Актиний-227

Шаблон:Нуклид Акти́ний-227 (Шаблон:Lang-en), историческое название актиний (Шаблон:Lang-la, обозначается символом Ac) — радиоактивный нуклид химического элемента актиния с атомным номером 89 и массовым числом 227. Является самым долгоживущим природным изотопом актиния.

Принадлежит к радиоактивному семейству урана-235 (так называемый ряд актиния). Встречается во всех урановых рудах, однако его количества невелики из-за низкого содержания материнского вещества — ²³⁵U. При радиоактивном равновесии на 1 г урана приходится 2Шаблон:E г ²²⁷Ac.

Образование и распад

Актиний-227 непосредственно образуется в результате α-распада нуклида ²³¹Pa (период полураспада составляет 3,276(11)Шаблон:E лет) и β⁻-распада нуклида ²²⁷Ra (период полураспада составляет 42,2(5) мин):

${}^{\mathrm{2}\mathrm{3}\mathrm{1}}{}_{\mathrm{9}\mathrm{1}}\mathrm{P}\mathrm{a}\to {}^{\mathrm{2}\mathrm{2}\mathrm{7}}{}_{\mathrm{8}\mathrm{9}}\mathrm{A}\mathrm{c}+{}^{\mathrm{4}}{}_{\mathrm{2}}\mathrm{H}\mathrm{e},$

${}^{\mathrm{2}\mathrm{2}\mathrm{7}}{}_{\mathrm{8}\mathrm{8}}\mathrm{R}\mathrm{a}\to {}^{\mathrm{2}\mathrm{2}\mathrm{7}}{}_{\mathrm{8}\mathrm{9}}\mathrm{A}\mathrm{c}+e^{-}+{\overline{\nu }}_e.$

Актиний-227 в основном (вероятность 98,62(36) %) претерпевает β⁻-распад, в результате распада образуется нуклид ²²⁷Th, также известный как радиоактиний (выделяемая энергия 44,8(8) кэВ):

${}^{\mathrm{2}\mathrm{2}\mathrm{7}}{}_{\mathrm{8}\mathrm{9}}\mathrm{A}\mathrm{c}\to {}^{\mathrm{2}\mathrm{2}\mathrm{7}}{}_{\mathrm{9}\mathrm{0}}\mathrm{T}\mathrm{h}+e^{-}+{\overline{\nu }}_e.$

С вероятностью 1,38(36) % актиний-227 распадается с испусканием альфа-частицы и образованием нуклида франция ²²³Fr (выделяемая энергия 5042,19(14) кэВ):

${}^{\mathrm{2}\mathrm{2}\mathrm{7}}{}_{\mathrm{8}\mathrm{9}}\mathrm{A}\mathrm{c}\to {}^{\mathrm{2}\mathrm{2}\mathrm{3}}{}_{\mathrm{8}\mathrm{7}}\mathrm{F}\mathrm{r}+{}^{\mathrm{4}}{}_{\mathrm{2}}\mathrm{H}\mathrm{e}.$

Получение

Добыча актиния-227 из природных источников чрезвычайно затруднена из-за близости химических свойств актиния и лантана (а также других редкоземельных металлов), поэтому миллиграммовые количества актиния-227 получают искусственным способом, облучая нейтронами нуклид радия ²²⁶Ra:

${\phantom{A}}_{\phantom{88}}^{\phantom{226}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}88}^{\phantom{2}226}\mathrm{R}\mathrm{a}+{}_0^{1}n\stackrel{}{\to }{\phantom{A}}_{\phantom{88}}^{\phantom{227}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}88}^{\phantom{2}227}\mathrm{R}\mathrm{a}+\gamma$

${\phantom{A}}_{\phantom{88}}^{\phantom{227}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}88}^{\phantom{2}227}\mathrm{R}\mathrm{a}\stackrel{42.2min}{\to }{\phantom{A}}_{\phantom{89}}^{\phantom{227}}{\phantom{A}}_{\phantom{2}89}^{\phantom{2}227}\mathrm{A}\mathrm{c}+e^{-}+{\overline{\nu }}_e$

Возможно получения актиния-227 из отходов производства урана.

Схемы переработки облучённого радия основаны на применении методов экстракции и ионного обмена.

Применение

• Смесь ²²⁷Ac и ⁹Be используется для изготовления нейтронных источников (нейтроны образуются при облучении ядер ⁹Be альфа-частицами, испускаемыми актинием-227). Получены Ac-Be источники с выходом нейтронов в 10⁸−10⁹ нейтрон/с, средняя энергия нейтронного спектра равна 4,6 МэВ. По сравнению с Ra-Be источниками Ac-Be источники более удобны для применения, так как характеризуются меньшим отношением гамма-излучения к нейтронному потоку.
• В силу высокого удельного энерговыделения (14,5 Вт/г) и возможности получения значительных количеств термически устойчивых соединений ²²⁷Ac может использоваться для создания термоэлектрических генераторов длительного действия (в том числе пригодных для космических целей).

См. также

• Список изотопов с собственными названиями