Актиний-225

Акти́ний-225 (англ. actinium-225) — радиоактивный нуклид химического элемента актиния с атомным номером 89 и массовым числом 225. Впервые был обнаружен в 1947 году как продукт распада урана-233. Актиний-225 является альфа-излучателем с периодом полураспада около 9,9190(21) суток^[2]. Чрезвычайно радиотоксичен, один из сильнейших ядов, известных науке.

Актиний-225
Название, символ	Актиний-225, 225Ac
Нейтронов	136
Свойства нуклида
Атомная масса	225,023229(5)[1] а. е. м.
Дефект массы	21 637(5)[1] кэВ
Удельная энергия связи (на нуклон)	7665,691(21)[1] кэВ
Период полураспада	9,9190(21) суток[2]
Продукты распада	221Fr
Родительские изотопы	225Ra (β−) 229Pa (α)
Спин и чётность ядра	3/2−[2]
Канал распада Энергия распада α-распад (~100%)[2] 5,9351(14)[1] МэВ 14C (5,3·10−10%)[2]
Таблица нуклидов

Принадлежит к вымершему радиоактивному семейству нептуния-237 (так называемый ряд нептуния), от которого остался только висмут-209. В настоящее время следовые количества ²²⁵Ac в урано-ториевых рудах образуются при облучении нуклидов из рядов урана-238, урана-235 и тория-232 естественными потоками нейтронов^[3], например в результате

• захвата теплового нейтрона ядром радия-224 (ряд тория) ²²⁴Ra + n → ²²⁵Ra с последующим бета-распадом радия-225 в актиний-225;
• захвата теплового нейтрона ядром тория-232 ²³²Th + n → ²³³Th с последующей цепочкой распадов ²³³Th β→ ²³³Pa β→ ²³³U α→ ²²⁹Th α→ ²²⁵Ra β→ ²²⁵Ac.

Образование и распад

Актиний-225 непосредственно образуется в результате α-распада нуклида ²²⁹Pa (вероятность его распада по этому каналу составляет 0,48(5)%^[2]) и β⁻-распада нуклида ²²⁵Ra (период полураспада составляет 14,9(2) суток^[2]):

${\displaystyle \mathrm {^{229}_{91}Pa} \rightarrow \mathrm {^{225}_{89}Ac} +\mathrm {^{4}_{2}He} ,}$

${\displaystyle \mathrm {^{225}_{88}Ra} \rightarrow \mathrm {^{225}_{89}Ac} +e^{-}+{\bar {\nu }}_{e}.}$

Сам актиний-225 в основном претерпевает α-распад (энергия распада 5935,1(14) кэВ^[1]), в результате чего образуется нуклид ²²¹Fr:

${\displaystyle \mathrm {^{225}_{89}Ac} \rightarrow \mathrm {^{221}_{87}Fr} +\mathrm {^{4}_{2}He} .}$

Кроме того, с приблизительной вероятностью 5,3(13)⋅10⁻¹⁰%^[2] происходит кластерный распад с испусканием ядра ¹⁴C:

${\displaystyle \mathrm {^{225}_{89}Ac} \rightarrow \mathrm {^{211}_{83}Bi} +\mathrm {^{14}_{6}C} .}$

Общий период полураспада по всем каналам равен 9,9190(21) суток^[2], из-за высокой удельной активности он значительно токсичнее полония-210, и превышает по токсичности ботулотоксин.

Применение

Актиний-225 применяется для лечения ряда онкологических заболеваний. При введении радиофармпрепарата в раковую опухоль, Ac-225 начинает облучать ее альфа-частицами, что приводит к гибели раковых клеток. Альфа-излучателями является не только актиний-225, но и его продукты распада: франций-221 (период полураспада ~ 5 минут), астат-217 (69 нс) и полоний-213 (3 мкс)^[4]. Здоровые ткани при этом не повреждаются, т.к. пробег альфа-частиц в биологической ткани не превышает 0.1 мм. Мировое производство актиния-225 достигает 1.5 кюри^[5][6][7].

См. также

• Актиний
• Изотопы актиния