Aktyn

Aktyn (Ac, łac. actinium) to nietrwały pierwiastek chemiczny, który należy do grupy aktynowców lub skandowców.

Odkrycie

Nazwa tego pierwiastka wywodzi się z greckiego terminu aktinos, co oznacza promień. W 1899 roku francuski chemik André-Louis Debierne odkrył aktyn, opierając się na zaobserwowaniu promieniowania jonizującego oraz widzialnego (o niebieskawym kolorze) oraz emisji energii cieplnej z przesączów uzyskanych od Pierre’a i Marii Curie. W tym samym okresie, równocześnie z Debierne, niemiecki chemik Friedrich Otto Giesel również zidentyfikował ten pierwiastek i zaproponował nazwę emanium (łac. emanare – szerzyć się, rozpływać się, emanować), która jednak nie została uznana.

Izotopy

Izotopy aktynu, które zostały dotychczas zidentyfikowane, mają masy atomowe w zakresie od 221 do 230. W ziemskiej skorupie występuje jedynie izotop 227, którego obfitość wynosi około 3×10−14% wagowo, natomiast w rudach uranu jego ilość osiąga 0,15 mg/Mg.

Otrzymywanie

Pierwiastek ten pozyskuje się ze źródeł naturalnych, głównie z rud uranowych, poprzez aktywację izotopu 226Ra neutronami, co prowadzi do rozpadu β. Ten proces zachodzi w 98,8% przypadków, a w pozostałych występuje rozpad alfa:

226Ra(n, γ)227Ra → 227Ac

Po tym etapie, aktyn oddziela się od radu przy użyciu rozpuszczalników organicznych.

Aktyn występuje także w szeregu promieniotwórczym 229Th:

229Th(α)→225Ra(β−)→225Ac

Właściwości chemiczne

Aktyn charakteryzuje się dużą aktywnością chemiczną oraz znaczną radiotoksycznością. Międzynarodowa Komisja Ochrony Radiologicznej (ICRP) ustaliła, że dopuszczalna ilość 227Ac w organizmie człowieka wynosi 1 kBq, a kości traktowane są jako narząd krytyczny. W obecności powietrza łatwo ulega utlenieniu. Rozpuszcza się w kwasie solnym i azotowym. Związki aktynu są izoelektronowe z odpowiednimi związkami lantanu, a sole lantanu są stosowane jako nośniki aktynu.

Najpopularniejsze związki:

Ac2O3
Ac2S3
Ac(OH)3
AcF3 – źródło neutronów aktywowane cząstkami alfa, 1 Ci tego związku emituje 1,21×106 neutronów/s
Ac2(C2O4)3
Ac2(PO4)3
Ac2(SiF6)3

Wykorzystanie

Aktyn ma kilka eksperymentalnych zastosowań, zwłaszcza w medycynie, co jest możliwe dzięki krótkim okresom połowicznego rozpadu niektórych izotopów, zwłaszcza aktyn-225, oraz emisji cząstek alfa. Dlatego aktyn nadaje się do stosowania w radioterapii, szczególnie w terapii nowotworów cząstkami alfa (targeted alpha-particle therapy, TAT), zwłaszcza w przypadku nowotworów złośliwych. Może być także stosowany jako generator 213Bi, izotopu bizmutu, który również znajduje zastosowanie w tej samej terapii. 225Ac jest również źródłem 209Bi.

Izotop 227 jest używany jako znacznik w badaniach na głębokościach, m.in. podczas poszukiwań innych izotopów.