Актиний-227

Акти́ний-227 (англ. actinium-227), историческое название актиний (лат. Actinium, 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 2⋅10⁻¹⁰ г ²²⁷Ac^[3].

Образование и распад

Актиний-227 непосредственно образуется в результате α-распада нуклида ²³¹Pa (период полураспада составляет 3,276(11)⋅10^4[2] лет) и β⁻-распада нуклида ²²⁷Ra (период полураспада составляет 42,2(5)^[2] мин):

${\displaystyle \mathrm {^{231}_{91}Pa} \rightarrow \mathrm {^{227}_{89}Ac} +\mathrm {^{4}_{2}He} ,}$

${\displaystyle \mathrm {^{227}_{88}Ra} \rightarrow \mathrm {^{227}_{89}Ac} +e^{-}+{\bar {\nu }}_{e}.}$

Актиний-227 в основном (вероятность 98,62(36)^[2] %) претерпевает β⁻-распад, в результате распада образуется нуклид ²²⁷Th, также известный как радиоактиний (выделяемая энергия 44,8(8)^[1] кэВ):

${\displaystyle \mathrm {^{227}_{89}Ac} \rightarrow \mathrm {^{227}_{90}Th} +e^{-}+{\bar {\nu }}_{e}.}$

С вероятностью 1,38(36)^[2] % актиний-227 распадается с испусканием альфа-частицы и образованием нуклида франция ²²³Fr (выделяемая энергия 5042,19(14)^[1] кэВ):

${\displaystyle \mathrm {^{227}_{89}Ac} \rightarrow \mathrm {^{223}_{87}Fr} +\mathrm {^{4}_{2}He} .}$

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^[3][4]:

${\displaystyle {\ce {_88^{226}Ra}}+{_{0}^{1}n}\xrightarrow {} {\ce {_88^{227}Ra}}+\gamma }$

${\displaystyle {\ce {_88^{227}Ra}}\xrightarrow {42.2min} {\ce {_89^{227}Ac}}+e^{-}+{\bar {\nu }}_{e}}$

Возможно получения актиния-227 из отходов производства урана^[5].

Схемы переработки облучённого радия основаны на применении методов экстракции и ионного обмена^[3].

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^[3][4].
• 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)^[3].

См. также

• Список изотопов с собственными названиями

Примечания

Эта страница в последний раз была отредактирована 21 августа 2023 в 12:40.