムと関連アクチノイド
• 同位体生成における中性子の役割
• 超ウラン元素の発見順
• 地名に由来する元素名
• フランシウム：地理的名称の類例
• 国・地域にちなんで名付けられた元素
• 同位体の半減期と放射線学的データ