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] | ||||||
|
|||||||
| 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)⋅104[2] лет) и β−-распада нуклида 227Ra (период полураспада составляет 42,2(5)[2] мин):
- [math]\displaystyle{ \mathrm{^{231}_{91}Pa} \rightarrow \mathrm{^{227}_{89}Ac} + \mathrm{^{4}_{2}He}, }[/math]
- [math]\displaystyle{ \mathrm{^{227}_{88}Ra} \rightarrow \mathrm{^{227}_{89}Ac} + e^- + \bar{\nu}_e. }[/math]
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):
- [math]\displaystyle{ \mathrm{^{227}_{89}Ac} \rightarrow \mathrm{^{227}_{90}Th} + e^- + \bar{\nu}_e. }[/math]
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):
- [math]\displaystyle{ \mathrm{^{227}_{89}Ac} \rightarrow \mathrm{^{223}_{87}Fr} + \mathrm{^{4}_{2}He}. }[/math]
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]:
- [math]\displaystyle{ \mathrm{^{226}_{88}Ra} (\mathrm{n}, {\gamma}) \mathrm{^{227}_{88}Ra} \xrightarrow{{\beta}^-} \mathrm{^{227}_{89}Ac}. }[/math]
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
Примечания
- ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 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. — .
- ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 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. — .
- ↑ 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 Каралова З. К., Мясоедов Б. Ф. Актиний. — М.: Наука, 1982. — 144 с. — (Аналитическая химия элементов). — 1150 экз.
- ↑ 4,0 4,1 Химическая энциклопедия: в 5 т. / Редкол.:Кнунянц И. Л. (гл. ред.). — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1. — С. 78. — 623 с. — 100 000 экз.