Américium

L'américium-241 émet des particules alpha qui ionisent l'air à l'intérieur d'une chambre scellée. Cette ionisation permet à un très faible courant électrique de circuler entre deux électrodes. Quand la fumée entre, ses particules se fixent sur les ions et réduisent le courant ; le circuit détecte cette chute et déclenche l'alarme. La quantité d'américium est infime et encapsulée dans des couches de métal et de céramique.

Outre les détecteurs de fumée, l'américium-241 est utilisé dans les jauges d'épaisseur, de densité et de niveau liquide ou solide. Il est également combiné au béryllium pour produire des sources de neutrons utilisées dans la prospection pétrolière, la mesure de l'humidité du sol et l'analyse des matériaux. Ces applications profitent de son émission alpha stable et de sa longue demi-vie pour obtenir des mesures fiables pendant des années.

L'américium est utilisé comme matériau de départ pour synthétiser des éléments plus lourds dans des accélérateurs de particules. En bombardant des atomes d'américium avec des ions lourds, les scientifiques peuvent créer des noyaux d'éléments superlourds qui n'existent pas naturellement. Ces synthèses nécessitent de minuscules quantités de matériau et des installations à haute énergie. L'américium est donc une pierre angulaire dans la recherche de nouveaux éléments du tableau périodique.

Si la source scellée est endommagée, il y a un risque de contamination par des particules d'américium-241, surtout si elles sont inhalées. Pour cette raison, le détecteur ne doit pas être ouvert, percé ou démonté pour en extraire le matériau. En cas de bris accidentel, il est recommandé de ne pas toucher les débris, de ventiler la zone et de contacter les autorités de protection contre les radiations ou le fabricant pour une élimination sûre.

Le détecteur à ionisation utilise l'américium-241 pour créer un courant électrique et répond rapidement aux très petites particules produites par les incendies à flamme rapide. Le détecteur photoélectrique utilise un faisceau lumineux et un capteur : quand la fumée disperse la lumière, il déclenche l'alarme. Les détecteurs à ionisation sont donc généralement plus sensibles aux incendies à combustion rapide, tandis que les photoélectriques répondent mieux à la fumée dense des incendies à combustion lente.

L'américium-241 se désintègre par émission alpha et se transforme en neptunium-237, un élément dont la demi-vie est d'environ 2,14 millions d'années. Ce processus est très lent : la demi-vie de l'américium est d'environ 432 ans, donc la quantité de neptunium produite dans un détecteur domestique est insignifiante. La transformation fait partie d'une chaîne radioactive plus large au sein des actinides.

Quand les particules alpha de l'américium-241 frappent des atomes légers comme le béryllium, elles peuvent déclencher des réactions nucléaires qui libèrent des neutrons. Cette combinaison permet de construire des sources de neutrons compactes pour la prospection, le contrôle industriel et l'analyse des matériaux. L'avantage de l'américium est sa longue demi-vie et son émission régulière, qui garantissent un flux de neutrons constant pendant de nombreuses années sans réacteur.