Americium(IV)-oxid

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
_ Am^4+ 0 _ O^2−
Kristallsystem	kubisch
Raumgruppe	Fm3m (Nr. 225)Vorlage:Raumgruppe/225
Gitterparameter	a = 533 pm
Koordinationszahlen	Am[8], O[4]
Allgemeines
Name	Americium(IV)-oxid
Andere Namen	Americiumdioxid
Verhältnisformel	AmO2
Kurzbeschreibung	schwarzer Feststoff
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 12005-67-3 EG-Nummer 234-471-0 ECHA-InfoCard 100.031.324 Wikidata Q425412
Eigenschaften
Molare Masse	275,06 g·mol^−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	11,68 g·cm^−3
Schmelzpunkt	1000 °C (Zersetzung)
Gefahren- und Sicherheitshinweise
Radioaktiv
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung keine Einstufung verfügbar
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

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. 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)Vorlage:Raumgruppe/225 und den Koordinationszahlen Am[8], O[4].

Verwendung

Rauchmelder mit ²⁴¹Am von innen

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.

Sicherheitshinweise

Einstufungen nach der CLP-Verordnung liegen nicht vor, weil diese nur die chemische Gefährlichkeit umfassen und eine völlig untergeordnete Rolle gegenüber den auf der Radioaktivität beruhenden Gefahren spielen. Auch Letzteres gilt nur, wenn es sich um eine dafür relevante Stoffmenge handelt.

Einzelnachweise

1. Americium(IV)-oxid bei www.webelements.com.
2. Die von der Radioaktivität ausgehenden Gefahren gehören nicht zu den einzustufenden Eigenschaften nach der GHS-Kennzeichnung. In Bezug auf weitere Gefahren wurde dieser Stoff entweder noch nicht eingestuft oder eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.
3. Sherman Fried: The Preparation of Anhydrous Americium Compounds, in: J. Am. Chem. Soc., 1951, 73 (1), S. 416–418 (doi:10.1021/ja01145a135).

Literatur

• Wolfgang H. Runde, Wallace W. Schulz: Americium, in: Lester R. Morss, Norman M. Edelstein, Jean Fuger (Hrsg.): The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements, Springer, Dordrecht 2006; ISBN 1-4020-3555-1, S. 1265–1395 (doi:10.1007/1-4020-3598-5_8).