Актиній-227

Актиній-227 — радіоактивний нуклід хімічного елемента актинія з атомним номером 89 і масовим числом 227. Є найбільш довгоживучим природним ізотопом актинія.

Належить до радіоактивного сімейства урану-235 (так званий ряд актинію). Зустрічається у всіх уранових рудах, проте його кількості невеликі через низький вміст материнської речовини — ²³⁵U. При радіоактивній рівновазі на 1 г урану припадає 2×10⁻¹⁰ г ²²⁷Ac.

Утворення та розпад

Актиній-227 безпосередньо утворюється в результаті α-розпаду нукліду ²³¹Pa (період напіврозпаду складає 3,276(11)×10⁴ років) і β^--розпаду нукліду ²²⁷Ra (період напіврозпаду становить 42,2(5) хв):

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

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

Актіній-227 в основному (імовірність 98,62(36)%) зазнає бета-розпад ​

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

З імовірністю 1,38(36)% актиній-227 розпадається з випромінюванням альфа-частинки та утворенням нукліду францію ²²³Fr (виділена енергія 5042,19(14) кеВ):

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

Отримання

Видобуток актинія-227 з природних джерел надзвичайно ускладнений через близькість хімічних властивостей актинія і лантану (а також інших рідкісноземельних металів), тому міліграмові кількості актинія-227 отримують штучним способом, опромінюючи нейтронами нуклід радію ²²⁶Ra

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

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

Можливе отримання актинія-227 з відходів виробництва урану.

Схеми переробки опроміненого радію засновані на застосуванні методів екстракції та іонного обміну.

Застосування

• Суміш ²²⁷Ac і ⁹Be використовується виготовлення джерел нейтронів (нейтрони утворюються при опроміненні ядер ⁹Be альфа-частинками, що випускаються актинієм-227). Отримані Ac-Be джерела з виходом нейтронів в 10 ⁸ -10 ⁹ нейтрон/с середня енергія Шаблон:Li дорівнює 4,6 МеВ. Порівняно з Ra-Be джерелами Ac-Be джерела зручніші для застосування, оскільки характеризуються меншим відношенням гамма-випромінювання до нейтронного потоку.
• Через високе питоме енерговиділення (14,5 Вт/г) та можливості отримання значних кількостей термічно стійких сполук ²²⁷Ac може використовуватися для створення термоелектричних генераторів тривалої дії (у тому числі придатних для космічних цілей).