镅的合成与萃取

镅（Americium，台湾译作鋂）是一种放射性超铀元素，符号为Am，原子序为95。镅属于锕系元素，在元素周期表中位于镧系元素铕之下。镅是以发现所在的美洲大陆（America）命名的。

位于伯克利加州大学由格伦·西奥多·西博格领导的团队在1944年首次合成了镅元素。虽然镅是第三个超铀元素，但它却是继锔以后第四个被发现的超铀元素。这项发现最初被列为机密，直到1945年才公诸于世。大部分的镅都是在核反应堆中以中子撞击铀或钚而形成的：一吨乏核燃料含有大约100克镅。镅元素主要用在商业电离烟雾探测器和仪表中，或用作中子源。有人提出用242mAm同位素制造核电池和太空船的核推进燃料，但因该同核异构体的稀少和昂贵而尚待实现。

性质

镅是一种质软的放射性金属，外表呈银白色。镅的同位素中最常见的有241Am和243Am。在化合物中，特别是溶液中，镅的氧化态通常是+3。镅还有+2到+7之间的其他氧化态，可通过测量吸收光谱分辨出来。由于辐射变晶效应，镅固体和镅化合物的晶体结构本身含有缺陷。这些缺陷随时间而增加，因此其物质属性会进行变化。

合成与萃取

核合成

几十年来，镅都是在核反应堆中少量生产的，至今241Am和243Am同位素已达到几公斤的产量。不过，由于分离过程极为繁复，自从1962年出售以来，每克241Am的价格停留在1,500美元左右，并没有大幅变动。较重的243Am同位素的单次产量则更少，分离过程也更为复杂，因此价格也更高，每毫克约售100至160美元。

铀是反应堆中最常见的物质，但镅并不是从铀直接产生的，而是经过以下反应从钚同位素239Pu生成的。

239Pu在吸收两颗中子（亦即(n,γ)反应）和一次β衰变以后，产生241Am：

乏核燃料中存在的钚有12%是241Pu。由于该同位素会自发变为241Am，因此可以将它萃取出来，以生成更多的241Am。但是这一过程需时甚久，原先的241Pu要在15年后才会有一半变为241Am，而且241Am的量在70年后，便不会再提升。

产生出的241Am在反应堆中经过中子捕获，可用作制造更重的镅同位素。在轻水反应堆（LWR）当中，79%的241Am转变为242Am，10%转变为同核异构体242mAm：

79%:   

10%:  

镅-242的半衰期只有大约16小时，因此进一步向上转化为243Am的过程效率很低。后者通常是在高中子通量下使239Pu捕获4颗中子形成的：

镅金属的生成

大多数生成方式都会产生多种锕系元素的氧化物，镅要从这一混合物中分离出来。一般的过程将乏核燃料（混合氧化物核燃料）溶解在硝酸中，其中的钚和铀通过钚铀萃取法（PUREX）在一种烃中用磷酸三丁酯先提取出来。水溶残液中剩余的镧系和锕系元素再用酰胺萃取出来，在剥离后形成多个三价镧系、锕系元素的混合物。镅化合物的提取则用到层析法和离心分离法，并需使用合适的试剂。科学家在镅的溶剂提取技术方面已经进行了许多的研究。例如，一项名为EUROPART的欧洲计划研究了包括三嗪在内的多个化合物是否适合作为萃取剂。有研究提出双三嗪基吡啶（BTBP）能选择性地提取镅（和锔）。要将镅和特性很接近的锔分离开来，可把两者的氢氧化物的浆状混合物置于水溶碳酸氢钠中，在高温下注入臭氧。在溶液中，镅和锔都主要呈+3氧化态，但在这一反应下，锔不会改变，而镅则会氧化成为可溶的四价镅配合物，可以轻易洗去。

镅化合物在还原后会形成镅金属。最早用来产生镅金属的化合物是三氟化镅。这一反应使用单质钡元素作为还原剂，并在去水、去氧的环境下用钽和钨造的器材进行。

另一种方法则用镧或钍金属还原二氧化镅：