Americium(IV)-oxid
chemische Verbindung
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Americium(IV)-oxid ist ein Oxid des Elements Americium. Es besitzt die Summenformel AmO2. Da alle Isotope des Americiums nur künstlich hergestellt sind, besitzt Americium(IV)-oxid keine natürlichen Vorkommen. Es entsteht unter anderem implizit in Kernreaktoren beim Bestrahlen von Urandioxid (UO2) bzw. Plutoniumdioxid (PuO2) mit Neutronen. Americium(IV)-oxid ist die wichtigste Verbindung dieses Elements. Nahezu alle Anwendungen dieses Elements basieren auf dieser Verbindung.
| Kristallstruktur | |||||||||||||
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| _ Am4+ _ O2− | |||||||||||||
| Kristallsystem | |||||||||||||
| Raumgruppe |
Fm3m (Nr. 225) | ||||||||||||
| Gitterparameter |
a = 533 pm | ||||||||||||
| Koordinationszahlen |
Am[8], O[4] | ||||||||||||
| Allgemeines | |||||||||||||
| Name | Americium(IV)-oxid | ||||||||||||
| Andere Namen |
Americiumdioxid | ||||||||||||
| Verhältnisformel | AmO2 | ||||||||||||
| Kurzbeschreibung |
schwarzer Feststoff[1] | ||||||||||||
| Externe Identifikatoren/Datenbanken | |||||||||||||
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| Eigenschaften | |||||||||||||
| Molare Masse | 275,06 g·mol−1 | ||||||||||||
| Aggregatzustand |
fest | ||||||||||||
| Dichte |
11,68 g·cm−3[1] | ||||||||||||
| Schmelzpunkt | |||||||||||||
| Gefahren- und Sicherheitshinweise | |||||||||||||
Radioaktiv | |||||||||||||
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| Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). | |||||||||||||
Darstellung
Für Kleinstmengen bietet sich das Glühen von Salzen des Americiums an. Meistens werden hierzu Americium(III)-oxalat (Am2(C2O4)3) oder Americium(III)-nitrat (Am(NO3)3) herangezogen. Die Americium(III)-nitratlösungen werden eingedampft und dann bei 1000 °C zum Oxid geglüht.[3] Ebenso verfährt man mit gefälltem Americium(III)-oxalat und anschließendem Glühen bei 900 °C. Da das PUREX-Verfahren abgebrannten Brennelemente in Salpetersäure auflöst, ist das Nitrat besonders leicht zugänglich.
Eigenschaften
Americium(IV)-oxid ist ein schwarzer Feststoff. Es kristallisiert im kubischen Kristallsystem, der Strukturtyp ist der CaF2-Typ (Fluorit) mit der Raumgruppe Fm3m (Raumgruppen-Nr. 225) und den Koordinationszahlen Am[8], O[4].
Verwendung
Americium(IV)-oxid (mit dem Isotop 241Am) wird als Quelle für ionisierende Strahlung eingesetzt. Anwendungsgebiete sind die Fluoreszenzspektroskopie und als Ionisationsrauchmelder.
In zukünftigen Radionuklidbatterien könnte Americium(IV)-oxid mit 241Am zum Einsatz kommen. Eine solche Radionuklidbatterie könnte bei einer Halbwertszeit von 432,2 Jahren für Jahrhunderte Energie liefern.