アメリシウム

アメリシウムは数十年にわたり原子炉で少量生産されており、現在までに数キログラムの^241Amと^{243Amの同位体が蓄積されている。 [ 28 ]}それにもかかわらず、1962年に初めて販売されて以来、^241Amの価格は、非常に複雑な分離手順のため、1グラムあたり約1,500米ドル（1オンスあたり43,000米ドル）とほぼ変わっていない。 ^{[ 29 ]}より重い同位体である^{243Amは、はるかに少量しか生産されないため、分離がより困難であり、結果として}1グラムあたり100,000～160,000米ドル（1オンスあたり2,800,000～4,500,000米ドル）という高額なコストがかかる。^{[ 30 ] [ 31 ]}

アメリシウムは、最も一般的な原子炉材料であるウランから直接合成されるのではなく、プルトニウム同位体である^239Puから合成される。後者は、以下の核反応プロセスに従って、まず製造する必要がある。

${\displaystyle {\ce {^{238}_{92}U ->[{\ce {(n,\gamma)}}] ^{239}_{92}U ->[\beta^-][23.5 \ {\ce {min}}] ^{239}_{93}Np ->[\beta^-][2.3565 \ {\ce {d}}] ^{239}_{94}プ}}}$

^239Puによる2つの中性子の捕獲（いわゆる(n,γ)反応）に続いてβ崩壊が起こると、^241Amが生成される。

${\displaystyle {\ce {^{239}_{94}Pu ->[{\ce {2(n,\gamma)}}] ^{241}_{94}Pu ->[\beta^-][14.35 \ {\ce {yr}}] ^{241}_{95}Am}}}$

使用済み核燃料に含まれるプルトニウムには、約12%の^241Puが含まれています。241Puはベータ崩壊して^241Amになるため、^{241Puを抽出してさらに241Am}を生成するために使用できます。^{[ 29 ]しかし、このプロセスはかなり遅く、元の241Pu}の半分が約15年後に^241Amに崩壊し、^241Amの量が最大になるのは70年後です。^{[ 32 ]}

得られた²⁴¹ Am は、原子炉内でさらに中性子を捕獲することにより、より重いアメリシウム同位体を生成するために使用できます。軽水炉( LWR) では、 ²⁴¹ Amの 79% が²⁴² Amに変換され、10% がその核異性体^242m Am に変換されます。^{[注 1 ] [ 33 ]}

${\displaystyle {\begin{cases}79\%:&{\ce {^{241}_{95}午前 ->[{\ce {(n,\gamma)}}] ^{242}_{95}午前}}\\10\%:&{\ce {^{241}_{95}午前 ->[{\ce {(n,\gamma)}}] ^{242 m}_{95}午前}}\end{件}}}$

アメリシウム242の半減期はわずか16時間であるため、^{243Amへの変換効率は極めて低い。後者の同位体は、代わりに239Pu}が高中性子束下で4つの中性子を捕獲するプロセスで生成される。

${\displaystyle {\ce {^{239}_{94}Pu ->[{\ce {4(n,\gamma)}}] \ ^{243}_{94}Pu ->[\beta^-][4.956 \ {\ce {h}}] ^{243}_{95}Am}}}$

ほとんどの合成手順では、酸化物形態のさまざまなアクチニド同位体の混合物が生成され、そこからアメリシウムの同位体を分離することができます。典型的な手順では、使用済み原子炉燃料（例えばMOX燃料）を硝酸に溶解し、炭化水素中のトリブチルリン酸を用いたPUREX型抽出（Pプルトニウム-URアニオンEX抽出）を使用してウランとプルトニウムの大部分を除去します。次に、ジアミドベースの抽出によってランタニドと残りのアクチニドを水性残渣（ラフィネート）から分離し、ストリッピング後に三価のアクチニドとランタニドの混合物を得ます。次に、適切な試薬を使用して多段階クロマトグラフィーと遠心分離技術^{[ 34 ]}を使用してアメリシウム化合物を選択的に抽出します。アメリシウムの溶媒抽出については、多くの研究が行われています。例えば、2003 年にEU が資金提供した「EUROPART」というコードネームのプロジェクトでは、トリアジン類やその他の化合物が潜在的な抽出剤として研究されました。^{[ 35 ] [ 36 ] [ 37 ] [ 38 ] [ 39 ]}ビス-トリアジニルビピリジン錯体は、アメリシウム (およびキュリウム) に対して非常に選択的な試薬として 2009 年に提案されました。^{[ 40 ]}非常に類似したキュリウムからアメリシウムを分離するには、炭酸水素ナトリウム水溶液中の水酸化物のスラリーを高温でオゾン処理することで可能です。Am と Cm はどちらも溶液中では主に +3 価の状態ですが、キュリウムは変化せず、アメリシウムは酸化されて可溶性の Am(IV) 錯体となり、洗い流すことができます。^{[ 41 ]}

金属アメリシウムは、その化合物の還元によって得られる。最初にこの目的に使用されたのはフッ化アメリシウム(III)であった。この反応は、タンタルとタングステンでできた装置内で、水と酸素のない環境下で、還元剤として元素バリウムを使用して行われた。^{[ 17 ] [ 42 ] [ 43 ]}

${\displaystyle \mathrm {2\ AmF_{3}\ +\ 3\ Ba\ \longrightarrow \ 2\ Am\ +\ 3\ BaF_{2}} }$

別の方法としては、金属ランタンまたはトリウムによる二酸化アメリシウムの還元がある。^{[ 43 ] [ 44 ]}

${\displaystyle \mathrm {3\ AmO_{2}\ +\ 4\ La\ \longrightarrow \ 3\ Am\ +\ 2\ La_{2}O_{3}} }$

周期表では、アメリシウムはプルトニウムの右、キュリウムの左、ランタノイドのユーロピウムの下に位置し、多くの物理的および化学的性質を共有しています。アメリシウムは非常に放射性の高い元素です。調製直後は銀白色の金属光沢がありますが、空気中で徐々に変色します。密度は 12  g/cm ³で、キュリウム (13.52  g/cm ³ ) とプルトニウム (19.8  g/cm ³  ) の両方よりも密度が低いですが、ユーロピウム (5.264 g/cm ³ )よりは密度が高く、これは主に原子量が大きいためです。アメリシウムは比較的柔らかく変形しやすく、それより前のアクチノイド (Th、Pa、U、Np、Pu) よりも体積弾性率が著しく低くなっています。 ^{[ 45 ]}その融点は1173℃で、プルトニウム（639 ℃）やユーロピウム（826 ℃） よりもかなり高いが、キュリウム（1340 ℃）よりは低い。^{[ 44 ] [ 46 ]}   

常温では、アメリシウムは最も安定なα型で存在し、六方晶系の結晶対称性、空間群P6 ₃ /mmc、格子定数a  = 346.8 pm、c = 1124 pm、単位格子あたり4個の原子を持つ。結晶は二重六方最密充填構造で、層配列はABACであり、α-ランタンやα-キュリウムなどのいくつかのアクチニドと同型である。^{[ 42 ] [ 46 ]}アメリシウムの結晶構造は圧力と温度によって変化する。室温で5 GPaまで圧縮すると、α-Amはβ変態に変化し、面心立方（fcc）対称性、空間群Fm 3 m、格子定数a = 489 pmを持つ。このfcc構造は配列ABCの最密充填構造に相当する。^{[ 42 ] [ 46 ]}さらに23 GPaまで圧縮すると、アメリシウムはα-ウランと同様の斜方晶γ-Am構造に変化する。10～15 GPaの圧力で単斜晶相が現れる以外は、52 GPaまでそれ以上の相転移は観察されない。 ^{[ 45 ]}文献ではこの相の状態について一貫性がなく、α、β、γ相をI、II、IIIと記載している場合もある。β-γ相転移では結晶体積が6%減少する。理論ではα-β相転移でも体積が大きく変化すると予測されているが、実験的には観察されていない。 α-β相転移の圧力は温度の上昇とともに低下し、α-アメリシウムを常圧で加熱すると、770 ℃でβ-Amとは異なるfcc相に変化し、1075 ℃で体心立方構造に変化する。したがって、アメリシウムの圧力-温度相図は、ランタン、プラセオジム、ネオジムの相図とかなり似ている。^{[ 47 ]}       

他の多くのアクチニドと同様に、アルファ粒子照射による結晶構造の自己損傷はアメリシウムに固有のものです。これは、生成された構造欠陥の移動度が比較的低い低温で特に顕著であり、 X線回折ピークの広がりによって示されます。この効果により、アメリシウムの温度や電気抵抗率などの特性がやや不確実になります。^{[ 48 ]}したがって、アメリシウム-241の場合、4.2 Kでの抵抗率は、40時間後に約2  μΩ・cmから10  μΩ・cmまで時間とともに増加し、 140時間後に約16 μΩ・cmで飽和します。この効果は、放射線欠陥の消滅により、室温ではあまり顕著ではありません。また、低温で数時間保持されたサンプルを室温に加熱すると、抵抗率が回復します。新鮮な試料では、抵抗率は液体ヘリウム での約 2 μΩ・cm から室温での69 μΩ・cm まで温度とともに徐々に増加します。この挙動はネプツニウム、ウラン、トリウム、プロトアクチニウムの挙動と似ていますが、60 K まで急激に上昇して 飽和するプルトニウムとキュリウムとは異なります。アメリシウムの室温での値は、ネプツニウム、プルトニウム、キュリウムよりも低いですが、ウラン、トリウム、プロトアクチニウムよりも高くなっています。^{[ 1 ]}

アメリシウムは、液体ヘリウムの温度から室温以上まで、広い温度範囲で常磁性を示します。この挙動は、52 Kで反強磁性転移を示す隣接するキュリウムとは著しく異なります。 ^{[ 49 ]}アメリシウムの熱膨張係数はわずかに異方性があり、  短いa軸に沿って(7.5 ± 0.2) × 10 ⁻⁶ /°Cであり、 長い方のc六方軸の場合、 (6.2 ± 0.4) × 10 ⁻⁶ /°C である。 ^{[ 46 ]}標準状態における塩酸中のアメリシウム金属の溶解エンタルピーは−620.6 ± 1.3  kJ/molであり、これから水溶液中の Am ³⁺イオンの標準生成エンタルピー変化(Δ _f H °) は−621.2 ± 2.0  kJ/mol。標準電位Am ³⁺ /Am ⁰は−2.08 ± 0.01  V。^{[ 50 ]}

アメリシウム金属は酸素と容易に反応し、水性酸に溶解します。アメリシウムの最も安定な酸化状態は+3です。 ^{[ 51 ]}アメリシウム(III)の化学は、ランタニド(III)化合物の化学と多くの類似点があります。たとえば、3価のアメリシウムは、不溶性のフッ化物、シュウ酸塩、ヨウ素酸塩、水酸化物、リン酸塩、およびその他の塩を形成します。^{[ 51 ]}酸化状態+2、+4、+5、+6、および+7のアメリシウム化合物も研究されています。これは、アクチニド元素で観察された最も広い範囲です。水溶液中のアメリシウム化合物の色は次のとおりです。Am ³⁺ (黄赤色)、Am ⁴⁺ (黄赤色)、Am ^V O + 2 ; (黄色)、Am ^VI O 2+ 2 (茶色)、およびAm ^VII O 5− 6 (濃緑色)。^{[ 52 ] [ 53 ]}吸収スペクトルは、可視光および近赤外領域のf - f遷移により鋭いピークを示します。典型的には、Am(III) は約 504 nm と 811 nm、Am(V) は約 514 nm と 715 nm、Am(VI) は約 666 nm と 992 nm に吸収極大があります。^{[ 54 ] [ 55 ] [ 56 ] [ 57 ]}   

酸化状態が+4以上のアメリシウム化合物は、酸性溶液中では過マンガン酸イオン（MnO − 4 ）に匹敵する強力な酸化剤である。 ^{[ 58 ]} Am ⁴⁺イオンは一般的に溶液中で不安定で、容易にAm ³⁺に変化するが、^{[ 59 ]}二酸化アメリシウム（AmO ₂）^{[ 60 ]}やフッ化アメリシウム(IV)（AmF ₄ ）などの化合物は固体状態で安定である。^{[ 61 ]}

アメリシウムの五価酸化状態は1951年に初めて観測された。^{[ 62 ]}酸性水溶液中では、AmO + 2イオンは不均化反応に対して不安定である。^{[ 63 ] [ 64 ] [ 65 ]}反応

3 [ AmO ₂ ] ⁺ + 4H ⁺ → 2 [ AmO ₂ ] ²⁺ + Am ³⁺ + 2H ₂ O

典型的な例です。 Am(V) と Am(VI) の化学は、これらの酸化状態のウランの化学に匹敵します。特に、Li ₃ AmO ₄やLi ₆ AmO ₆のような化合物はウラン酸塩に匹敵し、イオンAmO 2+ 2はウラニルイオンUO 2+ 2に匹敵します。このような化合物は、希硝酸中で Am(III) を過硫酸アンモニウムで酸化することによって調製できます。^{[ 66 ]}使用された他の酸化剤には、銀(I,III) 酸化物、^{[ 57 ]}オゾン、過硫酸ナトリウムなどがあります。^{[ 56 ]}

アメリシウムには、質量数229から247までの19種類の同位体と11種類の核異性体が知られています。 ^{[ 5 ]}長寿命のアルファ線放出体は2種類あり、^243Amは半減期が7,350 年で最も安定な同位体です。^{[ 5 ]}また、^241Amは半減期が432. 6 年です。^{[ 5 ]}最も安定な核異性体は^242m1Am（一般に単に^242mAmと呼ばれる）で、半減期は141 年と長いです。^{[ 5 ]}他の同位体や異性体の半減期ははるかに短く、^240Am の最大半減期は50.8時間です。^{[ 5 ]}他のほとんどのアクチニドと同様に、中性子数が奇数のアメリシウム同位体は、熱中性子による核分裂性が比較的高く、臨界質量が低いです。^{[ 67 ]}

アメリシウム241は^237Npに崩壊し、 主に5.486 MeV（85.2%）と5.443  MeV（12.8%）のさまざまなエネルギーのアルファ粒子を放出します。 ^{[ 68 ]}結果として生じる状態は準安定であるため、 26.3～158.5 keVの離散的なエネルギーのガンマ線も放出され 、最も強いのは59.5  keVです。^{[ 69 ]}

アメリシウム242の基底状態は半減期16.02 時間の短寿命同位体である。^{[ 70 ]}主に（82.7%）β崩壊により242Cmに変換される^が、電子捕獲により^242Puにも（17.3%）変換される。^{[ 70 ]}

準安定状態の^242m Amのほぼすべて (99.55%) は内部転換により²⁴² Amに崩壊し、残りの 0.45% は α 崩壊により²³⁸ Np に崩壊する。^{[ 71 ]}

アメリシウム243はα線放出により239Npに変化^する。^{[ 72 ]}

酸化アメリシウムには、+2 (AmO)、+3 (Am ₂ O ₃ )、+4 (AmO ₂ ) の酸化状態の 3 種類が知られています。酸化アメリシウム (II) は微量しか製造されておらず、詳細な特性評価は行われていません。^{[ 73 ]}酸化アメリシウム (III) は、融点 2205 °Cの赤褐色の固体です。 ^{[ 74 ]}酸化アメリシウム (IV)は、ほぼすべての用途で使用される固体アメリシウムの主要な形態です。他のほとんどのアクチニド二酸化物と同様に、立方晶 (蛍石型) 結晶構造の黒色の固体です。^{[ 75 ]}

室温で真空乾燥したアメリシウム(III)のシュウ酸塩は、化学式 Am ₂ (C ₂ O ₄ ) ₃ ·7H ₂ O である。真空加熱すると、240 °C で水分を失い、 300 °C でAmO ₂ に分解し始め、約 470 °C で分解が完了する。^{[ 51 ]}初期のシュウ酸塩は硝酸に溶解し、最大溶解度は 0.25 g/L である。^{[ 76 ]}   

アメリシウムのハロゲン化物は、+2、+3、+4の酸化状態が知られており、^{[ 77 ]}特に溶液中では+3が最も安定である。^{[ 61 ]}

アメリシウム(III)化合物をナトリウムアマルガムで還元すると、アメリシウム(II)塩、すなわち黒色のハロゲン化物であるAmCl₂、AmBr₂、AmI₂が生成する_。これら_は酸素_に非常に敏感で、水中で酸化され、水素を放出して再びアメリシウム(III)の状態に戻る。具体的な格子定数は以下のとおりである。

• 斜方晶系AmCl ₂ : a =896.3 ± 0.8  pm、b =757.3 ± 0.8  pm、c =453.2 ± 0.6  pm
• 正方晶系AmBr ₂ : a =1 159 .2 ± 0.4  pmおよびc =712.1 ± 0.3  pm。^{[ 78 ]}_{また、金属アメリシウムを適切なハロゲン化水銀 HgX 2}（X = Cl、Br または I）と反応させることによっても調製できます。^{[ 79 ]}

${\displaystyle {\ce {{Am}+{\underset {mercury\ halide}{HgX2}}->[{} \atop 400-500^{\circ }{\ce {C}}]{AmX2}+{Hg}}}}$

フッ化アメリシウム(III)（AmF₃ _）は溶解度が低く、弱酸性溶液中でAm³⁺イオンとフッ化物イオン^が反応すると沈殿する。

${\displaystyle {\ce {Am^3+ + 3F^- -> AmF3(v)}}}$

四価のアメリシウム(IV)フッ化物(AmF _{4 )は、固体のアメリシウム(III)フッ化物と分子状}フッ素を反応させることによって得られる。^{[ 80 ] [ 81 ]}

${\displaystyle {\ce {2AmF3 + F2 -> 2AmF4}}}$

固体の四価アメリシウムフッ化物の別の既知の形態はKAmF ₅である。^{[ 80 ] [ 82 ]}四価アメリシウムは水溶液中でも観察されている。この目的のために、黒色のAm(OH) _{4をアメリシウム濃度0.01 Mの15-} M NH ₄ Fに溶解した。得られた赤みがかった溶液は、AmF ₄に似た特徴的な光吸収スペクトルを示したが、アメリシウムの他の酸化状態とは異なっていた。Am(IV)溶液を90  ℃に加熱しても不均化や還元は起こらなかったが、Am(III)への緩やかな還元が観察され、これはアルファ粒子によるアメリシウムの自己照射によるものとされた。^{[ 55 ]}

ほとんどのアメリシウム(III)ハロゲン化物は六方晶を形成し、ハロゲン間で色と正確な構造にわずかな違いがある。したがって、塩化物(AmCl _{3 )は赤みを帯びており、}ウラン(III)塩化物(空間群 P6 ₃ /m)と同型構造を持ち、融点は 715  °C である。^{[ 77 ]}フッ化物は LaF ₃ (空間群 P6 ₃ /mmc) と同型であり、ヨウ化物は BiI ₃ (空間群 R 3 ) と同型である。臭化物は例外で、斜方晶系の PuBr ₃型構造と空間群 Cmcm を持つ。^{[ 61 ]}塩化アメリシウム(III)六水和物(AmCl ₃ ·6H ₂ O) の結晶は、二酸化アメリシウムを塩酸に溶解し、液体を蒸発させることによって調製できる。これらの結晶は吸湿性があり、黄赤色で単斜晶系の結晶構造を持つ。^{[ 83 ]}

対応するアメリシウムハロゲン化物を酸素またはSb ₂ O _{3と反応させることにより、Am} ^VI O ₂ X ₂、Am ^V O ₂ X、Am ^IV OX ₂、Am ^III OXの形のアメリシウムのオキシハロゲン化物が得られ、AmOClは気相加水分解によっても生成できます。^{[ 79 ]}

AmCl ₃ + H ₂ O -> AmOCl + 2HCl

既知のアメリシウムのカルコゲニドには^、硫化物AmS ₂ ^{[ 84 ]} 、セレン化物AmSe ₂および Am ₃ Se ₄ [ ^{84 ] [ 85 ]}、テルル化物Am ₂ Te ₃および AmTe ₂ ^{[ 86 ]}が含まれる。 AmX 型のアメリシウム ( ²⁴³ Am) のpnictideは、リン、ヒ素^{[ 87 ]}、アンチモン、ビスマスの元素で知られている。これらは岩塩格子で結晶化する。 ^{[ 85 ]}

アメリシウムモノシリサイド（AmSi）と「ジシリサイド」（名目上 AmSi _x、1.87 < x < 2.0）は、真空中でアメリシウム（III）フッ化物を元素シリコン で還元することにより、1050 °C（AmSi）および 1150−1200  °C（AmSi _x）で得られた。AmSi は黒色の固体で LaSi と同形であり、斜方晶系の結晶対称性を持つ。AmSi _{x は}明るい銀色の光沢を持ち、正方晶系の結晶格子（空間群I 4 _{1 /amd）を持ち、PuSi 2}および ThSi ₂と同形である。^{[ 88 ]}アメリシウムのホウ化物には AmB ₄および AmB _{6がある。テトラホウ化物は、アメリシウムの酸化物またはハロゲン化物を}二ホウ化マグネシウムとともに真空または不活性雰囲気で加熱することにより得られる。 ^{[ 89 ] [ 90 ]}

ウラノセンと同様に、アメリシウムは2つのシクロオクタテトラエン配位子を持つ有機金属化合物アメロセンを形成すると予測されており、化学式は(η ⁸ -C ₈ H ₈ ) ₂ Amである。^{[ 91 ]}_{また、化学量論的にAmCp 3}であると考えられるシクロペンタジエニル錯体も知られている。^{[ 92 ] [ 93 ]}

nC ₃ H ₇ -BTPとAm ³⁺イオンを含む溶液中で、BTPが2,6-ジ(1,2,4-トリアジン-3-イル)ピリジンを表すAm(nC ₃ H ₇ -BTP ) _{3型の錯体が形成されることが}EXAFSによって確認されている。これらのBTP型錯体の一部はアメリシウムと選択的に相互作用するため、ランタニドや他のアクチニドからアメリシウムを選択的に分離するのに有用である。^{[ 94 ]}

アメリシウムは、最も一般的な家庭用煙探知器に使用されており、電離放射線源として二酸化アメリシウムの形で^241Amを使用しています。^{[ 107 ]}この同位体は、アルファ粒子を5倍多く放出し、有害なガンマ線を比較的少なく放出するため、^226Raよりも好まれています。 ^[ 108 ^]

一般的な新しい煙感知器に含まれるアメリシウムの量は 1マイクロキュリー(37 kBq ) または 0.29マイクログラムです。この量は、アメリシウムがネプツニウム237 に崩壊するにつれて徐々に減少します。ネプツニウム 237 は、半減期がはるかに長い (約 214 万年) 別の超ウラン元素です。半減期が 432.2 年であるため、煙感知器に含まれるアメリシウムには、19 年後には約 3% 、32 年後には約 5% のネプツニウムが含まれます。放射線は、2 つの電極間の空気で満たされた空間である電離箱を通過し、電極間に小さな一定の電流を流します。箱に入った煙はアルファ粒子を吸収し、電離を減少させ、この電流に影響を与え、アラームを作動させます。代替の光学的煙感知器と比較すると、電離式煙感知器は安価で、光散乱を大きく起こさないほど小さな粒子を検出できますが、誤報が発生しやすいです。^{[ 109 ] [ 110 ] [ 111 ] [ 112 ]}  

²⁴¹ Am の半減期は²³⁸ Pu とほぼ同じ (432.2 年対 87 年) であるため、宇宙船などの放射性同位体熱電発電機の活性元素として提案されています。 ^{[ 113 ]}アメリシウムは熱と電気の発生量が少なく、²⁴¹ Am の出力は 114.7 mW/g 、 ²⁴³ Amの出力は 6.31 mW/g ^{( 238 Pu}は390 mW/g ) ^{[ 113 ]}であり、中性子放出のため放射線が人体に及ぼす脅威は大きいものの、欧州宇宙機関は宇宙探査機にアメリシウム^を使用することを検討しています。^{[ 114 ]}  

アメリシウムの宇宙関連の別の提案用途は、原子力推進の宇宙船の燃料です。これは、^242m Am の非常に高い核分裂率に依存しており、これはマイクロメートル厚の箔でも維持できます。薄い厚さにより、放出された放射線の自己吸収の問題を回避できます。この問題は、表面層のみがアルファ粒子を提供するウランまたはプルトニウム棒に関係しています。^{[ 115 ] [ 116 ] 242m} Amの核分裂生成物は、宇宙船を直接推進することも、推力ガスを加熱することもできます。また、流体にエネルギーを伝達して、磁気流体力学発電機を介して電気を生成することもできます。^{[ 117 ]}

^242m Amの高い核分裂率を利用したもう 1 つの提案は、核電池です。その設計は、アメリシウムのアルファ粒子が放出するエネルギーではなく、その電荷に依存しており、つまりアメリシウムが自己維持型の「陰極」として機能します。このような電池の3.2  kgの^242m  Am の単一の充電で、80 日間にわたって約 140 kW の電力を供給できます。^{[ 118 ]すべての潜在的な利点があるにもかかわらず、 242m} Amの現在の用途は、この特定の核異性体の希少性と高価格によってまだ妨げられています。^{[ 117 ]}

2019年、英国国立原子力研究所とレスター大学の研究者らは、アメリシウムによって発生する熱を利用して小型電球を点灯させることに成功した。この技術は、太陽電池が機能しない星間空間で、最長400年間のミッションに電力を供給するシステムにつながる可能性がある。 ^{[ 119 ] [ 120 ]}

ベリリウムを圧縮した^241Am酸化物は、効率的な中性子源である。ここでは、アメリシウムがアルファ線源として働き、ベリリウムは(α,n)核反応の断面積が大きいため中性子を生成する。

${\displaystyle {\ce {^{241}_{95}Am -> ^{237}_{93}Np + ^{4}_{2}He + \gamma}}}$

${\displaystyle {\ce {^{9}_{4}Be + ^{4}_{2}He -> ^{12}_{6}C + ^{1}_{0}n + \gamma}}}$

²⁴¹ AmBe 中性子源の最も一般的な用途は中性子プローブです。これは、土壌中の水分量や、高速道路建設における品質管理のための水分/密度を測定する装置です。241 Am^{中性子源は、坑井検層用途、}中性子ラジオグラフィー、トモグラフィー、その他の放射化学調査にも使用されます。 ^{[ 121 ]}

アメリシウムは、他の超ウラン元素や超アクチノイドの生成における出発物質です。例えば、^{242Amの82.7%は242Cm}に、17.3%は^242Puに崩壊します。原子炉内では、^{242Amは中性子捕獲によって243Am}と244Amにアップコンバージョンされ、 ^244Amはβ崩壊によって244Cmに変化し^ます。

${\displaystyle {\ce {^{243}_{95}Am ->[{\ce {(n,\gamma)}}] ^{244}_{95}Am ->[\beta^-][10.1 \ {\ce {h}}] ^{244}_{96}Cm}}}$

²⁴¹ Amを¹² C または²² Ne イオンで照射すると、それぞれ同位体²⁴⁷ Es (アインスタイニウム) または²⁶⁰ Db (ドブニウム) が得られます。 ^{[ 121 ]}さらに、元素バークリウム( ²⁴³ Bk 同位体) は、1949 年に同じバークレーの研究グループによって、同じ 60 インチ サイクロトロンを使用して²⁴¹ Am にアルファ粒子を照射することによって初めて意図的に生成され、同定されました。同様に、ノーベリウムは、 1965 年にロシアのドゥブナにある合同原子核研究所でいくつかの反応によって生成され、そのうちの 1 つは^{243 Am を15} N イオンで照射するものでした。また、バークレーとドゥブナの科学者によって発見されたローレンシウムの合成反応の 1 つは、 ^{243 Am を18} Oで照射するものでした。^{[ 12 ]}

アメリシウム241は、医療や産業用途でガンマ線とアルファ粒子の両方の携帯型線源として使用されてきました。このような線源の^241Am からの59.5409 keVのガンマ線放出は、放射線撮影やX線蛍光分光法による材料の間接分析、固定式核密度計や核密度計の品質管理に使用できます。たとえば、この元素はガラスの厚さを測定して平らなガラスを作るのに役立てられています。^{[ 28 ]}アメリシウム241は、そのスペクトルがほぼ単一のピークと無視できるほどのコンプトン連続体（少なくとも3桁低い強度）で構成されているため、低エネルギー領域のガンマ線スペクトロメータの校正にも適しています。^{[ 122 ]}アメリシウム241のガンマ線は、ヨウ素原子からの特性X線放出を刺激することによって甲状腺機能の受動的診断にも使用されました。^{[ 123 ]}この医療用途は放射性ヨウ素検査 に置き換えられた。^{[ 124 ]}