Αμερίκιο

Δράση

Τα μακροβιότερα και πιο κοινά ισότοπα του αμερίκιου, τα ²⁴¹Am και ²⁴³Am, έχουν ημιζωές 432,2 και 7.370 έτη αντίστοιχα. Έτσι, όλο το αρχέγονο αμερίκιο (το αμερίκιο που υπήρχε στη Γη κατά τη δημιουργία της) πρέπει να έχει αποσυντεθεί ως τώρα.
Το υπάρχον αμερίκιο είναι συγκεντρωμένο στις περιοχές που έχουν χρησιμοποιηθεί για ατμοσφαιρικές πυρηνικές δοκιμές μεταξύ του 1945 και 1980, όπως επίσης και σε τοποθεσίες πυρηνικών ατυχημάτων όπως το Τσερνόμπιλ. Για παράδειγμα, η ανάλυση των καταλοίπων στο πεδίο δοκιμών της πρώτης αμερικάνικης βόμβας υδρογόνου την 1η Νοεμβρίου 1952 έδειξε υψηλή συγκέντρωση διάφορων ακτινιδίων, μεταξύ αυτών και αμερίκιου. Λόγω στρατιωτικού απόρρητου, αυτά τα αποτελέσματα δημοσιεύτηκαν το 1956.Ο τρινιτίτης, το υαλώδες κατάλοιπο που υπάρχει στο έδαφος της ερήμου κοντά στο Αλαμογκόρντο του Νέου Μεξικού, μετά την δοκιμή της πυρηνικής βόμβας Trinity στις 16 Ιουλίου 1945 περιέχει ίχνη ²⁴¹Am. Αυξημένα επίπεδα αμερίκιου ανιχνεύθηκαν επίσης στον τόπο συντριβής ενός αμερικανικού βομβαρδιστικού Β-52, το οποίο μετέφερε τέσσερις βόμβες υδρογόνου, το 1968 στη Γροιλανδία.
Σε άλλες περιοχές, ο μέσος όρος ραδιενέργειας στην επιφάνεια του εδάφους λόγω των κατάλοιπων αμερίκιου είναι μόνο 0,01 picocurie. Οι ατμοσφαιρικές ενώσεις αμερίκιου διαλύονται πολύ δύσκολα σε κοινούς διαλυτές και κυρίως απορροφούνται από τα σωματίδια του εδάφους. Η ανάλυση του εδάφους έδειξε περίπου 1.900 φορές υψηλότερη συγκέντρωση αμερίκιου σε σωματίδια άμμου παρά στο νερό που υπάρχει στους πόρους του εδάφους. Ακόμα υψηλότερη συγκέντρωση μετρήθηκε σε έδαφος με χώμα.
Το αμερίκιο παράγεται κυρίως τεχνητά σε μικρές ποσότητες,για ερευνητικούς σκοπούς. Ένας τόνος χρησιμοποιημένου πυρηνικού καυσίμου περιέχει περίπου 100 γραμμάρια διάφορων ισοτόπων του αμερίκιου, κυρίως ²⁴¹Am και ²⁴³Am. Η μεγάλης διάρκειας ραδιενέργειά του δεν είναι κατάλληλη για αποκομιδή, και γι' αυτό το αμερίκιο μαζί με άλλα ακτινίδια στοιχεία με μεγάλη διάρκεια ημιζωής πρέπει να εξουδετερώνονται. Η σχετική διαδικασία έχει αρκετά βήματα, όπου το αμερίκιο αρχικά διαχωρίζεται και μετά μετατρέπεται μέσω βομβαρδισμού νετρονίων σε ειδικούς αντιδραστήρες για μικρής ζωής νουκλεΐδια. Αυτή η διαδικασία είναι γνωστή ως πυρηνική μεταστοιχείωση αλλά είναι ακόμα υπό κατασκευή για το αμερίκιο.
Μερικά άτομα αμερίκιου μπορούν να παραχθούν με αντιδράσεις δέσμευσης νετρονίων και βήτα αποσύνθεση σε αποθέματα με πολύ μεγάλη συγκέντρωση ουρανίου.

Φυσικές ιδιότητες

Στον περιοδικό πίνακα το αμερίκιο εντοπίζεται δεξιά από το πλουτώνιο, αριστερά από το κιούριο και κάτω από τη λανθανίδα ευρώπιο, με το οποίο μοιράζεται πολλές ομοιότητες στις φυσικές και χημικές ιδιότητες. Το αμερίκιο είναι ένα υψηλά ραδιενεργό στοιχείο. Όταν είναι ακόμα «φρέσκο» έχει αργυρόλευκη μεταλλική λάμψη, αλλά σιγά σιγά διαλύεται στον αέρα. Με πυκνότητα 12 γραμμάρια ανά κυβικό εκατοστό, το αμερίκιο είναι ελαφρύτερο τόσο από το κιούριο (13,52 γραμμάρια/κυβικό εκατοστό) όσο και από το πλουτώνιο (19,8 γραμμάρια/κυβικό εκατοστό) αλλά είναι βαρύτερο από το ευρώπιο (5,264 γραμμάρια/κυβικό εκατοστό) κυρίως λόγω της μεγάλης ατομικής μάζας του. Το αμερίκιο είναι σχετικά μαλακό, διαμορφώνεται εύκολα και έχει σημαντικά χαμηλότερο συντελεστή όγκου από τις ακτινίδες πριν από αυτό : Th, Pa, U, Np και Pu. Το σημείο τήξης του των 1.173 βαθμών Κελσίου είναι σημαντικά υψηλότερο από αυτό του πλουτωνίου (639 βαθμοί) και του ευρωπίου (826 βαθμοί), αλλά χαμηλότερο από αυτό του κιουρίου (1.340 βαθμοί).
Σε ατμοσφαιρικές συνθήκες, το αμερίκιο έχει τη σταθερότερη α μορφή του, η οποία έχει κρυσταλλική εξαγωνική συμμετρία και ομάδα συμμετρίας Ρ6₃/mmc με παραμέτρους πλέγματος a = 346.8 pm και c = 1124 pm, και τέσσερα άτομα ανά μονάδα. Ο κρύσταλλος αποτελείται από διπλή εξαγωνική κλειστή δομή με ακολουθία στρώσης ABAC και έτσι είναι ισοτυπικός με το α-λανθάνιο και μερικές άλλες ακτινίδες όπως το α-κιούριο. Η κρυσταλλική δομή του αμερίκιου αλλάζει με την πίεση και τη θερμοκρασία. Όταν συμπιέζεται σε θερμοκρασία δωματίου στα 5 GPa, το α-λανθάνιο μετατρέπεται στη β μορφή του,η οποία είναι προσωποκεντρική κυβική συμμετρία με ομάδα συμμετρίας Fm3m και σταθερά πλέγματος a = 489 pm. Αυτή η συμμετρία είναι ίδια με την πλησιέστερη δομή με την ακολουθία ABC. Με επιπλέον πίεση στα 23 GPa, το αμερίκιο αποκτά ορθορομβική γ-Am δομή όμοια με αυτή του α-ουρανίου. Δεν υπάρχουν άλλες μεταβολές μέχρι και τα 52 GPa, εκτός από την εμφάνιση μιας μονοκλινούς φάσης στις πιέσεις μεταξύ 10 και 15 GPa. Δεν υπάρχει συνοχή στην κατάσταση αυτής της φάσης στις μελέτες που έχουν γίνει ως τώρα, οι οποίες καταχωρούν τις φάσεις α, β και γ ως Ι, ΙΙ και ΙΙΙ. Η μετατροπή από β σε γ συνοδεύεται από μείωση 6% στην κρυσταλλική περιεκτικότητα, όμως η θεωρία προβλέπει μια σημαντική μεταβολή στην περιεκτικότητα κατά τη μεταβολή από α σε β, κάτι το οποίο δεν επιβεβαιώνεται πειραματικά. Η πίεση στη μεταβολή από α σε β μειώνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας και όταν το α-αμερίκιο θερμαίνεται σε ατμοσφαιρικές συνθήκες στους 770 βαθμούς Κελσίου, παίρνει μορφή fcc, η οποία είναι διαφορετική από τη β-Am και στους 1075 βαθμούς Κελσίου μετατρέπεται σε σωματοκεντρική κυβική δομή. Το διάγραμμα φάσης πίεσης-θερμοκρασίας του αμερίκιου είναι όμοιο με εκείνο των λανθανιδών, του πρασεοδυμίου και του νεοδυμίου.
Όπως και με πολλές άλλες ακτινίδες, η αυτοκαταστροφή του κρυσταλλικού πλέγματος λόγω της εκπομπής α-σωματιδίων είναι εγγενής στο αμερίκιο .Είναι εμφανές κυρίως στις χαμηλές θερμοκρασίες,όπου η κινητικότητα των παραγόμενων παραμορφώσεων του πλέγματος είναι σχετικά χαμηλή,μέσω της διεύρυνσης διάθλασης των κορυφών των ακτίνων Χ. Αυτό το φαινόμενο κάνει ασαφή τη θερμοκρασία του αμερίκιου και μερικές από τις ιδιότητες του,όπως η ηλεκτρική αντίσταση. Έτσι, για το αμερίκιο-241 η αντίσταση στα 4,2Κ αυξάνεται με τον χρόνο από τα περίπου 2 µOhm·cm στα 10 µOhm·cm μετά από διάστημα 40 ωρών και φορτίζεται στα περίπου 16 µOhm·cm μετά από 140 ώρες. Αυτό το φαινόμενο παρουσιάζεται λιγότερο σε θερμοκρασίες δωματίου, λόγω της εξάλειψης των ελαττωμάτων λόγω ακτινοβολίας. Επίσης, η επαναφορά του δείγματος στη θερμοκρασία δωματίου το οποίο είχε διατηρηθεί αρχικά σε χαμηλές θερμοκρασίες για ώρες επαναφέρει την αντίσταση του. Σε πρόσφατα δείγματα η αντίσταση αυξάνεται σταδιακά με την αύξηση της θερμοκρασίας από περίπου 2 µOhm·cm στο υγρό ήλιο στα 69 µOhm·cm σε θερμοκρασία δωματίου. Αυτή η συμπεριφορά είναι όμοια με αυτή του ποσειδωνίου, του ουρανίου, του θορίου και του πρωτακτινίου αλλά είναι διαφορετική από του πλουτωνίου και του κιουρίου, τα οποία δείχνουν ραγδαία αύξηση ως τα 60 Κ η οποία ακολουθείται από φόρτιση. Η τιμή της θερμοκρασίας δωματίου για το αμερίκιο είναι χαμηλότερη από αυτή του ποσειδώνιου,του πλουτωνίου και του κιουρίου αλλά υψηλότερη από αυτή του ουρανιου, του θορίου και του πρωτακτινίου.
Το αμερίκιο είναι παραμαγνητικό σε ένα μεγάλο εύρος θερμοκρασιών, από αυτή του υγρού ήλιου ως τη θερμοκρασία δωματίου και υψηλότερα. Αυτή η συμπεριφορά είναι σημαντικά διαφορετική από το γειτονικό κιούριο το οποίο παρουσιάζει αντισιδηρομαγνητική μεταβολή στους 52 Κ. Ο συντελεστής θερμικής διαστολής του αμερίκιου είναι ελαφρώς ανισοτροπικός και κυμαίνεται στα (7.5 ± ,0,2) × 10⁻⁶
/°C στον μικρότερο "a" άξονα και (6,2 ± 0,4) × 10⁻⁶
/°C για τον μεγαλύτερο "c" εξαγωνικό άξονα. Η ενθαλπία της διάλυσης του μεταλλικού αμερίκιου σε υδροχλωρικό οξύ σε κανονικές συνθήκες είναι −620,6 ± 1,3 kJ/mol από την οποία η σταθερή μεταβολή της ενθαλπίας σχηματισμού του υδάτινου ιόντος Am³⁺ είναι −621,2 ± 2,0 kJ/mol⁻¹. Το σταθερό δυναμικό είναι 2,08 ± 0,01 V.

Ενώσεις οξυγόνου

Είναι γνωστά δύο οξείδια του αμερίκιου, με καταστάσεις οξείδωσης +3 και +4. Το οξείδιο του αμερίκιου(ΙΙΙ) είναι κόκκινο-καφέ σε στερεή μορφή και σημείο τήξης τους 2.205 °C. Το οξείδιο του αμερίκιου(IV) είναι η συνηθέστερη μορφή στερεού αμερίκιου η οποία χρησιμοποιείται σε όλες σχεδόν τις εφαρμογές του.Όπως όλα τα άλλα διοξείδια ακτινιδών, είναι στερεό,μαύρο με κυβική κρυσταλλική μορφή φθορίτη.
Το οξαλικό άλας του αμερίκιου(ΙΙΙ), αφού στεγνωθεί σε κενό σε θερμοκρασία δωματίου,έχει τη χημική μορφή Am₂(C₂O₄)₃·7H₂O.Εαν θερμανθεί σε κενό,χάνει το νερό στους 240 °C και αρχίζει να μετατρέπεται σε AmO₂ στους 300 °C,η αποσύνθεση ολοκληρώνεται στους 470 °C. Το αρχικό οξαλικό μετατρέπεται σε νιτρικό οξύ με τη μέγιστη διαλυτότητα των 0,25 g/L.

Χαλκογενίδια και πνικτίδια

Τα γνωστά χαλκογενίδια του αμερίκιου περιλαμβάνουν το σουλφίδιο AmS₂, τα σελινίδια AmSe₂ και Am₃Se₄ και τα τελλουρίδια Am₂Te₃ και AmTe₂. Τα πνικτίδια του αμερίκιου (²⁴³Am) του τύπου AmX είναι γνωστά για τα στοιχεία φώσφορο ,αρσενικό, αντιμόνιο και βισμούθιο. Κρυσταλλοποιούνται σε πλέγμα ορυκτού άλατος.

Πυριτίδια και βορίδια

Το μονοπυριτίδιο του αμερίκιου (AmSi) και το "διπυριτίδιο" (AmSiₓ με 1.87 < x < 2.0) προκύπτουν από την αναγωγή του φθοριούχου άλατος αμερίκιου(ΙΙΙ) με στοιχειώδες πυρίτιο σε κενό στους 1050 °C (AmSi) και μεταξύ 1150 και 1200 °C (AmSiₓ). Το AmSi είναι στερεό,μαύρο,ισομορφικό με το LaSi και έχει ορθορομβική κρυσταλλιλκή συμμετρία. To AmSiₓ έχει ένα έντονο ασημί χρώμα και τεττράγωνο κρυσταλλικό πλέγμα (ομάδα διαστήματος /4₁/amd) και είναι ισομορφικό με τα PuSi₂ και ThSi₂. Τα βορίδια του αμερίκιου περιλαμβάνουν τα AmB₄ και AmB₆. Το τετραβορίδιο μπορούμε να το αποκτήσουμε αν θερμάνουμε ένα οξείδιο ή αλογονίδιο του αμερίκιου με διβορίδιο του μαγνησίου σε κενό ή αδρανή ατμόσφαιρα.

Ενώσεις οργανοαμερίκιου

Το αμερίκιο σχηματίζει μια οργανομεταλλική ένωση με 2 κυκλο-οκτα-τετραενείς συνδέτες που είναι (η⁸-C₈H₈)₂Am. Επίσης σχηματίζει τριγωνικούς συνδέσμους (η⁵-C₅H₅)₃Am με 3 δακτυλίους κυκλοπενταδιενυλίου. Ο σχηματισμός συνδέσμων του τύπου Am(n-C₃H₇-BTP)₃, όπου το BTP είναι 2,6-δι(1,2,4-τριαζιν 3-ιλ)πυριδίνιο, σε διαλύματα που περιέχουν n-C₃H₇-BTP και ιόντα Am³⁺ έχουν επιβεβαιωθεί από την τεχνική EXAFS. Μερικοί από αυτούς τους συνδέσμους τύπου BTP διαδρούν επιλεκτικά με το αμερίκιο και για αυτό τον λόγο είναι χρήσιμοι στο διαχωρισμό από τις λανθανίδες και άλλες ακτινίδες.

Στη βιολογία

Το αμερίκιο είναι τεχνητό στοιχείο και για αυτό μια βιολογική λειτουργία που θα περιλαμβάνει αυτό το στοιχείο είναι ανέφικτη. Έχει προταθεί η χρήση βακτηρίων για την αφαίρεση του αμερίκιου και άλλων βαρέων μετάλλων από ποτάμια και ρυάκια. Έτσι, τα εντεροβακτήρια της οικογένειας των κιτροβακτηρίων απομακρύνουν τα ιόντα του αμερίκιου από υδάτινα διαλύματα, δεσμεύοντας τα σε μια ένωση μέταλλου-φωσφόρου στα κυτταρικά τους τοιχώματα. Διάφορες μελέτες έχουν δείξει βιοαπορρόφηση και βιοσυγκέντρωση αμερίκιου από βακτήρια και μύκητες.

Σχάση

Το ισότοπο ²⁴²ᵐ¹Am (περίοδος ημιζωής 141 έτη) έχει τις μεγαλύτερες τιμές απορρόφησης θερμικών νετρονίων (5.700 barns), αυτό έχει ως αποτέλεσμα μικρή κρίσιμη μάζα για μια διαρκή αλυσιδωτή πυρηνική αντίδραση. Η κρίσιμη μάζα για μια ατόφια σφαίρα ²⁴²ᵐ¹Am είναι περίπου 9 έως 14 χιλιόγραμμα (η αβεβαιότητα προκύπτει από την ανεπαρκή γνώση των ιδιοτήτων των υλικών). Μπορεί να μειωθεί στα 3 έως 5 kg με έναν μεταλλικό ανακλαστήρα και μπορεί να γίνει ακόμα μικρότερη με έναν ανακλαστήρα νερού. Μια τόσο μικρή κρίσιμη μάζα είναι προτιμότερη για φορητά πυρηνικά όπλα αλλά αυτά που βασίζονται στο ²⁴²ᵐ¹Am δεν είναι ακόμα γνωστά, προφανώς λόγω της σπανιότητας και της πολύ υψηλής τιμής τους. Οι κρίσιμες μάζες των δύο άλλων διαθέσιμων ισότοπων, του ²⁴¹Am και ²⁴³Am είναι σχετικά υψηλές, 57.6 ως 75.6 κιλά για το ²⁴²ᵐ¹Am και 209 κιλά για το ²⁴³Am. Η σπανιότητα και η υψηλή τιμή δυσχεραίνουν επίσης τη χρήση του αμερίκιου ως πυρηνικού καυσίμου σε πυρηνικούς αντιδραστήρες.

Ισότοπα

Περίπου 19 ισότοπα και 8 πυρηνικά ισομερή είναι γνωστά για το αμερίκιο. Υπάρχουν 2 εκπομποί ακτίνων α μακράς ζωής, οι ²⁴¹Am και ²⁴³Am με διάρκεια ημιζωής 432,2 και 7.370 έτη αντίστοιχα, και το πυρηνικό ισομερές ²⁴²ᵐ¹Am που έχει μακρά περίοδο ημιζωής ίση με 141 έτη. Οι περίοδοι ημιζωής των άλλων ισοτόπων και ισομερών ποικίλλουν από 0,64 microseconds για το ²⁴⁵ᵐ¹Am ως 50,8 ώρες για το ²⁴⁰Am. Όπως με τις περισσότερες από τις ακτινίδες, τα ισότοπα του αμερίκιου με μονό αριθμό νετρονίων έχουν σχετικά υψηλό αριθμό πυρηνικών σχάσεων και χαμηλή κρίσιμη μάζα.
Το αμερίκιο-241 αποσυντίθεται σε ²³⁷Np εκπέμποντας σωματίδια α 5 διαφορετικών ενεργειών, κυρίως στα 5.846 MeV (85.2%) και 5.443 MeV (12.8%). Επειδή οι περισσότερες καταστάσεις που προκύπτουν είναι μεταστατικές, εκπέμπουν επίσης ακτίνες γ με τη διακριτή ενέργεια μεταξύ των τιμών 26,3 και 158,5 keV.
Το αμερίκιο-242 είναι ένα ισότοπο σύντομης ζωής με διάρκεια ημιζωής 16.02 ωρών. Κυρίως (κατά το 82.7%) μετατρέπεται με β-αποσύνθεση σε ²⁴²Cm, αλλά επίσης με πρόσληψη ηλεκτρονίων σε ²⁴²Pu (17.3%). To ²⁴²Cm και το ²⁴²Pu μετατρέπονται με σχεδόν την ίδια αλυσίδα αποσύνθεσης από το ²³⁸Pu ως και το ²³⁴U.
Σχεδόν όλη η ποσότητα (99,541%) του ²⁴²ᵐ¹Am αποσυντίθεται με εσωτερική μετατροπή και το υπόλοιπο 0,459% με αποσύνθεση-α σε ²³⁸Np. Το τελευταίο διασπάται σε ²³⁸Pu και μετά σε ²³⁴U.
Το αμερίκιο-243 μετατρέπεται μέσω εκπομπής-α σε ²³⁹Np, το οποίο μετατρέπεται μέσω αποσύνθεσης-β σε ²³⁹Pu και το ²³⁹Pu γίνεται ²³⁵U με εκπομπή ενός σωματιδίου α.

Ανιχνευτές ιονισμού

Το αμερίκιο είναι το μόνο συνθετικό στοιχείο που έχει βρει εφαρμογές στα σπίτια μας, όπου ένας συνηθισμένος ανιχνευτής καπνού χρησιμοποιεί ²⁴¹Am στη μορφή του διοξειδίου του αμερίκιου ως πηγή ιονίζουσας ακτινοβολίας. Αυτό το ισότοπο προτιμάται αντί του ²²⁶Ra, επειδή εκπέμπει 5 φορές περισσότερα σωματίδια α και έχει σχετικά μικρή βλαβερή ακτινοβολία γ. Η ποσότητα αμερίκιου σε ένα κοινό νέο ανιχνευτή καπνού είναι 1 μcurie (37 kBq) ή 0,28 μgr. Αυτή η ποσότητα μειώνεται σταδιακά καθώς το αμερίκιο μετατρέπεται σε ποσειδώνιο-237, ένα διαφορετικό διουρανικό στοιχείο με πολύ μεγαλύτερη ημιζωή (περίπου 2,14 εκατομμύρια έτη). Με τη διάρκεια ημιζωής του στα 432,2 έτη, το αμερίκιο που βρίσκεται σε έναν ανιχνευτή καπνού περιέχει περίπου 3% ποσειδώνιο μετά από 19 έτη, και περίπου 5% μετά από 32 έτη. Η ακτινοβολία περνά από έναν θάλαμο ιονισμού, έναν χώρο μεταξύ δύο ηλεκτροδίων γεμάτο αέρα, που επιτρέπει να περνά ένα μικρό, σταθερό ρεύμα μεταξύ των ηλεκτροδίων. Όταν εισέρχεται καπνός στα ηλεκτρόδια απορροφά τα σωματίδια α, κάτι το οποίο μειώνει τον ιονισμό και επηρεάζει το ρεύμα ενεργοποιώντας το συναγερμό. Σε σύγκριση με τους εναλλακτικούς οπτικούς ανιχνευτές καπνού, ο ανιχνευτής καπνού ιονισμού είναι φθηνότερος και μπορεί να ανιχνεύσει σωματίδια τα οποία είναι πολύ μικρά για να προκαλέσουν σημαντική διασπορά φωτός, όμως είναι πιο επιρρεπής σε λανθασμένους συναγερμούς.

Ραδιονουκλεΐδια

Καθώς το ²⁴¹Am έχει σημαντικά μεγαλύτερη περίοδο ημιζωής από το ²³⁸Pu (432,2 έτη έναντι 87), έχει πρωταθεί ως ενεργό στοιχείο ραδιοϊσοτοπικές θερμοηλεκτρικές γεννήτριες, για παράδειγμα στη διαστημική. Παρόλο που το αμερίκιου παράγει λιγότερη θερμότητα και ηλεκτρισμό - η απόδοση είναι 114,7 mW/g για το ²⁴¹Am και 6.31 mW/g για το ²⁴³Am - και η ακτινοβολία του είναι περισσότερο επιβλαβής για τους ανθρώπους καθώς εκπέμπει νετρόνια, η Ευρωπαϊκή Υπηρεσία Διαστήματος σκοπεύει να χρησιμοποιήσει το αμερίκιο για εξερευνητικά σκάφη.
Άλλη μια προτεινόμενη χρήση του αμερίκιου που έχει σχέση με το διάστημα είναι ως καύσιμο σε διαστημόπλοια με πυρηνική ώθηση. Βασίζεται στον πολύ υψηλό ρυθμό πυρηνικής σύντηξης του ²⁴²ᵐ¹Am, η οποία μπορεί να διατηρηθεί ακόμα και με μεταλλικά φύλλα πάχους λίγων μικρομέτρων. Το μικρό πάχος μας βοηθάει να αποφύγουμε το πρόβλημα της αυτο-απορρόφησης της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας. Το πρόβλημα αυτό είναι παρεμφερές με αυτό που παρουσιάζεται στις ράβδους ουρανίου ή πλουτωνίου, στις οποίες μόνο η επιφάνεια παράγει σωματίδια α. Τα προϊόντα σύντηξης του ²⁴²Am μπορούν είτε να δώσουν απευθείας ώθηση στο διαστημόπλοιο ή μπορούν να θερμάνουν το προωθητικό αέριο. Μπορούν επίσης να μεταφέρουν την ενέργεια τους σε κάποιο υγρό και να παράγουν ηλεκτρισμό μέσω μιας υδρομαγνητοδυναμικής γεννήτριας.
Άλλη μια πρόταση που υλοποιεί τον υψηλό ρυθμό πυρηνικής σύντηξης του ²⁴²ᵐAm είναι οι πυρηνικές μπαταρίες. Ο σχεδιασμός τους βασίζεται όχι στην ενέργεια των σωματιδίων α που εκπέμπονται από το αμερίκιο αλλά στο φορτίο τους, καθώς το αμερίκιο δρα ως αυτοσυντηρούμενη "κάθοδος". Ένα μόνο φορτίο 3.2 κιλών ²⁴²ᵐAm μιας τέτοια μπαταρίας μπορεί να δώσει περίπου 140 kW ισχύος σε διάστημα 80 ημερών. Με όλα τα πιθανά οφέλη, οι τρέχουσες εφαρμογές του ²⁴²ᵐAm παρεμποδίζονται από τη σπανιότητα και την υψηλή τιμή αυτού του πυρηνικού ισομερούς.

Φασματοσκόπιο

Το αμερίκιο-241 έχει χρησιμοποιηθεί ως φορητή πηγή τόσο ακτινοβολιών γάμμα όσο και σωματιδίων α για μια σειρά ιατρικών και βιομηχανικών χρήσεων. Οι εκπομπές ακτινών γάμμα των 60-keV από το ²⁴¹Am σε τέτοιες πηγές μπορούν να χρησιμοποιηθούν για έμμεση ανάλυση υλικών στη ραδιογραφία και στη φασματοσκοπία φθοριούχων ακτινών Χ, όπως επίσης και για τον έλεγχο ποιότητας σε μετρητές πυρηνικής πυκνότητας και πυρηνικά παχύμετρα. Για παράδειγμα, το στοιχείο έχει χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση του πάχους γυαλιού ώστε να διευκολυνθεί η παραγωγή επίπεδου γυαλιού. Το αμερίκιο-241 είναι επίσης κατάλληλο για βαθμονόμηση των φασματοσκοπίων ακτινών γάμμα στο φάσμα χαμηλής ενέργειας, καθώς το φάσμα του αποτελείται από σχεδόν μια μόνο κορυφή και αμελητέο συνεχές Compton (τουλάχιστον 3 τάξεις χαμηλότερης έντασης). Οι ακτίνες γάμμα του αμερίκιου-241 χρησιμοποιούνταν επίσης στο παρελθόν για παθητική διάγωνση της λειτουργίας του θυροειδούς. Αυτή η τεχνική βέβαια δε χρησιμοποιείται πλέον.

Επιπτώσεις στην υγεία

Ως πολύ ραδιενεργό στοιχείο, το αμερίκιο και οι ενώσεις του πρέπει να δέχονται επεξεργασία μόνο σε ειδικά εργαστήρια με εξειδικευμένο εξοπλισμό. Παρόλο που τα περισσότερα ισότοπα του αμερίκιου εκπέμπουν κυρίως σωματίδια α τα οποία μπορούν να μπλοκαριστούν με λεπτά φύλλα κοινών υλικών, πολλά από τα παράγωγα εκπέμπουν ακτίνες γάμμα και νετρόνια τα οποία έχουν μεγάλο διεισδυτικό βάθος.
Εαν καταναλωθεί, το αμερίκιο αποβάλλεται από τον οργανισμό σε μερικές μέρες και μόνο το 0,05% απορροφάται από το αίμα. Από αυτό, περίπου το 45% πάει στο συκώτι, το 45% στα κόκκαλα, και το υπόλοιπο 10% αποβάλλεται. Η πρόσληψη από το συκώτι εξαρτάται από τον οργανισμό του ατόμου και αυξάνεται με την ηλικία. Στα κόκκαλα, το αμερίκιο αποθηκεύεται αρχικά στο φλοιό και στις δοκιδώδεις επιφάνειες και σιγά σιγά αναδιανέμεται σε όλο το κόκκαλο. Η βιολογική ημιζωή του ²⁴¹Am είναι 50 έτη στα κόκκαλα και 20 έτη στο συκώτι, ενώ στους γόνους (όρχεις και ωοθήκες) μένει για πάντα. Σε όλα αυτά τα όργανα ενισχύει τον κίνδυνο καρκινοπάθειας ως αποτέλεσμα της ραδιενέργειας του.
Το αμερίκιο συχνά βρίσκεται στις χωματερές από ανιχνευτές καπνού που έχουν πεταχτεί. Οι κανόνες που σχετίζοναι με την απόρριψη των ανιχνευτών καπνού είναι πολύ ελαστικοί. Στις Η.Π.Α. ο «Πρόσκοπος Ραδιενέργειας« David Hahn μπόρεσε να συγκεντρώσει αμερίκιο από ανιχνευτές καπνού αφού κατάφερε να αγοράσει περίπου εκατό σε πολύ χαμηλή τιμή και επίσης να κλέψει μερικούς. Έχουν υπάρξει περιπτώσεις ανθρώπων που μολύνθηκαν με αμερίκιο, η χειρότερη από τις οποίες είναι αυτή του Harold McCluskey, ο οποίος στην ηλικία των 65 ετών είχε εκτεθεί σε 500 φορές υψηλότερη τιμή αμερικίου από την επιτρεπτή ως αποτέλεσμα μιας έκρηξης στο εργαστήριο του. Ο McCluskey πέθανε στην ηλικία των 75 ετών, όχι ως αποτέλεσμα της έκθεσης του αλλά από καρδιοπάθεια την οποία είχε και πριν το ατύχημα.