Aktinium - Actinium

Aktinium,  89 Ac
Aktiniumprobe (31481701837).png
Aktinium
Aussprache / Æ k t ɪ n i ə m / ( AK- TIN -ee-əm )
Aussehen silbrig-weiß, leuchtend in einem unheimlichen blauen Licht; manchmal mit goldenem stich
Massenzahl [227]
Aktinium im Periodensystem
Wasserstoff Helium
Lithium Beryllium Bor Kohlenstoff Stickstoff Sauerstoff Fluor Neon
Natrium Magnesium Aluminium Silizium Phosphor Schwefel Chlor Argon
Kalium Kalzium Scandium Titan Vanadium Chrom Mangan Eisen Kobalt Nickel Kupfer Zink Gallium Germanium Arsen Selen Brom Krypton
Rubidium Strontium Yttrium Zirkonium Niob Molybdän Technetium Ruthenium Rhodium Palladium Silber Cadmium Indium Zinn Antimon Tellur Jod Xenon
Cäsium Barium Lanthan Cer Praseodym Neodym Promethium Samarium Europa Gadolinium Terbium Dysprosium Holmium Erbium Thulium Ytterbium Lutetium Hafnium Tantal Wolfram Rhenium Osmium Iridium Platin Gold Quecksilber (Element) Thallium Das Blei Wismut Polonium Astatin Radon
Francium Radium Aktinium Thorium Protactinium Uran Neptunium Plutonium Amerika Kurium Berkelium Kalifornien Einsteinium Fermium Mendelevium Nobelium Lawrencium Rutherfordium Dubnium Seaborgium Bohrium Hassium Meitnerium Darmstadtium Röntgenium Copernicium Nihonium Flerovium Moskau Lebermorium Tennessine Oganesson
La

Ac

(Uqt)
RadiumAktiniumThorium
Ordnungszahl ( Z ) 89
Gruppe Gruppe k.A
Zeitraum Zeitraum 7
Block   f-block
Elektronenkonfiguration [ Rn ] 6d 1 7s 2
Elektronen pro Schale 2, 8, 18, 32, 18, 9, 2
Physikalische Eigenschaften
Phase bei  STP fest
Schmelzpunkt 1500  K ​(1227 °C, ​2240 °F) (geschätzt)
Siedepunkt 3500±300 K ​(3200±300 °C, ​5800±500 °F) (hochgerechnet)
Dichte (nahe  rt ) 10 g / cm 3
Schmelzwärme 14  kJ/mol
Verdampfungswärme 400 kJ/mol
Molare Wärmekapazität 27,2 J/(mol·K)
Atomare Eigenschaften
Oxidationsstufen +3 (ein stark basisches Oxid)
Elektronegativität Pauling-Skala: 1,1
Ionisierungsenergien
Kovalenter Radius 215  Uhr
Farblinien in einem Spektralbereich
Spektrallinien von Actinium
Andere Eigenschaften
Natürliches Vorkommen vom Verfall
Kristallstruktur kubisch-flächenzentrierten (fcc)
Flächenzentrierte kubische Kristallstruktur für Actinium
Wärmeleitfähigkeit 12 W/(m⋅K)
CAS-Nummer 7440-34-8
Geschichte
Entdeckung und erste Isolation Friedrich Oskar Giesel (1902, 1903)
Benannt von André-Louis Debierne (1899)
Hauptisotope von Actinium
Isotop Fülle Halbwertszeit ( t 1/2 ) Decay-Modus Produkt
225 Ac verfolgen 10 Tage α 221 Fr
226 Ac syn 29.37 Uhr β 226 Th
ε 226 Ra
α 222 Fr
227 Ac verfolgen 21.772 Jahre β 227 Th
α 223 Fr
Kategorie Kategorie: Aktinium
| Verweise

Aktinium ist ein chemisches Element mit dem Symbol  Ac und der Ordnungszahl  89. Es wurde erstmals 1902 von Friedrich Oskar Giesel isoliert , der ihm den Namen Emanium gab ; Das Element erhielt seinen Namen, indem es fälschlicherweise mit einer Substanz identifiziert wurde, die André-Louis Debierne 1899 entdeckte und Aktinium nannte. Actinium gab der Actiniden- Reihe den Namen , einer Gruppe von 15 ähnlichen Elementen zwischen Actinium und Lawrencium im Periodensystem . Zusammen mit Polonium , Radium und Radon war Actinium eine der ersten nicht-radioaktiven Elemente primordialen isoliert werden.

Als weiches, silbrig-weißes radioaktives Metall reagiert Aktinium schnell mit Sauerstoff und Feuchtigkeit in der Luft und bildet eine weiße Beschichtung aus Aktiniumoxid, die eine weitere Oxidation verhindert. Wie bei den meisten Lanthaniden und vielen Actiniden nimmt Actinium in fast allen seinen chemischen Verbindungen die Oxidationsstufe +3 an. Aktinium findet sich nur in Spuren in Uran- und Thoriumerzen als Isotop 227 Ac, das mit einer Halbwertszeit von 21.772 Jahren zerfällt und überwiegend Beta- und manchmal Alpha-Teilchen emittiert , und 228 Ac, das mit einer Halbwertszeit von . Beta aktiv ist 6.15 Stunden. Eine Tonne natürliches Uran im Erz enthält etwa 0,2 Milligramm Actinium-227 und eine Tonne Thorium enthält etwa 5 Nanogramm Actinium-228. Die große Ähnlichkeit der physikalischen und chemischen Eigenschaften von Actinium und Lanthan macht eine Trennung von Actinium aus dem Erz unpraktisch. Stattdessen wird das Element in Milligramm-Mengen durch die Neutronenbestrahlung von 226 Ra in einem Kernreaktor hergestellt . Aktinium hat aufgrund seiner Knappheit, seines hohen Preises und seiner Radioaktivität keine nennenswerte industrielle Verwendung. Zu den aktuellen Anwendungen gehören eine Neutronenquelle und ein Mittel für die Strahlentherapie .

Geschichte

André-Louis Debierne , ein französischer Chemiker, gab 1899 die Entdeckung eines neuen Elements bekannt. Er trennte es von Pechblende- Rückständen, die Marie und Pierre Curie nach der Extraktion von Radium hinterlassen hatten . 1899 beschrieb Debierne die Substanz als ähnlich zu Titan und (im Jahr 1900) als ähnlich zu Thorium . Friedrich Giesel fand eine Substanz ähnlich wie im Jahr 1902 Lanthan und nannte es „emanium“ im Jahr 1904. Nach einem Vergleich der Stoffen Halbwertszeit bestimmt durch Debierne, Harriet Brooks 1904 und Otto Hahn und Otto Sackur 1905 Debierne auserwählten Name für das neue Element wurde beibehalten, weil es einen Rang hatte, trotz der widersprüchlichen chemischen Eigenschaften, die er zu verschiedenen Zeiten für das Element behauptete.

Artikel, die in den 1970er Jahren und später veröffentlicht wurden, deuten darauf hin, dass Debiernes 1904 veröffentlichte Ergebnisse mit denen aus den Jahren 1899 und 1900 im Widerspruch stehen. Darüber hinaus schließt die heute bekannte Chemie des Aktiniums seine Anwesenheit als etwas anderes als ein untergeordneter Bestandteil der Ergebnisse von Debierne von 1899 und 1900 aus; Tatsächlich machen die von ihm berichteten chemischen Eigenschaften es wahrscheinlich, dass er stattdessen versehentlich Protactinium identifiziert hatte , das in weiteren vierzehn Jahren nicht entdeckt werden würde, nur um es aufgrund seiner Hydrolyse und Adsorption auf seiner Laborausrüstung verschwinden zu lassen . Dies hat dazu geführt, dass einige Autoren dafür plädieren, Giesel allein die Entdeckung zuzuschreiben. Eine weniger konfrontative Vision der wissenschaftlichen Entdeckung wird von Adloff vorgeschlagen. Er schlägt vor, dass die Kritik an den frühen Veröffentlichungen im Nachhinein durch den damals im Entstehen begriffenen Stand der Radiochemie gemildert werden sollte: Er unterstreicht die Besonnenheit von Debiernes Behauptungen in den Originalpapieren und stellt fest, dass niemand behaupten kann, dass Debiernes Substanz kein Aktinium enthielt. Debierne, die heute von den allermeisten Historikern als Entdecker gilt, verlor das Interesse an dem Element und verließ das Thema. Giesel hingegen kann zu Recht die erste Herstellung von radiochemisch reinem Actinium und die Identifizierung seiner Ordnungszahl 89 zugeschrieben werden.

Der Name Aktinium stammt aus dem Altgriechischen aktis, aktinos (ακτίς, ακτίνος), was Strahl oder Strahl bedeutet. Sein Symbol Ac wird auch in Abkürzungen anderer Verbindungen verwendet, die nichts mit Aktinium zu tun haben, wie Acetyl , Acetat und manchmal Acetaldehyd .

Eigenschaften

Aktinium ist ein weiches, silbrig-weißes, radioaktives , metallisches Element. Sein geschätzter Schubmodul ist dem von Blei ähnlich . Aufgrund seiner starken Radioaktivität leuchtet Actinium im Dunkeln mit einem blassblauen Licht, das aus der Umgebungsluft stammt, die durch die emittierten energetischen Teilchen ionisiert wird. Actinium hat ähnliche chemische Eigenschaften wie Lanthan und andere Lanthanoide, und daher sind diese Elemente bei der Extraktion aus Uranerzen schwer zu trennen. Zur Trennung werden üblicherweise Lösungsmittelextraktion und Ionenchromatographie verwendet.

Das erste Element der Actiniden , Actinium, gab der Gruppe ihren Namen, ähnlich wie Lanthan für die Lanthanoide getan hatte . Die Gruppe von Elementen ist vielfältiger als die Lanthaniden und es war daher nicht bis 1945 , dass die wichtigste Änderung an Dmitri Mendelejew ‚s Periodensystems , da die Anerkennung der Lanthaniden, die Einführung der Actiniden , wurde nach allgemein anerkannten Glenn T. Seaborg 's Forschung zu den Transuranelementen (obwohl sie bereits 1892 vom britischen Chemiker Henry Bassett vorgeschlagen wurde).

Actinium reagiert schnell mit Sauerstoff und Feuchtigkeit in der Luft und bildet eine weiße Beschichtung aus Actiniumoxid , die eine weitere Oxidation verhindert. Wie bei den meisten Lanthaniden und Actiniden liegt Actinium in der Oxidationsstufe +3 vor, und die Ac 3+ -Ionen sind in Lösungen farblos. Die Oxidationsstufe +3 stammt aus der elektronischen Konfiguration von [Rn]6d 1 7s 2 von Actinium mit drei Valenzelektronen, die leicht abgegeben werden können, um die stabile geschlossenschalige Struktur des Edelgases Radon zu ergeben . Die seltene Oxidationsstufe +2 ist nur für Actiniumdihydrid (AcH 2 ) bekannt; sogar dies kann in Wirklichkeit eine Elektridverbindung wie sein leichteres Kongener LaH 2 sein und somit Aktinium (III) aufweisen. Ac 3+ ist das größte aller bekannten tripositiven Ionen und seine erste Koordinationssphäre enthält ungefähr 10,9 ± 0,5 Wassermoleküle.

Chemische Komponenten

Aufgrund der hohen Radioaktivität von Actinium sind nur wenige Actiniumverbindungen bekannt. Dazu gehören: AcF 3 , AcCl 3 , AcBr 3 , AcOF, AcOCl, AcOBr, Ac 2 S 3 , Ac 2 O 3 und AcPO 4 . Mit Ausnahme von AcPO 4 ähneln sie alle den entsprechenden Lanthanverbindungen . Sie alle enthalten Actinium in der Oxidationsstufe +3. Insbesondere die Gitterkonstanten der analogen Lanthan- und Actiniumverbindungen unterscheiden sich nur um wenige Prozent.

Hier sind a , b und c Gitterkonstanten, No ist die Raumgruppennummer und Z ist die Anzahl der Formeleinheiten pro Elementarzelle . Die Dichte wurde nicht direkt gemessen, sondern aus den Gitterparametern berechnet.

Oxide

Aktiniumoxid (Ac 2 O 3 ) kann durch Erhitzen des Hydroxids auf 500 °C oder des Oxalats auf 1100 °C im Vakuum erhalten werden. Seine Kristallgitter ist isotyp mit den Oxiden der meisten dreiwertigen Seltenerdmetalle.

Halogenide

Actiniumtrifluorid kann entweder in Lösung oder in fester Reaktion hergestellt werden. Die erstgenannte Reaktion wird bei Raumtemperatur durch Zugabe von Flusssäure zu einer Actiniumionen enthaltenden Lösung durchgeführt. Bei der letztgenannten Methode wird Aktiniummetall mit Fluorwasserstoffdämpfen bei 700 °C in einem reinen Platin-Aufbau behandelt. Die Behandlung von Actiniumtrifluorid mit Ammoniumhydroxid bei 900–1000 °C ergibt Oxyfluorid AcOF. Während Lanthanoxyfluorid leicht durch Brennen von Lanthantrifluorid in Luft bei 800 °C für eine Stunde gewonnen werden kann, ergibt eine ähnliche Behandlung von Actiniumtrifluorid kein AcOF und führt nur zum Schmelzen des Ausgangsprodukts.

AcF 3 + 2 NH 3 + H 2 O → AcOF + 2 NH 4 F

Actiniumtrichlorid wird durch Umsetzung von Actiniumhydroxid oder -oxalat mit Tetrachlorkohlenstoffdämpfen bei Temperaturen über 960 °C gewonnen. Ähnlich wie Oxyfluorid, Actinium Oxychlorid kann durch Hydrolysieren Actinium - trichlorid , hergestellt werden mit Ammoniumhydroxid bei 1000 ° C. Im Gegensatz zum Oxyfluorid konnte das Oxychlorid jedoch gut synthetisiert werden, indem man eine Lösung von Actiniumtrichlorid in Salzsäure mit Ammoniak entzündete .

Die Reaktion von Aluminiumbromid und Actiniumoxid ergibt Actiniumtribromid:

Ac 2 O 3 + 2 AlBr 3 → 2 AcBr 3 + Al 2 O 3

und seine Behandlung mit Ammoniumhydroxid bei 500 °C führt zum Oxybromid AcOBr.

Andere Verbindungen

Actiniumhydrid wurde durch Reduktion von Actiniumtrichlorid mit Kalium bei 300 °C erhalten, und seine Struktur wurde analog zum entsprechenden LaH 2 -Hydrid abgeleitet . Die Wasserstoffquelle in der Reaktion war ungewiss.

Mischen von Mononatriumphosphat (NaH 2 PO 4 ) mit einer Lösung von Actinium in Salzsäure ergibt weiß gefärbtes Actiniumphosphat-Halbhydrat (AcPO 4 ·0,5H 2 O) und Erhitzen von Actiniumoxalat mit Schwefelwasserstoffdämpfen bei 1400 °C für einige Minuten führt zu einem schwarzen Actiniumsulfid Ac 2 S 3 . Es kann möglicherweise durch Einwirkung einer Mischung aus Schwefelwasserstoff und Schwefelkohlenstoff auf Actiniumoxid bei 1000 °C hergestellt werden.

Isotope

Natürlich vorkommendes Actinium besteht aus zwei radioaktiven Isotopen ;227
Ac
(aus der radioaktiven Familie von235
U
) und228
Ac
(eine Enkelin von232
Th
).227
Ac
zerfällt hauptsächlich als Beta-Strahler mit einer sehr kleinen Energie, emittiert jedoch in 1,38% der Fälle ein Alpha-Teilchen , so dass es durch Alpha-Spektrometrie leicht identifiziert werden kann . Es wurden 36 Radioisotope identifiziert, von denen das stabilste ist227
Ac
mit einer Halbwertszeit von 21.772 Jahren,225
Ac
mit einer Halbwertszeit von 10,0 Tagen und226
Ac
mit einer Halbwertszeit von 29,37 Stunden. Alle verbleibenden radioaktiven Isotope haben Halbwertszeiten von weniger als 10 Stunden und die meisten von ihnen haben Halbwertszeiten von weniger als einer Minute. Das kurzlebigste bekannte Isotop von Actinium ist217
Ac
(Halbwertszeit von 69 Nanosekunden), das durch Alpha-Zerfall zerfällt . Actinium hat auch zwei bekannte Metazustände . Die wichtigsten Isotope für die Chemie sind 225 Ac, 227 Ac und 228 Ac.

Gereinigt 227
Ac
kommt nach etwa einem halben Jahr mit seinen Zerfallsprodukten ins Gleichgewicht. Es zerfällt entsprechend seiner 21,772-jährigen Halbwertszeit und emittiert hauptsächlich Beta- (98,62 %) und einige Alpha-Teilchen (1,38 %). die aufeinanderfolgenden Zerfallsprodukte sind Teil der Aktiniumreihe . Aufgrund der geringen verfügbaren Mengen, der geringen Energie seiner Beta-Teilchen (maximal 44,8 keV) und der geringen Intensität der Alpha-Strahlung,227
Ac
ist durch seine Emission schwer direkt nachzuweisen und wird daher über seine Zerfallsprodukte verfolgt. Die Isotope von Actinium reichen im Atomgewicht von 205  u (205
Ac
) bis 236 u (236
Ak
).

Isotop Produktion Verfall Halbes Leben
221 Ac 232 Th(d,9n)→ 225 Pa(α)→ 221 Ac α 52 ms
222 Ac 232 Th(d,8n)→ 226 Pa(α)→ 222 Ac α 5,0 s
223 Ac 232 Th(d,7n)→ 227 Pa(α)→ 223 Ac α 2,1 Minuten
224 Ac 232 Th(d,6n)→ 228 Pa(α)→ 224 Ac α 2,78 Stunden
225 Ac 232 Th(n,γ)→ 233 Th(β )→ 233 Pa(β )→ 233 U(α)→ 229 Th(α)→ 225 Ra(β )→ 225 Ac α 10 Tage
226 Ac 226 Ra(d,2n)→ 226 Ac α, β
Elektroneneinfang
29.37 Stunden
227 Ac 235 U(α)→ 231 Th(β )→ 231 Pa(α)→ 227 Ac α, β 21.77 Jahre
228 Ac 232 Th(α)→ 228 Ra(β )→ 228 Ac β 6.15 Stunden
229 Ac 228 Ra(n,γ)→ 229 Ra(β )→ 229 Ac β 62,7 Minuten
230 Ac 232 Th(d,α)→ 230 Ac β 122 s
231 Ac 232 Th(γ,p)→ 231 Ac β 7,5 Minuten
232 Ac 232 Th(n,p)→ 232 Ac β 119 s

Vorkommen und Synthese

Uraniniterze weisen erhöhte Aktiniumkonzentrationen auf.

Actinium wird nur in Spuren gefunden Uran Erzen - eine Tonne Erz Uran in etwa 0,2 Milligramm enthält 227 Ac - und Thorium Erzen, die etwa 5 Nanogramm enthalten 228 Ac pro einer Tonne Thorium. Der Actinium - Isotop 227 Ac ist ein transientes Mitglied der Serie uran Actinium Zerfallskette , die mit dem Mutterisotop beginnt 235 U (oder 239 Pu ) und endet mit dem stabilen Isotop Blei 207 Pb . Das Isotop 228 Ac ist ein transientes Mitglied der Thorium - Reihe Zerfallskette, die mit dem Mutterisotop beginnt 232 Th und endet mit dem stabilen Isotop Blei 208 Pb . Ein weiteres Actinium-Isotop ( 225 Ac) ist vorübergehend in der Zerfallskette der Neptunium-Reihe vorhanden , beginnend mit 237 Np (oder 233 U ) und endend mit Thallium ( 205 Tl ) und nahezu stabilem Wismut ( 209 Bi ); obwohl alle primordialen 237 Np zerfallen sind, wird es kontinuierlich durch Neutronen-Knock-out-Reaktionen auf natürlichem 238 U erzeugt.

Die geringe natürliche Konzentration und die große Ähnlichkeit der physikalischen und chemischen Eigenschaften mit denen von Lanthan und anderen Lanthaniden, die in aktiniumhaltigen Erzen immer reichlich vorhanden sind, machen eine Trennung von Aktinium aus dem Erz unpraktisch, und eine vollständige Trennung wurde nie erreicht. Stattdessen wird Aktinium in Milligramm-Mengen durch die Neutronenbestrahlung von 226 Ra in einem Kernreaktor hergestellt .

Die Reaktionsausbeute beträgt etwa 2 % des Radiumgewichts. 227 Ac kann weiter Neutronen einfangen, was zu kleinen Mengen von 228 Ac führt. Nach der Synthese wird Actinium vom Radium und von den Zerfalls- und Kernfusionsprodukten wie Thorium, Polonium, Blei und Wismut getrennt. Die Extraktion kann mit Thenoyltrifluoraceton- Benzol- Lösung aus einer wässrigen Lösung der Strahlungsprodukte durchgeführt werden, und die Selektivität für ein bestimmtes Element wird durch Einstellen des pH-Werts (auf etwa 6,0 für Actinium) erreicht. Ein alternatives Verfahren ist der Anionenaustausch mit einem geeigneten Harz in Salpetersäure , was in einem zweistufigen Verfahren zu einem Trennfaktor von 1.000.000 für Radium und Actinium vs. Thorium führen kann. Actinium kann dann von Radium mit einem Verhältnis von etwa 100 unter Verwendung eines schwach vernetzenden Kationenaustauscherharzes und Salpetersäure als Elutionsmittel abgetrennt werden .

225 Ac wurde erstmals im Jahr 2000 am Institut für Transurane (ITU) in Deutschland mit einem Zyklotron und am St George Hospital in Sydney mit einem Linac künstlich hergestellt . Dieses seltene Isotop hat potenzielle Anwendungen in der Strahlentherapie und wird am effizientesten durch Beschuss mit a Radium-226-Target mit 20–30 MeV Deuteriumionen . Auch diese Reaktion liefert 226 Ac, das jedoch mit einer Halbwertszeit von 29 Stunden zerfällt und somit 225 Ac nicht kontaminiert .

Aktiniummetall wurde durch die Reduktion von Aktiniumfluorid mit Lithiumdampf im Vakuum bei einer Temperatur zwischen 1100 und 1300 °C hergestellt. Höhere Temperaturen führten zur Verdampfung des Produkts und niedrigere zu einer unvollständigen Umsetzung. Lithium wurde unter anderen Alkalimetallen gewählt, weil sein Fluorid am flüchtigsten ist.

Anwendungen

Aufgrund seiner Knappheit, seines hohen Preises und seiner Radioaktivität hat 227 Ac derzeit keine signifikante industrielle Verwendung, aber 225 Ac wird derzeit für den Einsatz in Krebsbehandlungen wie gezielten Alpha-Therapien untersucht. 227 Ac ist hochradioaktiv und wurde daher als aktives Element von thermoelektrischen Radioisotop-Generatoren , beispielsweise in Raumfahrzeugen, untersucht. Das mit Beryllium gepresste Oxid von 227 Ac ist ebenfalls eine effiziente Neutronenquelle mit einer Aktivität, die die der Standardpaare Americium-Beryllium und Radium-Beryllium übertrifft. In all diesen Anwendungen ist 227 Ac (eine Betaquelle) lediglich ein Vorläufer, der bei seinem Zerfall alpha-emittierende Isotope erzeugt. Beryllium fängt Alpha-Teilchen ein und emittiert Neutronen aufgrund seines großen Wirkungsquerschnitts für die (α,n)-Kernreaktion:

Die 227 AcBe-Neutronenquellen können in einer Neutronensonde eingesetzt werden – einem Standardgerät zur Messung der im Boden vorhandenen Wassermenge sowie der Feuchte/Dichte zur Qualitätskontrolle im Straßenbau. Solche Sonden werden auch bei Bohrlochmessungen, bei Neutronenradiographie , Tomographie und anderen radiochemischen Untersuchungen verwendet.

Chemische Struktur des DOTA- Trägers für 225 Ac in der Strahlentherapie.

225 Ac wird in der Medizin zur Herstellung von 213 Bi in einem wiederverwendbaren Generator verwendet oder kann allein als Wirkstoff für die Strahlentherapie , insbesondere die zielgerichtete Alpha-Therapie (TAT), verwendet werden. Dieses Isotop hat eine Halbwertszeit von 10 Tagen und ist damit viel besser für die Strahlentherapie geeignet als 213 Bi (Halbwertszeit 46 Minuten). Darüber hinaus zerfällt 225 Ac zu ungiftigem 209 Bi und nicht zu stabilem, aber giftigem Blei , das das Endprodukt in den Zerfallsketten mehrerer anderer Kandidatenisotope ist, nämlich 227 Th, 228 Th und 230 U. Nicht nur 225 Ac selbst, sondern auch seine Töchter emittieren Alpha-Partikel, die Krebszellen im Körper abtöten. Die Hauptschwierigkeit bei der Anwendung von 225 Ac bestand darin, dass die intravenöse Injektion einfacher Actiniumkomplexe zu ihrer Akkumulation in Knochen und Leber über einen Zeitraum von mehreren zehn Jahren führte. Nachdem die Krebszellen schnell durch Alpha-Partikel von 225 Ac abgetötet wurden , könnte die Strahlung des Aktiniums und seiner Tochtergesellschaften neue Mutationen induzieren. Um dieses Problem zu lösen, wurde 225 Ac an einen Chelatbildner wie Citrat , Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA) oder Diethylentriaminpentaessigsäure (DTPA) gebunden. Dadurch verringerte sich die Akkumulation von Aktinium in den Knochen, aber die Ausscheidung aus dem Körper blieb langsam. Viel bessere Ergebnisse wurden mit Chelatbildnern wie HEHA ( 1,4,7,10,13,16-Hexaazacyclohexadecan-N,N′,N″,N‴,N‴′,N‴″-hexaessigsäure ) oder DOTA . erzielt ( 1,4,7,10-Tetraazacyclododecan-1,4,7,10-tetraessigsäure ) gekoppelt an Trastuzumab , einen monoklonalen Antikörper , der mit dem HER2/neu- Rezeptor interferiert . Die letztgenannte Verabreichungskombination wurde an Mäusen getestet und erwies sich als wirksam gegen Leukämie , Lymphome , Brust- , Eierstock- , Neuroblastom- und Prostatakrebs .

Die mittlere Halbwertszeit von 227 Ac (21,77 Jahre) macht es zu einem sehr bequemen radioaktiven Isotop bei der Modellierung der langsamen vertikalen Vermischung von Ozeanwasser. Die damit verbundenen Prozesse können durch direkte Messungen von Strömungsgeschwindigkeiten (in der Größenordnung von 50 Metern pro Jahr) nicht mit der erforderlichen Genauigkeit untersucht werden. Die Auswertung der Konzentrationstiefenprofile für verschiedene Isotope erlaubt jedoch die Abschätzung der Mischungsraten. Die Physik hinter dieser Methode ist wie folgt: Ozeanwasser enthält homogen verteilt 235 U. Sein Zerfallsprodukt, 231 Pa, fällt allmählich auf den Boden, so dass seine Konzentration zunächst mit der Tiefe zunimmt und dann nahezu konstant bleibt. 231 Pa zerfällt zu 227 Ac; die Konzentration des letztgenannten Isotops folgt jedoch nicht dem Tiefenprofil von 231 Pa, sondern nimmt stattdessen zum Meeresboden hin zu. Dies geschieht aufgrund der Mischprozesse, die zusätzliches 227 Ac vom Meeresboden anheben . Somit ermöglicht die Analyse von 231 Pa- und 227 Ac-Tiefenprofilen den Forschern, das Mischungsverhalten zu modellieren.

Es gibt theoretische Vorhersagen, dass AcH x -Hydride (in diesem Fall mit sehr hohem Druck) ein Kandidat für einen Supraleiter nahe Raumtemperatur sind, da sie eine T c signifikant höher als H3S haben, möglicherweise nahe 250 K.

Vorsichtsmaßnahmen

227 Ac ist hochradioaktiv und Experimente damit werden in einem speziell dafür eingerichteten Labor durchgeführt, das mit einem dichten Handschuhfach ausgestattet ist . Bei intravenöser Verabreichung von Actiniumtrichlorid an Ratten werden etwa 33 % des Actiniums in die Knochen und 50 % in die Leber abgelagert. Seine Toxizität ist vergleichbar mit der von Americium und Plutonium, jedoch etwas geringer als diese. Für Spurenmengen genügen gut belüftete Abzüge; für Grammmengen sind heiße Zellen mit Abschirmung gegen die intensive Gammastrahlung, die von 227 Ac emittiert wird, erforderlich.

Siehe auch

Anmerkungen

Verweise

Literaturverzeichnis

Externe Links