АКТИНИЙ (Actinium), Ас, — радиоактивный элемент III группы иориодич. системы Д. И. Менделеева, порядковый помор 89; открыт Дсбьершш в 1899. А. содержится в урановых рудах (в количестве 0,06 мг па 1 т U). А. имеет ряд изотопов. Изотоп Ас22—член радиоактивного ряда А., родоначальником к-рого является актиноурап (U235;; в результате огоа-раснада образуется Tli234 последний путём р-распада превращается н Ра231, а из пего уже в результате а-расиада образуется А. Этот изотоп в результате бомбардировки нейтронами испытывает расщепление атомных ядер. Сиборг предложил элементы с иорядкоными номерами больше 89 называть актинидами по аналогии их с лантанидами. Советский учёный С. А. Щукарёв предложил более правильное название—актиноиды.
Актиний — химич. элемент с атомным номером 89, обозначается в периодической системе элементов символом Ac (лат. Actinium).
Был открыт в 1899 году А. Дебьерном в отходах от переработки урановой смолки, из которой удалили полоний и радий. Новый элемент был назван А. Вскоре после открытия Дебьерна независимо от него немецкий радиофизик Ф. Гизель из такой же фракции урановой смолки, содержащей редкоземельные элементы, получил сильно радиоактивный элемент и предложил ему название «эманий».
Дальнейшее исследование показало идентичность препаратов, полученных Дебьерном и Гизелем, хотя они наблюдали радиоактивное излучение не самого актиния, а продуктов его распада — 227Th (радиоактиний) и 230Th (ионий).
А. является одним из самых малораспространённых в природе радиоактивных элементов. Общее его содержание в земной коре не превышает 2600 т., тогда как, например, количество радия более 40 млн т.
В природе найдено 3 изотопа актиния: 225Ac, 227Ac, 228Ac.
А. сопутствует урановым рудам. Его содержание в природных рудах соответствует равновесному. Повышенные количества актиния находят в молибденитах, халькопирите, касситерите, кварце, пиролюзите. А. характеризуется невысокой миграционной способностью в природных объектах и перемещается значительно медленнее, чем уран.
У А. нет стабильных изотопов. Известны также 24 изотопа А., получаемых искусственно.
А. — металл серебристо-белого цвета, по внешнему виду напоминает лантан. Вследствие радиоактивности, в темноте светится характерным голубым цветом.
Подобно лантану, может существовать в двух кристаллических формах, но получена только одна форма — β-Ac, имеющая кубическую гранецентрированную структуру. Низкотемпературную α-форму получить не удалось.
Атомный радиус А. ненамного превышает атомный радиус лантана и составляет 1,88 Å.
По химическим свойствам А. также сильно похож на лантан, в соединениях принимает степень окисления +3 (Ac2O3, AcBr3, Ac(OH)3), но отличается высокой реакционноспособностью и более основными свойствами.
Получение А. из урановых руд нецелесообразно ввиду малого его в них содержания, а также большого сходства с присутствующими там редкоземельными элементами.
В основном, изотопы А. получают искусственным путем.
Радиоактивные свойства некоторых изотопов А.:
Изотоп актиния |
Реакция получения |
Тип распада |
Период полураспада |
221Ac |
232Th(d,9n)225Pa(α)→221Ac |
α |
<1 сек. |
222Ac |
232Th(d,8n)226Pa(α)→222Ac |
α |
4,2 сек. |
223Ac |
232Th(d,7n)227Pa(α)→223Ac |
α |
2,2 мин. |
224Ac |
232Th(d,6n)228Pa(α)→224Ac |
α |
2,9 час. |
225Ac |
232Th(n,γ)233Th(β−)→233Pa(β−)→233U(α)→229Th(α)→225Ra(β−)225Ac |
α |
10 сут. |
226Ac |
226Ra(d,2n)226Ac |
α или β− или электронный захват |
29 час. |
227Ac |
235U(α)→231Th(β−)→231Pa(α)→227Ac |
α или β− |
21,7 лет |
228Ac |
232Th(α)→228Ra(β−)→228Ac |
β− |
6,13 час. |
229Ac |
228Ra(n,γ)229Ra(β−)→229Ac |
β− |
66 мин. |
230Ac |
232Th(d,α)230Ac |
β− |
80 сек. |
231Ac |
232Th(γ,p)231Ac |
β− |
7,5 мин. |
232Ac |
232Th(n,p)232Ac |
β− |
35 сек. |
Изотоп 227Ac получают облучением радия нейтронами в реакторе. Выход, как правило, не превышает 2,15 % от исходного количества радия. Количество актиния при данном способе синтеза исчисляется в граммах. Изотоп 228Ac получают облучением изотопа 227Ac нейтронами.
Выделение и очистка А. от радия, тория и дочерних продуктов распада проводятся методами экстракции и ионного обмена.
Металлический А. получают восстановлением трифторида А. парами лития.
227Ac в смеси с бериллием является источником нейтронов. Ac-Be-источники характеризуются малым выходом гамма-квантов, применяются в активационном анализе при определении Mn, Si, Al в рудах.
225Ac применяется для получения 213Bi, а также для использования в радио-иммунотерапии.
227Ac может использоваться в радиоизотопных источниках энергии.
228Ac применяют в качестве радиоактивного индикатора в химических исследованиях из-за его высокоэнергетического β-излучения.
Смесь изотопов 228Ac-228Ra используют в медицине как интенсивный источник γ-излучения.
А. относится к числу опасных радиоактивных ядов с высокой удельной α-активностью. Хотя абсорбция актиния из пищеварительного тракта по сравнению с радием сравнительно невелика, но наиболее важной особенностью А. является его способность прочно удерживаться в организме в поверхностных слоях костной ткани. Первоначально А. в значительной степени накапливается в печени, причём скорость его удаления из организма много больше скорости его радиоактивного распада. Кроме того, одним из дочерних продуктов его распада является очень опасный радон, защита от которого при работе с А. является отдельной серьёзной задачей.