Актиний-227

Актиний-227
Название, символ	Актиний-227, ^227Ac
Нейтронов	138
Свойства нуклида
Атомная масса	227,0277521(26)[1] а. е. м.
Дефект массы	25 850,9(24)[1] кэВ
Удельная энергия связи (на нуклон)	7650,701(11)[1] кэВ
Период полураспада	21,772(3)[2] года
Продукты распада	^227Th, ^223Fr
Родительские изотопы	^227Ra (β^−) ^231Pa (α)
Спин и чётность ядра	3/2^−[2]
Канал распада Энергия распада β^− 0,0448(8)[1] МэВ α 5,04219(14)[1] МэВ
Таблица нуклидов

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

1. Audi G., Wapstra A. H., Thibault C. The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references (англ.) // Nuclear Physics A. — 2003. — Vol. 729. — P. 337—676. — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003. — Bibcode: 2003NuPhA.729..337A.
2. Audi G., Bersillon O., Blachot J., Wapstra A. H. The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties // Nuclear Physics A. — 2003. — Т. 729. — С. 3—128. — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. — Bibcode: 2003NuPhA.729....3A.
3. Каралова З. К., Мясоедов Б. Ф. Актиний. — М.: Наука, 1982. — 144 с. — (Аналитическая химия элементов). — 1150 экз. Архивировано 27 октября 2022 года.
4. Химическая энциклопедия: в 5 т. / Редкол.:Кнунянц И. Л. (гл. ред.). — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1. — С. 78. — 623 с. — 100 000 экз.
5. Лаврухина А. К., Поздняков А. А. Аналитическая химия технеция, прометия, астатина и франция. — М.: Наука, 1966. — С. 260—301. — 308 с. — 3200 экз.