Актиній-227

Актиній-227 Таблиця ізотопів
Загальні відомості
Назва, символ	Актиній-227,^227Ac
Нейтронів	138
Протонів	89
Властивості ізотопу
Період напіврозпаду	21,772 років[1]
Атомна маса	227,027750594 [2] а.о.м
Спін	3/2− [1]
Дефект маси	25849,515 [2] кеВ
Енергія зв'язку	7650,7084(85) [2] кеВ
Канал розпаду	Енергія розпаду
β^−	0,0447559 [2] МеВ
α	5,04227(14) [3] МеВ

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[4].

Утворення та розпад

Актиній-227 безпосередньо утворюється в результаті α-розпаду нукліду ^231Pa (період напіврозпаду складає 3,276(11)×10^4 років) і β^--розпаду нукліду ^227Ra (період напіврозпаду становить 42,2(5) хв):

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

${\displaystyle \mathrm {^{227}_{88}Ra} \rightarrow \mathrm {^{227}_{89}Ac} +e^{-}+{\bar {\nu }}_{e}.}$ [1]

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

${\displaystyle \mathrm {^{227}_{89}Ac} \rightarrow \mathrm {^{227}_{90}Th} +e^{-}+{\bar {\nu }}_{e}.}$ [1]

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

${\displaystyle \mathrm {^{227}_{89}Ac} \rightarrow \mathrm {^{223}_{87}Fr} +\mathrm {^{4}_{2}He} .}$ [1]

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[4][5]

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

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

Можливе отримання актинія-227 з відходів виробництва урану[6].

Схеми переробки опроміненого радію засновані на застосуванні методів екстракції та іонного обміну[4].

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 нейтронного спектра(інші мови) дорівнює 4,6 МеВ. Порівняно з Ra-Be джерелами Ac-Be джерела зручніші для застосування, оскільки характеризуються меншим відношенням гамма-випромінювання до нейтронного потоку[4][5].
• 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)[4].

Примітки

1. Kondev, F.G.; Wang, M.; Huang, W.J.; Naimi, S.; Audi, G. (1 березня 2021). The NUBASE2020 evaluation of nuclear physics properties *. Chinese Physics C. Т. 45, № 3. с. 030001. doi:10.1088/1674-1137/abddae. ISSN 1674-1137. Процитовано 8 червня 2024.
2. ATOMIC MASS ADJUSTMENT (англ.). Atomic Mass Data Center. 3 березня 2021.
3. Huang, W.J.; Wang, Meng; Kondev, F.G.; Audi, G.; Naimi, S. (1 березня 2021). The AME 2020 atomic mass evaluation (I). Evaluation of input data, and adjustment procedures*. Chinese Physics C. Т. 45, № 3. с. 030002. doi:10.1088/1674-1137/abddb0. ISSN 1674-1137. Процитовано 11 червня 2024.
4. Каралова З. К., Мясоедов Б. Ф. Актиний. — М. : Наука, 1982. — 144 с. — (Аналитическая химия элементов) — 1150 прим. Архівовано з джерела 27 жовтня 2022
5. Химическая энциклопедия: в 5 т / Редкол.:Кнунянц И. Л. (гл. ред.). — М. : Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1. — С. 78. — 100000 прим.
6. Лаврухина А. К.^[ru], Поздняков А. А. Аналитическая химия технеция, прометия, астатина и франция. — М. : Наука, 1966. — С. 260—301. — 3200 прим.