Amerikyum Elementi Nedir? Genel Özellikleri Nelerdir?

Amerikyum elementi doğada serbest halde çok nadir bulunan ve sıklıkla yapay yöntemler kullanılarak elde edilen bir element türüdür. Uranyum ötesi elementler olarak adlandırdığımız bu Transuranyum elementinin dördüncüsüdür. Ağır, radyoaktif, ışımalar yapabilen ve aktinitlere ait grupta yer alan bir elementtir. Amerikyum elementi dış görünüm olarak parlak ve gümüş rengine yakın bir metal olarak bilinmektedir. Aynı zamanda Amerikyum elementi çok önemli bir alfa ve gama ışık kaynağıdır. Fiziksel ve kimyasal özellikleri olarak üretildiği Plütonyum elementine benzerlik göstermektedir.  Amerikyum elementinin kristal yapısı oda sıcaklığında hekzagonal durumdadır. Element kuru havada ve oda sıcaklığında ise yavaş kararma özelliği gösterir. Metal formu oldukça yumuşaktır. Oksijen, hidrojen ve halojenler ile tepkimeye girebilmektedir. Amerikyum elementi aşırı soğuk ve oda sıcaklığında geniş bir aralık bandında paramanyetik özellik göstermektedir. Manyetik olmadığı zemin durumlarında süper iletken özelliği göstermektedir. Amerikyum elementi adını da aldığı Amerika kıtasını temsil eden element olmasının yanı sıra, periyodik tabloda Avrupa kıtasını temsil etmekte olan Evropiyum’un altında yer almaktadır.

Amerikyum Elementinin Keşfi ve Tarihçesi

Amerikyum elementinin keşfi Gleen T. Seaborg, Ralph A. James, Leon O. Morgan ve Albert Ghirso isimleri tarafından 1944 yılında Berkeley Üniversitesinde ilk çalışmaları yapılmıştır. Sonrasında Chicago Üniversitesine bağlı çalışan laboratuvar çalışmalarında bir kimyasal olarak tanımlanmıştır. Amerikyum elementi ilk olarak Manhattan projesi bünyesinde ki bir nükleer silah programında Seaborg ve arkadaşları ile tanımlanmıştır. Tanımlanma sürecinde bu sentez çalışmalarında ise Siklotron adı verilen hızlandırıcı cihazlar kullanılmıştır. Amerikyum’un mucidi olan Seaborg ve arkadaşlarının plütonyum üretimi için yaptığı çalışmalar sırasında Plütonyum-239 izotopunun uğradığı nötron tanecikleri bombardımanı sonrasında önce Plütonyum-240 daha sonra ise Plütonyum-241 izotopu elde edilmiştir. Elde edilen Plütonyum-241 ise beta çürümesine maruz kalarak Amerikyum –241’e dönüştürülmüştür. Amerikyum elementinin kaşifi Seaborg, 6 Kasım 1945’te NBC, NBC Çocuk Radyosu’nda “Quiz Kids” adlı bir programda bulgularını herkese açıkladı. 11 Kasım 1945’te Amerikan Kimya Derneği’nin resmi toplantısında açıklandı.  Amerikyum elementi ise gözle görülür miktarda 1951 yılında elde edilmiştir.

Amerikyum Elementinin Periyodik Tabloda Yeri ve Kimyasal Özellikleri Nelerdir?

Amerikyum elementi periyodik tabloda yeri aktininlere ait bulunan grupta, 7.periyotta ve F bloğunda yer almaktadır. Oda sıcaklığında katı olan bir elementtir. Meriç elemanının sembolü “Am” olarak gösterilir ve atom numarası 95’tir. Amerika Birleşik Devletleri’nin atom ağırlığı 243 ve yoğunluğu 12gr / cm3’tür. Erime noktası 1173 derece, kaynama noktası ise 2067 derecedir. Amerikyum elementinin enerji seviyesi başına elektronların seviyesi sırası ile “2, 8, 18, 32, 25, 8, 2” şeklindedir. Bu elementin gerçekleştireceği en yaygın oksidasyon durumu +3 olmakla beraber, +2’den +8’e kadar da değişkenlik gösterebilmektedir. Amerikyum’a ait olan oksidasyon durumu aralığı var olan bütün aktinitler arasında bulunan en geniş değerlerdedir. Amerikyum elementi radyoaktif olmasına rağmen kolay elde edilebilen elementlerden biri olarak bilinmektedir. Fiziksel ve kimyasal özellikleri bakımından periyodik tablonun solunda yer almakta olan aktinit plütonyum ve hemen üzerinde bulunan lantanit evropiyum elementleri ile oldukça benzerlik göstermektedir. Amerikyum elementinin erime noktası plütonyum ve evropiyumdan yüksek, küriyumdan ise çok daha düşük seviyelerdedir. Amerikyum elementinin yoğunluğu ise Plütonyumdan daha az yoğun, Evropiyumdan ise daha fazla yoğundur.

Amerikyum Elementi Hangi Alanlarda Kullanılmaktadır?

Amerikyum elementinin kullanım alanları arasında bilinen önemli bir ticari kullanım alanı bulunmamaktadır. Bilinen en temek kullanım alanlarından biri ölçüm cihazları ve yapılan bilimsel araştırmalar, deneylerdir. En önemli izotopu Americium-241’dir. Ve bu izotop gama ışınları ile ışıma özelliği gerçekleştirerek birtakım radyografik ve radyolojik ölçümlerde, çalışmalarda kullanılabilmektedir. İyonlaşma bulunduran duman dedektörlerinde çok az miktarlarda da olsa bulunabilen tek yapay element Amerikyum elementidir. Am-241 izotopu, berilyum ile preslenerek oldukça mühim ve etkili bir nötron kaynağı haline gelir. Benzer şekilde yine diğer daha ağır bulunan radyoaktif elementlerin üretiminde de kullanılabilmektedir. Amerikyum elementi ve onun bileşikleri; tıp, bilim, sanayi ve endüstri alanlarında kullanılan taşınabilir bir alfa ve gama ışını kaynağıdır. Tıp alanında kemik mineral analizinde ve radyoterapi tedavisi gerektiren uygulamalarda da radyasyon kaynağı olarak kullanılmaktadır. Yapılan güncel araştırmalar ise Amerikyum elementinin uzay araçlarının ve üslerin güç kaynaklarında pil olarak kullanabileceğini iddia etmektedir.

Amerikyum Elementinin Gelişimi

İngiltere’deki Ulusal Nükleer Laboratuvarı (NNL) ve Hollanda’da bulunan Avrupa Uzay Ajansı (ESA)’nın yaptığı araştırmalar, Am-241 izotopunun uzay pilleri denilen güç aygıtlarını üretebilmek için gereken malzemelerde Amerikyum elementinin gelişimi ve kullanılması için umut verici sonuçlara ulaşıldığını duyurmuştur. Fakat bu piller devasa güç kaynakları olmaları sebebiyle çok yüksek miktarda Amerikyum elementine ihtiyaç duymaktadır. Güncel verilerde İsrail’de bir grup bilim insanının yaptığı araştırmalar sonucunda Am-242 izotopunun, hedeflenen uzay pilleri için 80 gün boyunca güç kaynağı sağlayabileceği öngörülen fikirlerden biridir. Fakat Am-242 izotopunun üretilmesi Am-241’e oranla çok daha zordur. Ancak Am-242, hareketli ve yenilenebilir parçalar için daha sağlam, güvenilir ve 1 mikron kalınlığında olan çok ince güç kaynaklarına veya pil üretimine izin verebilmektedir. Amerikyum elementinin diğer kullanım alanlarından biri de akışkan yoğunluğa sahip maddelerin ölçümünü yapabilmektir. Aynı zamanda Amerikyum kalınlık ölçümü yapabilecek olan cihazlarda, füze ve uçak yakı göstergelerinde kullanılabilmektedir. Amerikyum, plastik ve kauçuk tabanlı olan kalınlıkların ölçümünde, radyasyon ve duman dedektörlerinde, uzaklık algılayan aygıtlarda da kullanılmaktadır. Amerikyum elementinin diğer kullanım alanlarından biri ise elementlerin analizini sağlayan uygulamaların birçoğunda radyasyon uyarıcı olarak kullanılır.

Amerikyum elementi içerisinde bulunan izotoplar, Uranyum cevherlerinin yanı sıra yapılan nükleer silah denemelerinin yapıldığı ve nükleer felaketlerin yaşandığı bölgelerdeki nükleer atıkların içinde de az miktarda da olsa bulunmakta ve kullanılmaktadır. Amerikyum elementinin radyoaktif bozunmalar yaşaması ise, fosfora enerji verir ve bu fosforun ışımasına yol açar. Amerikyum elementleri, canlı yaşamı için gerekli olan bir element değildir. Radyoaktivite seviyesi ve kararsız yapısı sebebiyle risk seviyesi yüksek ve tehlikeli bir element olarak bilinmektedir. Yalnızca profesyonelce hazırlanmış nükleer tesislerde ve deneysel çalışmaların titizlikle yürütüldüğü araştırma laboratuvarlarında sıkı güvenlik önlemleri ve yüksek tedbirler altında değerlendirilebilen bir element unsurudur.