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Isótopos del actinio

El actinio ( 89 Ac) no tiene isótopos estables ni composición isotópica terrestre característica, por lo que no se puede dar un peso atómico estándar . Hay 34 isótopos conocidos, desde 203 Ac hasta 236 Ac, y 7 isómeros . Tres isótopos se encuentran en la naturaleza, 225 Ac , 227 Ac y 228 Ac , como productos intermedios de desintegración de, respectivamente, 237 Np , 235 U y 232 Th . 228 Ac y 225 Ac son extremadamente raros, por lo que casi todo el actinio natural es 227 Ac.

Los isótopos más estables son el 227 Ac, con una vida media de 21,772 años, el 225 Ac, con una vida media de 10,0 días, y el 226 Ac, con una vida media de 29,37 horas. Todos los demás isótopos tienen vidas medias inferiores a 10 horas, y la mayoría, inferiores a un minuto. El isótopo conocido de vida más corta es el 217 Ac, con una vida media de 69 ns .

El 227 Ac purificado llega al equilibrio con sus productos de desintegración ( 227 Th y 223 Fr) después de 185 días. [2]

Lista de isótopos


  1. ^ m Ac – Isómero nuclear excitado .
  2. ^ ( ) – La incertidumbre (1 σ ) se da en forma concisa entre paréntesis después de los últimos dígitos correspondientes.
  3. ^ # – Masa atómica marcada con #: valor e incertidumbre derivados no de datos puramente experimentales, sino al menos en parte de tendencias de la Superficie de Masa (TMS).
  4. ^ Modos de descomposición:
  5. ^ Símbolo en negrita y cursiva como hija: el producto hija es casi estable.
  6. ^ ( ) valor de giro: indica giro con argumentos de asignación débiles.
  7. ^ ab # – Los valores marcados con # no se derivan puramente de datos experimentales, sino al menos en parte de las tendencias de los nucleidos vecinos (TNN).
  8. ^ Tiene usos médicos
  9. ^ Producto de desintegración intermedia de 237 Np
  10. ^ Fuente del nombre del elemento
  11. ^ Producto de desintegración intermedia del 235 U
  12. ^ Producto de desintegración intermedia del 232 Th

Actínidos vs productos de fisión

Isótopos notables

Actinio-225

El actinio-225 es un isótopo altamente radiactivo con 136 neutrones. Es un emisor alfa y tiene una vida media de 9,919 días. A partir de 2024, se está investigando como una posible fuente alfa en la terapia alfa dirigida . [12] [13] [14] El actinio-225 sufre una serie de tres desintegraciones alfa, a través del francio-221 de vida corta y el astato-217 , a 213 Bi , que a su vez se utiliza como fuente alfa. [15] Otro beneficio es que la cadena de desintegración de 225 Ac termina en el nucleido 209 Bi , [nota 1] que tiene una vida media biológica considerablemente más corta que el plomo. [16] [17] Sin embargo, un factor importante que limita su uso es la dificultad de producir el isótopo de vida corta, ya que se aísla más comúnmente de nucleidos parentales envejecidos (como 233 U ); También puede producirse en ciclotrones, aceleradores lineales o reactores reproductores rápidos . [18]

Actinio-226

El actinio-226 es un isótopo del actinio con una vida media de 29,37 horas. Sufre principalmente (83%) desintegración beta , a veces (17%) captura de electrones y raramente (0,006%) desintegración alfa . [1] Existen investigaciones sobre el 226 Ac para su uso en SPECT . [19] [20]

Actinio-227

El actinio-227 es el isótopo más estable del actinio, con una vida media de 21,772 años. Principalmente (98,62%) sufre desintegración beta , pero a veces (1,38%) sufre desintegración alfa . [1] El 227 Ac es un miembro de la serie del actinio . Se encuentra solo en trazas en los minerales de uranio : una tonelada de uranio en mineral contiene aproximadamente 0,2 miligramos de 227 Ac. [21] [22] El 227 Ac se prepara, en cantidades de miligramos, mediante la irradiación neutrónica de 226 Ra en un reactor nuclear . [22] [23]

El 227 Ac es altamente radiactivo y, por lo tanto, se estudió para su uso como elemento activo de generadores termoeléctricos de radioisótopos , por ejemplo, en naves espaciales. El óxido de 227 Ac comprimido con berilio también es una fuente de neutrones eficiente con una actividad que excede la de los pares estándar americio-berilio y radio-berilio. [24] En todas esas aplicaciones, el 227 Ac (una fuente beta) es simplemente un progenitor que genera isótopos emisores alfa al desintegrarse. El berilio captura partículas alfa y emite neutrones debido a su gran sección transversal para la reacción nuclear (α,n):

Las fuentes de neutrones de 227 AcBe se pueden aplicar en una sonda de neutrones  , un dispositivo estándar para medir la cantidad de agua presente en el suelo, así como la humedad/densidad para el control de calidad en la construcción de carreteras. [25] [26] Estas sondas también se utilizan en aplicaciones de registro de pozos, en radiografía de neutrones , tomografía y otras investigaciones radioquímicas. [27]

La vida media media del 227 Ac lo convierte en un isótopo radiactivo muy conveniente para modelar la lenta mezcla vertical de las aguas oceánicas. Los procesos asociados no se pueden estudiar con la precisión requerida mediante mediciones directas de las velocidades de la corriente (del orden de 50 metros por año). Sin embargo, la evaluación de los perfiles de profundidad de concentración para diferentes isótopos permite estimar las tasas de mezcla. La física detrás de este método es la siguiente: las aguas oceánicas contienen 235 U homogéneamente disperso. Su producto de desintegración, 231 Pa, precipita gradualmente al fondo, de modo que su concentración primero aumenta con la profundidad y luego permanece casi constante. El 231 Pa se desintegra en 227 Ac; sin embargo, la concentración de este último isótopo no sigue el perfil de profundidad del 231 Pa, sino que aumenta hacia el fondo del mar. Esto ocurre debido a los procesos de mezcla que levantan algo de 227 Ac adicional del fondo del mar. Por lo tanto, el análisis de los perfiles de profundidad de 231 Pa y 227 Ac permite a los investigadores modelar el comportamiento de la mezcla. [28] [29]

Véase también

Notas

  1. ^ El bismuto-209 se desintegra en talio-205 con una vida media superior a 10 19 años, pero esta vida media es tan larga que para fines prácticos el bismuto-209 puede considerarse estable.

Referencias

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  2. ^ GD Considine, ed. (2005). "Elementos químicos". Enciclopedia de química de Van Nostrand . Wiley-Interscience . pág. 332. ISBN. 978-0-471-61525-5.
  3. ^ Wang, JG; Gan, ZG; Zhang, ZY; et al. (1 de marzo de 2024). "Propiedades de desintegración α del nuevo isótopo deficiente en neutrones 203Ac". Physics Letters B . 850 : 138503. doi : 10.1016/j.physletb.2024.138503 . ISSN  0370-2693.
  4. ^ ab Huang, MH; Gan, ZG; Zhang, ZY; et al. (10 de noviembre de 2022). "Decaimiento α del nuevo isótopo 204Ac". Physics Letters B . 834 : 137484. Bibcode :2022PhLB..83437484H. doi : 10.1016/j.physletb.2022.137484 . ISSN  0370-2693. S2CID  252730841.
  5. ^ Zhang, ZY; Gan, ZG; Ma, L.; et al. (enero de 2014). "Decaimiento α del nuevo isótopo deficiente en neutrones 205Ac". Physical Review C . 89 (1): 014308. Bibcode :2014PhRvC..89a4308Z. doi :10.1103/PhysRevC.89.014308.
  6. ^ Chen, L.; et al. (2010). "Descubrimiento e investigación de isótopos pesados ​​ricos en neutrones con espectrometría Schottky resuelta en el tiempo en el rango de elementos desde talio hasta actinio" (PDF) . Physics Letters B . 691 (5): 234–237. Bibcode :2010PhLB..691..234C. doi :10.1016/j.physletb.2010.05.078.
  7. ^ Más radio (elemento 88). Aunque en realidad es un subactínido, precede inmediatamente al actinio (89) y sigue un intervalo de inestabilidad de tres elementos después del polonio (84), donde ningún nucleido tiene una vida media de al menos cuatro años (el nucleido de vida más larga en el intervalo es el radón-222 con una vida media de menos de cuatro días ). El isótopo de vida más larga del radio, con 1.600 años, por lo tanto merece la inclusión del elemento aquí.
  8. ^ En concreto, a partir de la fisión de neutrones térmicos del uranio-235, por ejemplo, en un reactor nuclear típico .
  9. ^ Milsted, J.; Friedman, AM; Stevens, CM (1965). "La vida media alfa del berkelio-247; un nuevo isómero de larga vida del berkelio-248". Física nuclear . 71 (2): 299. Bibcode :1965NucPh..71..299M. doi :10.1016/0029-5582(65)90719-4.
    "Los análisis isotópicos revelaron una especie de masa 248 en abundancia constante en tres muestras analizadas durante un período de aproximadamente 10 meses. Esto se atribuyó a un isómero de Bk 248 con una vida media mayor de 9 [años]. No se detectó crecimiento de Cf 248 , y un límite inferior para la vida media β − se puede establecer en aproximadamente 10 4 [años]. No se ha detectado actividad alfa atribuible al nuevo isómero; la vida media alfa es probablemente mayor de 300 [años]".
  10. ^ Se trata del nucleido más pesado, con una vida media de al menos cuatro años antes del " mar de inestabilidad ".
  11. ^ Excluyendo aquellos nucleidos " clásicamente estables " con vidas medias significativamente superiores a 232 Th; por ejemplo, mientras que el 113m Cd tiene una vida media de sólo catorce años, la del 113 Cd es de ocho cuatrillones de años.
  12. ^ A. Scheinberg, David; R. McDevitt, Michael (1 de octubre de 2011). "Aplicaciones terapéuticas de partículas alfa dirigidas con actinio-225". Current Radiopharmaceuticals . 4 (4): 306–320. doi :10.2174/1874471011104040306. PMC 5565267 . PMID  22202153. 
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