აქტინიუმი

აქტინიუმი (< ; ქიმიური სიმბოლო — Ac) — ელემენტთა პერიოდული სისტემის მეშვიდე პერიოდის, ჯგუფგარეშე (ძველი კლასიფიკაციით მესამე ჯგუფის თანაური ქვეჯგუფის, IIIბ) რადიოაქტიური ქიმიური ელემენტი. მისი ატომური ნომერია — 89, tდნ — 1227 °C, tდუღ — 3200±300 °C, სიმკვრივე — 10 გ/სმ3. 1899 წელს აქტინიუმი აღმოაჩინა ფრანგმა ქიმიკოსმა ა. დებიერნმა ურანის მადნის გადამუშავებისას მიღებულ ნარჩენებში. ცნობილია აქტინიუმის ათი იზოტოპი, რომელთა მასური რიცხვით 221-239-მდე; ყველაზე დიდი სიცოცხლის ხანგრძლივობა აქვს ^{227}Ac (ნახევრადდაშლის პერიოდი T1/2=21.8 წ). აქტინიუმი ბუნებაში გვხვდება ურანისა და თორიუმის მადნებში. აქტინიუმი მოვერცხლისფრო-მოთეთრო ლითონია. მაღალი რადიოაქტიურობის გამო სიბნელეში სუსტად ანათებს, ტენიან ჰაერში იფარება ჟანგის თეთრი აფსკით, როელიც მას შემდგომ ჟანგისაგან იცავს. ნაერთებში აქტინიუმი 3-ვალენტოვანია, აქტინიუმის თითქმის ყველა მარილი თეთრი ფერისაა, ხსნარები კი — უფერო. ლანთანის მსგავსად აქტინიუმი იძლევა უხსნად ჰიდროჟანგს, ფოსფატს, ოქსალატს, კარბონატს და სხვა ნაერთებს. აქტინიუმთან (^{227}Ac) ბერილიუმის ნარევი ნეიტრონების წყაროა. ნეიტრონები წარმოიქმნება ბერილიუმის ^{9}Be ბირთვების დასხივებისას ^{227}Ac-ის შვილური პროდუქტების მიერ გამოსხივებული α-ნაწილაკებით.
აღმოჩენის ისტორია
აქტინიუმი აღმოჩენილ იქნა 1899 წელს ანდრე-ლუი დებიერნის მიერ ურანის მადნის გადამეშშავების ნარჩენებში, საიდანაც მოცილებულ იქნა პოლონიუმი და რადიუმი. აქხალ ელემენტს უწოდეს აქტინიუმი. დებიერნის აღმოჩენისთანავე მისგან დამოუკიდებლად გერმანელმა რადიოფიზიკოსმა ფ. გიზელმა ურანის მადნის ასეთივე ფრაქციისაგან რომელიც შეიცავდა იშვიათმიწა ელემენტებს, მიიღო ძლიერ რადიოაქტიური ელემენტი და უნდოდა ეწოდებინა «ემანიუმი».
შემდგომმა კვლევებმა აჩვენა დებიერნისა და გიზელის პრეპარატების იდენტურობა, თუმცა ისინი ხედავდნენ არა თვითონ აქტინიუმის რადიოაქტიურობას, არამედ მისი დაშლის პროდუქტების გამოსხივებას — 227Th (რადიოაქტინიუმი) და 230Th (იონიუმი).
ბუნებაში
აქტინიუმი წარმოადგენს ერთ ერთ ყველაზე ნაკლებად გავრცელებულ რადიოაქტიურ ელემენტს ბუნებაში. მისი საერთო გავრცელება დედამიწის ქერქში არ აღემატება 2600 ტ-ს., ეს მაშინ, როცა მაგალითად რადიუმისა არის 40 მლნ. ტ-ზე მეტია.
ბუნებაში ნაპოვნია აქტინიუმის 3 იზოტოპი: 225Ac, 227Ac, 228Ac.
აქტინიუმი თან ახლავს ურანის მადნებს. მისი შემცველობა ბუნებრივ მადნებში თანაფარდობით შეესაბამება. აქტინიუმის მომატებული რაოდენობა მდებარეობს მოლიბდენიტებში, ჰალკოპირიტებში, კასიტერიტებში, კვარცებში, პიროლუზიტებში. აქტინიუმი ხასიათდება მცირე მიგრაციულობით ბუნებრივ ობიექტებში და გადაადგილდება მნიშვნელოვნად ნელა, ვიდრე ურანი.
თვისებები
აქტინიუმი — როგორც ავღნიშნეთ მოვერცხლისფრო-თეთრი ფერის ლითონია, გარეგნულად გვაგონებს ლანთანს. რადიოაქტიურობის შედეგად, სიბნელეში ანათებს დამახასიათებელი ცისფერი ფერით.
ლანთანის მაგვარად, შეუძლია არსებობდეს ორი კრისტალური ფორმით, მაგრამ მიღებული შეიძლება იყოს მხოლოდ ერთი — β-Ac ფორმა, რომელსაც გააჩნია კუბური წახნაგცენტრირებული სტრუქტურა. დაბალტემპერატურულ α-ფორმის მიღება ჯერ კიდევ ვერ შეძლეს.
აქტინიუმის ატომური რადიუსი სულ ცოტათი აღემატება ლანთანის ატომურ რადიუსს და შეადგენს 1,88 Å.
ქიმიური თვისებებით აქტინიუმი ძალიან ჰგავს ლანთანს, ნაერთებში იღებს +3 დაჟანგვის ხარისხს (Ac2O3, AcBr3, Ac(OH)3), მაგრამ განსხვავდება მაღალი რეაქციულობით და უფრო ფუძე თვისებებით.
მიღება
აქტინიუმის მიღება ურანის მადნიდან არამიზანშეწონილია მისი მცირეშემცველობის გამო, ასევე მისი მსგავსების გამო მასში არსებული იშვიათმიწა ელემენტებთან.
ძირითადად აქტინიუმის იზოტოპებს მიიღებენ ხელოვნურად.
იზოტოპ 227Ac იღებენ რეაქტორებში, ნეიტრონებით რადიუმის დასხივებით. გამოსავალი შეადგენს როგორც წესი თავდაპირველი რადიუმის რაოდენობის 2,15 %-ს. აქტინიუმის რაოდენობა სინთეზის ამ მეთოდით მიღებისას აღირიცხება გრამებში. იზოტოპ 228Ac-ს მიიღებენ იზოტოპ 227Ac-ის ნეიტრონებით დასხივებით.
რადიუმისაგან, თორიუმისაგან და დაშლის შვილობილი პროდუქტებისაგან აქტინიუმის გამოყოფა და გაწმენდა ხდება ექსტრაქციის მეთოდით და იონური ურთიერთგაცვლით.
ლითონური აქტინიუმი მიიღება აქტინიუმის ფტორიდის აღდგენით ლითიუმის ორთქლით.
იზოტოპები
აქტინიუმს არ გააჩნია სტაბილური იზოტოპი. ცნობილია ასევე აქტინიუმის 24 იზოტოპი, რომელსაც ხელოვნურად იღებენ
ბუნებრივი აქტინიუმი შედგება ერთი რადიოაქტიური იზოტოპ 227Ac-საგან. ცნობილია 36 რადიოიზოტოპი, რომელთაგან შედარებით სტაბილურებია — 227Ac ნახევარდაშლის პერიოდით 21,772 წელი, 225Ac ნახევარდაშლის პერიოდით 10,0 დღე და 226Ac ნახ. დაშლის პერიოდით 29,37 სთ. სხვა დანარჩენ რადიოაქტიურ იზოტოპს აქვს ნახევარდაშლის პერიოდი 10 სთ-ზე ნაკლები, და მათი უმეტესობა კიდევ უფრო ნაკლებ ნახ. დაშლის პერიოდს 1 წთ-ზე ნაკლებს ფლობს. ყველაზე ნაკლებადმცხოვრები აქინიუმის იზოტოპია — 217Ac ნახევარდაშლის პერიოდით 69 ნანოწამი, რომელიც იშლება ელექტრონული მიტაცებით და ალფა-დაშლით.
მაწმენდილი 227Ac წონასწორობაში მოდის დაშლის პროდუქტებთან 185 დღის შემდეგ. ის იშლება ძირითადად β- ნაწილაკების გამოსხივებით (98,8%) და მცირე რაოდენობით α-ნაწილაკებით (1,2%), დაშლის შემდგომი პროდუქტებიც მიეკუთვნებიან აქტინიუმის რიგს, 206-დან 236-მდე მასის ატომური ერთეულის დიაპაზონში.
აქტინიუმის ზოგიერთი იზოტოპის რადიოაქტიური თვისებები:
გამოყენება
227Ac ბერილიუმთან ერთად ნარევი წარმოადგენს ნეიტრონების წყაროს. Ac-Be-წყაროები ხასიათდებიან გამა-კბანტების მცირე გამოსავალით, გამოიყენება აქტივაციურ ანალიზში, მადნებში Mn, Si, Al-ის აღმოსაჩენად.
225Ac გამოიყენება 213Bi-ის მისაღებად, ასევე რადიო-იმუნოთერაპიაში.
227Ac შეიძლება გამოყენებულ იქნას ენერგიის რადიოიზოტოპიურ წყაროებში.
228Ac გამოიყენებენ როგორც რადიოაქტიურ ინდიკატორად ქიმიურ კვლევებში, მაღალენერგეტიკული β-გამოსხივების გამო.
იზოტოპების 228Ac-228Ra ნარევს გამოიყენებენ მედიცინაში როგორც γ-გამოსხივების ინტენსიური წყარო.
ფიზიოლოგიური ქმედება
აქტინიუმი მიეკუთვნება საშიშ რადიოაქტიურ საწმლავებს მაღალი კუთრი α-აქტიურობით. თუმცა აქტინიუმის აბსორბცია საკვებგადამამუშავებელი ტრაქტიდან რადიუმთან შედარებით მცირეა, თუმცა აქტინიუმის უფრო მნიშვნელოვან თავისებურებას წარმოადგენს მისი თვისება მტკიცედ ჩარჩეს ორგანიზმში, ძვლოვანი ქსოვილების ზედა ფენებში. თავდაპირველად აქტინიუმი მნიშვნელოვნად გროვდება ღვიძლში, ამასთან ორგანიზმიდან გამოსვლის სიჩქარე გაცილებით მეტია ვიდრე მისი რადიოაქტიური დაშლის სიჩქარე. ამას გარდა დაშლის შვილობილი პროდუქტი წარმოადგენს ძალიან საშიშ ელემენტს რადონს, რომლისგანაც თავის დაცვა აქტინიუმთან მუშაობის დროს არის ცალკე სერიოზული ამოცანა.
ლიტერატურა
კარალოვა ზ. კ., მიასოედოვი ბ.ფ. «აქტინიუმი». მ. მეცნიერება, 1982, 144 გვ.
რესურსები ინტერნეტში
აქტინიუმი Webelements-ზე
აქტინიუმი ქიმიური ელემენტების პოპულარულ ბიბლიოთეკაში
სქოლიო