Aller au contenu

« Américium 242m » : différence entre les versions

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.
Navigation interactive dans l’historique
← Modification précédente
Contenu supprimé Contenu ajouté
VisuelWikicode
m Lien interne
m Robot : Correction modèle {{Lien web}} : retrait des http dans le paramètre site (requête).
 
(28 versions intermédiaires par 10 utilisateurs non affichées)
Ligne 1 : Ligne 1 :
{{Infobox Isotope
L''''américium 242m''', noté '''<sup>242m</sup>Am'''<ref>En toute rigueur, il s'agit de l'américium 242m1 — <sup>242m1</sup>Am — correspondant au premier niveau d'excitation du noyau d'américium 242</ref>, est un [[isomère nucléaire]] de l'[[isotope]] de l'[[américium]] dont le [[nombre de masse]] est égal à 242 : son [[noyau atomique]] compte 95 [[proton]]s et 147 [[neutron]]s, pour une [[masse atomique]] de 242,0595492 [[Gramme|g]]/[[Mole|mol]]. Il est caractérisé par un excès de masse de 55 463 975 ± 1 960 [[Électron-volt|eV]]/[[Vitesse de la lumière|c<sup>2</sup>]] et une [[énergie de liaison nucléaire]] de 1 823 472 571 ± 1 986 [[Électron-volt|eV]] <ref>[http://www.matpack.de/Info/Nuclear/Nuclids/A/Am242.html Matpack 1.8.0 : Nuclear Physics] — Periodic Table of the Elements: 95-Am-242</ref>.
| couleur_fond = #{{Couleur élément chimique|charte=actinides}}
| nom_isotope = Américium 242m
| image_isotope =
| upright =
| legende =
| noms_isotope = Américium 242m
| symbole = Am
| numero = 242
| nombre_neutrons = 147
| nombre_protons = 95
| presence_naturelle =
| demi_vie = {{unité|141(2)|ans}}<ref name="IAEA.Nuclides">
{{Lien web
| langue = en
| url = https://www-nds.iaea.org/relnsd/vcharthtml/VChartHTML.html
| titre = Live Chart of Nuclides: {{Nucléide|242m1|95|Am||147}}
| date = 31 mars 2004
| site = www-nds.iaea.org
| éditeur = [[Agence internationale de l'énergie atomique|AIEA]]
| consulté le = 13 août 2021
}}.</ref>
| produit_desintegration =
| masse = 242,0595492(20)
| spin = 5-
| Exces_energie = {{unité|55469.7|±=1.8|keV}}<ref name="Radiochemistry">
{{Lien web
| langue = en
| url = https://www.radiochemistry.org/periodictable/elements/isotopes_data/95.html
| titre = Americium Isotopic Data
| date = 13 août 2021
| site = radiochemistry.org
| consulté le = 13 août 2021
}}.</ref>
| erreur1 =
| energie_liaison = {{unité|7534.984|±=0.008|keV}}<ref name="Radiochemistry"/>
| erreur2 =
| parent1 =
| desintegration_parent1 =
| demi_vie_parent1 =
| parent2 =
| desintegration_parent2 =
| demi_vie_parent2 =
| parent3 =
| desintegration_parent3 =
| demi_vie_parent3 =
| parent4 =
| desintegration_parent4 =
| demi_vie_parent4 =
| cible1 =
| reaction1 =
| cible2 =
| reaction2 =
| cible3 =
| reaction3 =
| cible4 =
| reaction4 =
| desintegration_mode1 = [[Transition isomérique|TI]] à 99,55(2) %
| produit_desintegration1 = {{Nucléide|242|95|Am|Américium 242}}
| desintegration_energie1 = 0,0486
| desintegration_mode2 = [[Radioactivité α|α]] à 0,45(2) %
| produit_desintegration2 = {{Nucléide|238|93|Np|Neptunium 238}}
| desintegration_energie2 = 5,64
| desintegration_mode3 =
| produit_desintegration3 =
| desintegration_energie3 =
| desintegration_mode4 =
| produit_desintegration4 =
| desintegration_energie4 =
}}
L''''américium 242m''', noté '''{{exp|242m}}Am'''<ref>En toute rigueur, il s'agit de l'américium 242m1 — {{exp|242m1}}Am — correspondant au premier niveau d'excitation du noyau d'américium 242</ref>, est un [[isomère nucléaire]] de l'[[isotope]] de l'[[américium]] dont le [[nombre de masse]] est égal à 242 : son [[noyau atomique]] compte {{unité|95|[[proton]]s}} et {{unité|147|[[neutron]]s}} avec un [[spin]] 5- pour une [[masse atomique]] de {{unité|242.05955|g/mol}}. Il est caractérisé par un [[excès de masse]] de {{unité|55469.7|±=1.8|keV}} et une [[énergie de liaison nucléaire]] par [[nucléon]] de {{unité|7534.98|keV}}<ref name="Radiochemistry"/>.


== Radioactivité ==
Ce [[radioisotope]] a une [[période radioactive]] d'environ 141 ans, se désintégrant selon trois voies principales :


Ce [[radioisotope]] a une [[période radioactive]] d'environ {{unité|141|ans}}, se désintégrant selon trois voies principales :
:* Une [[transition isomérique]] en <sup>242</sup>Am avec une probabilité de 99,54 % et une [[énergie de désintégration]] de 48,6 [[Kilo|k]][[Électron-volt|eV]]
* une [[transition isomérique]] en {{exp|242}}Am avec un [[rapport de branchement]] (probabilité) de 99,54 % et une énergie de transition de {{unité|48.6|keV}} ;

:* Une [[Radioactivité α|désintégration α]] en [[Neptunium 238|neptunium 238]] avec une probabilité de 0,46 % et une énergie de désintégration de 5,64 [[Méga|M]][[Électron-volt|eV]]
* une [[Radioactivité α|désintégration α]] en {{nobr|[[neptunium 238]]}} avec un rapport de branchement de 0,46 % et une [[énergie de désintégration]] de {{unité|5.64|MeV}} ;
* une [[fission spontanée]] avec un rapport de branchement inférieur à {{val|5e-11}}, correspondant à une [[Période radioactive|période]] de {{unité|9.5e11|±=3.5|années}}<ref>

{{article|langue=en
:* Une [[fission spontanée]] avec une probabilité inférieure à 5 × 10<sup>-11</sup>, correspondant à une [[Période radioactive|période]] de (9,5 ± 3,5) × 10<sup>11</sup> années<ref>
| auteur=J. T. Caldwell, S. C. Fultz, C. D. Bowman et R. W. Hoff
{{cite journal
| titre=Spontaneous Fission Half-Life of Am<sup>242m</sup>
| author=J. T. Caldwell, S. C. Fultz, C. D. Bowman et R. W. Hoff
| title=Spontaneous Fission Half-Life of Am<sup>242m</sup>
| journal=Physical Review
| journal=Physical Review
| year=1967 | volume=155 | issue= | pages=1309-1313(5)
| année=1967 | volume=155 | numéro= | pages=1309-1313(5)
| url=http://prola.aps.org/abstract/PR/v155/i4/p1309_1
| url=http://prola.aps.org/abstract/PR/v155/i4/p1309_1
| accessdate=18/09/2009
| consulté le=18/09/2009
| doi=10.1103/PhysRev.155.1309}}
| doi=10.1103/PhysRev.155.1309}}
</ref>.
</ref>.


L''''américium 242''' ([[spin]] 1-) résultant de la transition isomérique, noté '''{{exp|242}}Am''', est l'un des rares [[Noyau atomique|noyaux atomiques]] dont l'[[état fondamental]] est moins stable que l'un de ses [[État excité|états excités]] ; il se désintègre en effet avec une [[période radioactive]] d'à peine 16 heures :
Avec son nombre impair de [[neutron]]s, l'américium 242m est un [[isotope fissile]] émettant en moyenne 3,6 [[neutron]]s par [[Fission nucléaire|fission]] et présentant une [[section efficace]] d'au moins 6 000 [[barn]]s aux [[Neutron thermique|neutrons thermiques]]. Sa [[masse critique]] est particulièrement faible, de l'ordre de 3 à 15 kg selon la variété et la configuration du matériau<ref>
* en [[curium 242]] avec une probabilité de 82,7 % par [[Radioactivité β|désintégration β<sup>−</sup>]] ;
[http://typhoon.jaea.go.jp/icnc2003/Proceeding/paper/6.5_022.pdf The 7th International Conference on Nuclear Criticality Safety (ICNC2003)] : Critical Mass Calculations for <sup>241</sup>Am, <sup>242m</sup>Am, <sup>243</sup>Am, par Hemanth DIAS, Nigel TANCOCK et Angela CLAYTON.
* en [[plutonium 242]] avec une probabilité de 17,3 % par [[capture électronique]].
</ref>, ce qui la place de l'ordre de celle du [[Plutonium 239|plutonium 239]] (une dizaine de kilogrammes). Ces propriétés ont conduit des chercheurs de l'[[Université Ben-Gourion du Néguev]] à proposer en 2000 un mode de [[propulsion spatiale]] fondé sur la fission de films minces d'américium 242m, rendue possible par la faible masse critique de cet [[isotope fissile]]<ref>

{{cite journal
== Isotope fissile ==
| author=Yigal Ronen, Menashe Aboudy, Dror Regev

| title=A Novel Method for Energy Production Using <sup>242m</sup>Am as a Nuclear Fuel
Avec son nombre impair de [[neutron]]s, {{nobr|l'américium 242m}} est un [[isotope fissile]] émettant en moyenne {{unité|3.6|[[neutron]]s}} par [[Fission nucléaire|fission]] et présentant une [[section efficace]] d'au moins {{unité|6000|b}} aux [[Neutron thermique|neutrons thermiques]]. Sa [[Masse critique (réaction nucléaire)|masse critique]] est particulièrement faible, de l'ordre de {{unité|3|à=15|kg}} selon la variété et la configuration du matériau<ref>[http://typhoon.jaea.go.jp/icnc2003/Proceeding/paper/6.5_022.pdf The 7th International Conference on Nuclear Criticality Safety (ICNC2003)] : Critical Mass Calculations for <sup>241</sup>Am, <sup>242m</sup>Am, <sup>243</sup>Am, par Hemanth DIAS, Nigel TANCOCK et Angela CLAYTON.</ref>, ce qui la place de l'ordre de celle du {{nobr|[[plutonium 239]]}} (une dizaine de kilogrammes).

== Application possible à la propulsion nucléaire ==

Ces propriétés ont conduit des chercheurs de l'[[Université Ben-Gourion du Néguev]] à proposer en 2000 un mode de [[propulsion spatiale]] fondé sur la fission de films minces d'{{nobr|américium 242m}}, rendue possible par la faible masse critique de cet [[isotope fissile]]<ref>
{{article|langue=en
| auteur=Yigal Ronen, Menashe Aboudy, Dror Regev
| titre=A Novel Method for Energy Production Using <sup>242m</sup>Am as a Nuclear Fuel
| journal=Nuclear Technology
| journal=Nuclear Technology
| year=2000 | volume=129 | issue=3 | pages=407-417(11)}}
| année=2000 | volume=129 | numéro=3 | pages=407-417(11)}}
</ref>, concept largement étudié depuis en raison du raccourcissement significatif du délai de navigation — par exemple, vers [[Mars (planète)|Mars]] — et donc de ses potentialités en matière de vols habités lointains<ref>
</ref>, concept largement étudié depuis en raison du raccourcissement significatif du délai de navigation — par exemple, vers [[Mars (planète)|Mars]] — de cette technologie et donc de ses potentialités en matière de vols habités lointains<ref>
{{article|langue=en
{{cite journal
| author=P. Benetti, A. Cesana, L. Cinotti, G. L. Raselli, M. Terrani
| auteur=P. Benetti, A. Cesana, L. Cinotti, G. L. Raselli, M. Terrani
| title=Americium 242m and its potential use in space applications
| titre=Americium 242m and its potential use in space applications
| journal=Journal of Physics: Conference Series
| journal=Journal of Physics: Conference Series
| year=2006 | volume=41 | issue= | pages=161-168(8)
| année=2006 | volume=41 | numéro= | pages=161-168(8)
| url=http://www.iop.org/EJ/article/1742-6596/41/1/015/jpconf6_41_015.pdf?request-id=5f6f6972-ece6-4aa8-b958-d88074f9ef4d
| url=http://www.iop.org/EJ/article/1742-6596/41/1/015/jpconf6_41_015.pdf?request-id=5f6f6972-ece6-4aa8-b958-d88074f9ef4d
| accessdate=18/09/2009
| consulté le=18/09/2009
| doi=10.1088/1742-6596/41/1/015}}
| doi=10.1088/1742-6596/41/1/015}}
</ref>{{,}}<ref>{{lien conférence
| titre=An americium-fueled gas core nuclear rocket
| titre livre=AIP Conf. Proc.
| date=10 janvier 1993
| volume=271
| pages=585-589
| conférence=Tenth symposium on space nuclear power and propulsion
| auteur=Terry Kammash, David L. Galbraith, et Ta-Rong Jan
| doi=10.1063/1.43073}}
</ref>.
</ref>.


La [[propulsion par fragments de fission]] tire notamment partie de la faible [[Masse critique (réaction nucléaire)|masse critique]] de {{nobr|l'américium 242m}} dans le cadre de réacteurs embarqués de taille raisonnable, comme ceux conceptualisés au [[Laboratoire national de l'Idaho]] et au [[Laboratoire national de Lawrence Livermore]]. La mise en œuvre éventuelle de tels concepts se heurte néanmoins au [[coût de revient]] prohibitif de {{nobr|l'américium 242m}} dès qu'il s'agit d'en produire en quantité significative avec un degré suffisant de pureté pour une utilisation de ce type.
L''''américium 242''', noté '''<sup>242</sup>Am''', est l'un des rares [[Noyau atomique|noyaux atomiques]] dont l'[[état fondamental]] est moins stable que l'un de ses [[État excité|états excités]] : il se désintègre avec une [[période radioactive]] d'à peine 16 heures :


{| align="center"
:* En [[Curium 242|curium 242]] avec une probabilité de 82,7 % par [[Radioactivité β|désintégration β<sup>-</sup>]]
|- valign="top"

|[[Fichier:Fission fragment propulsion.svg|350px|thumb|center|[[Propulsion par fragments de fission]] :
:* En [[Plutonium 242|plutonium 242]] avec une probabilité de 17,3 % par [[capture électronique]]
<br />'''a''' Filaments fissiles. '''b''' Disques rotatifs.
<br />'''c''' Cœur du réacteur. '''d''' Échappement des fragments de fission.]]
|[[Fichier:Dusty plasma bed reactor.svg|350px|center|thumb|Réacteur à plasma de nanoparticules :
<br />'''A''' Éjection des fragments de fission pour la propulsion.
<br />'''B''' Cœur du réacteur.
<br />'''C''' Fragments de fission décélérés afin de produire de l'électricité.
<br />
<br />'''d''' Modérateur ([[Oxyde de béryllium|BeO]] ou [[Hydrure de lithium|LiH]]).
<br />'''e''' Générateur du champ de confinement.
<br />'''f''' Bobine d'[[Induction magnétique|induction]] [[Radiofréquence|RF]].]]
|}


== Notes et références ==
== Notes et références ==

{{Références}}
{{Références}}


Ligne 51 : Ligne 149 :
* [[Isotope fissile]]
* [[Isotope fissile]]
* [[Table des isotopes]]
* [[Table des isotopes]]
* [[Propulsion par fragments de fission]]


{{Tableau périodique (navigation)}}
{{Tableau périodique des isotopes (navigation)}}
{{Portail|physique|astronautique|chimie}}
{{Séries chimiques}}
{{portail|physique|astronautique|chimie}}


{{DEFAULTSORT:Americium 242m}}
[[Catégorie:Isotope]]
[[Catégorie:Radioisotope]]
[[Catégorie:Isotope fissile]]
[[Catégorie:Isotope fissile]]
[[Catégorie:Propulsion spatiale]]
[[Catégorie:Propulsion spatiale]]
[[Catégorie:Isomère nucléaire]]


[[en:Americium-242]]
[[en:Isotopes of americium#Americium-242m]]

Dernière version du 26 octobre 2023 à 05:15

Américium 242m

table

Général
Nom Américium 242m
Symbole 242
95Am
147
Neutrons 147
Protons 95
Données physiques
Demi-vie 141(2) ans[1]
Masse atomique 242,0595492(20) u
Spin 5-
Excès d'énergie 55 469,7 ± 1,8 keV[2]
Énergie de liaison par nucléon 7 534,984 ± 0,008 keV[2]
Désintégration radioactive
Désintégration Produit Énergie (MeV)
TI à 99,55(2) % 242
95Am		 0,0486
α à 0,45(2) % 238
93Np		 5,64

modifier

L'américium 242m, noté 242mAm[3], est un isomère nucléaire de l'isotope de l'américium dont le nombre de masse est égal à 242 : son noyau atomique compte 95 protons et 147 neutrons avec un spin 5- pour une masse atomique de 242,059 55 g/mol. Il est caractérisé par un excès de masse de 55 469,7 ± 1,8 keV et une énergie de liaison nucléaire par nucléon de 7 534,98 keV[2].

Radioactivité

[modifier | modifier le code]

Ce radioisotope a une période radioactive d'environ 141 ans, se désintégrant selon trois voies principales :

L'américium 242 (spin 1-) résultant de la transition isomérique, noté 242Am, est l'un des rares noyaux atomiques dont l'état fondamental est moins stable que l'un de ses états excités ; il se désintègre en effet avec une période radioactive d'à peine 16 heures :

Isotope fissile

[modifier | modifier le code]

Avec son nombre impair de neutrons, l'américium 242m est un isotope fissile émettant en moyenne 3,6 neutrons par fission et présentant une section efficace d'au moins 6 000 b aux neutrons thermiques. Sa masse critique est particulièrement faible, de l'ordre de 3 à 15 kg selon la variété et la configuration du matériau[5], ce qui la place de l'ordre de celle du plutonium 239 (une dizaine de kilogrammes).

Application possible à la propulsion nucléaire

[modifier | modifier le code]

Ces propriétés ont conduit des chercheurs de l'Université Ben-Gourion du Néguev à proposer en 2000 un mode de propulsion spatiale fondé sur la fission de films minces d'américium 242m, rendue possible par la faible masse critique de cet isotope fissile[6], concept largement étudié depuis en raison du raccourcissement significatif du délai de navigation — par exemple, vers Mars — de cette technologie et donc de ses potentialités en matière de vols habités lointains[7],[8].

La propulsion par fragments de fission tire notamment partie de la faible masse critique de l'américium 242m dans le cadre de réacteurs embarqués de taille raisonnable, comme ceux conceptualisés au Laboratoire national de l'Idaho et au Laboratoire national de Lawrence Livermore. La mise en œuvre éventuelle de tels concepts se heurte néanmoins au coût de revient prohibitif de l'américium 242m dès qu'il s'agit d'en produire en quantité significative avec un degré suffisant de pureté pour une utilisation de ce type.

Propulsion par fragments de fission :
a Filaments fissiles. b Disques rotatifs.
c Cœur du réacteur. d Échappement des fragments de fission.
Réacteur à plasma de nanoparticules :
A Éjection des fragments de fission pour la propulsion.
B Cœur du réacteur.
C Fragments de fission décélérés afin de produire de l'électricité.

d Modérateur (BeO ou LiH).
e Générateur du champ de confinement.
f Bobine d'induction RF.

Notes et références

[modifier | modifier le code]
  1. ↑ (en) « Live Chart of Nuclides: 242m1
    95    Am
    147     », sur www-nds.iaea.org, AIEA, (consulté le )    .
  2. ↑ a b et c (en) « Americium Isotopic Data », sur radiochemistry.org, (consulté le ).
  3. ↑ En toute rigueur, il s'agit de l'américium 242m1 — 242m1Am — correspondant au premier niveau d'excitation du noyau d'américium 242
  4. ↑ (en) J. T. Caldwell, S. C. Fultz, C. D. Bowman et R. W. Hoff, « Spontaneous Fission Half-Life of Am242m », Physical Review, vol. 155,‎ , p. 1309-1313(5) (DOI 10.1103/PhysRev.155.1309, lire en ligne, consulté le )
  5. ↑ The 7th International Conference on Nuclear Criticality Safety (ICNC2003) : Critical Mass Calculations for 241Am, 242mAm, 243Am, par Hemanth DIAS, Nigel TANCOCK et Angela CLAYTON.
  6. ↑ (en) Yigal Ronen, Menashe Aboudy, Dror Regev, « A Novel Method for Energy Production Using 242mAm as a Nuclear Fuel », Nuclear Technology, vol. 129, no 3,‎ , p. 407-417(11)
  7. ↑ (en) P. Benetti, A. Cesana, L. Cinotti, G. L. Raselli, M. Terrani, « Americium 242m and its potential use in space applications », Journal of Physics: Conference Series, vol. 41,‎ , p. 161-168(8) (DOI 10.1088/1742-6596/41/1/015, lire en ligne, consulté le )
  8. ↑ Terry Kammash, David L. Galbraith, et Ta-Rong Jan « An americium-fueled gas core nuclear rocket » () (DOI 10.1063/1.43073)
    —Tenth symposium on space nuclear power and propulsion
    — « (ibid.) », dans AIP Conf. Proc., vol. 271, p. 585-589

Articles liés

[modifier | modifier le code]


1  H                                                             He
2  Li Be   B C N O F Ne
3  Na Mg   Al Si P S Cl Ar
4  K Ca   Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
5  Rb Sr   Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
6  Cs Ba La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
7  Fr Ra Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
Tableau périodique des isotopes
Ce document provient de « https://fr.wikipedia.org/w/index.php?title=Américium_242m&oldid=209022158 ».