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.

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

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.

Образование и распадПравить

Актиний-227 непосредственно образуется в результате α-распада нуклида ²³¹Pa (период полураспада составляет 3,276(11)⋅10⁴ лет) и β⁻-распада нуклида ²²⁷Ra (период полураспада составляет 42,2(5) мин):

${}_{91}^{231}\mathrm{P}\mathrm{a}\to <!--\; \to \; -->{}_{89}^{227}\mathrm{A}\mathrm{c}+{}_2^4\mathrm{H}\mathrm{e},$$\mathrm {^{231}_{91}Pa} \rightarrow \mathrm {^{227}_{89}Ac} +\mathrm {^{4}_{2}He} ,$ 

${}_{88}^{227}\mathrm{R}\mathrm{a}\to <!--\; \to \; -->{}_{89}^{227}\mathrm{A}\mathrm{c}+e^{-<!--\; -\; -->}+{\stackrel{¯<!--\; ¯\; -->}{\mathrm{\nu <!--\; \nu \; -->}}}_e.$$\mathrm {^{227}_{88}Ra} \rightarrow \mathrm {^{227}_{89}Ac} +e^{-}+{\bar {\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):

${}_{89}^{227}\mathrm{A}\mathrm{c}\to <!--\; \to \; -->{}_{90}^{227}\mathrm{T}\mathrm{h}+e^{-<!--\; -\; -->}+{\stackrel{¯<!--\; ¯\; -->}{\mathrm{\nu <!--\; \nu \; -->}}}_e.$$\mathrm {^{227}_{89}Ac} \rightarrow \mathrm {^{227}_{90}Th} +e^{-}+{\bar {\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):

${}_{89}^{227}\mathrm{A}\mathrm{c}\to <!--\; \to \; -->{}_{87}^{223}\mathrm{F}\mathrm{r}+{}_2^4\mathrm{H}\mathrm{e}.$$\mathrm {^{227}_{89}Ac} \rightarrow \mathrm {^{223}_{87}Fr} +\mathrm {^{4}_{2}He} .$ 

ПолучениеПравить

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:

${}_{88}^{226}\mathrm{R}\mathrm{a}(\mathrm{n},\mathrm{\gamma <!--\; \gamma \; -->}){}_{88}^{227}\mathrm{R}\mathrm{a}\stackrel{{\mathrm{\beta <!--\; \beta \; -->}}^{-<!--\; -\; -->}}{\to }{}_{89}^{227}\mathrm{A}\mathrm{c}.$$\mathrm {^{226}_{88}Ra} (\mathrm {n} ,{\gamma })\mathrm {^{227}_{88}Ra} {\xrightarrow {{\beta }^{-}}}\mathrm {^{227}_{89}Ac} .$ 

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

ПрименениеПравить

• 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. такжеПравить

• Список изотопов с собственными названиями