Astatin
Sentezi > Üretimi

| Reaksiyon | Alfa parçacığı enerjisi |
| --- | --- |
20983Bi + 42He → 21185At + 2 10n: 26 MeV
20983Bi + 42He → 21085At + 3 10n: 40 MeV
20983Bi + 42He → 20985At + 4 10n: 60 MeV
Bizmut-209'un enerjik alfa parçacıklarıyla bombalanmasıyla başlayan astatin elde etme yöntemi; görece daha basit, daha verimli sonuçlar elde edilen ve uygun tesisin daha fazla olmasından ötürü, kütle numaraları 209 ile 211 arasında değişen ve görece uzun ömürlü astatin izotoplarını elde etmek için kullanılan ana yöntemdir. Modern teknikler kullanılarak 6,6 giga bekerel (yaklaşık 86 nanogram ya da 2,47 × 1014 atom) kadar astatin üretmek mümkündür. Bu yöntemle daha büyük miktarlarda astatin sentezlenmesi, uygun siklotronların sınırlı olması ve hedefin erime ihtimali nedeniyle kısıtlıdır. Astatin bozunmasının kümülatif etkisine bağlı olarak çözücü radyolizi de bu durumun gerçekleşmesinde rol oynar. Ağustos 2020 verilerine göre dünya genelinde astatin üretme kapasitesine sahip 29 siklotronun bir kısmında düzenli olarak astatin üretimi gerçekleştirilir.
Siklotron içindeki irradyasyonlar için ince, ışın irradyasyonları için ise kalın hedef kullanılması olmak üzere bizmut hedefi kullanarak astatin-211 üretimi için iki hedef düzeni vardır. İnce hedefler genellikle, bizmutun fiziksel buhar biriktirme yöntemiyle yardımcı bir malzeme üzerine biriktirilmesiyle oluşturulur. Kalın hedefler ise bizmutun, yardımcı bir malzeme üzerine elektrokaplama tekniği kullanılarak ya da eritilerek uygulanması ya da irradyasyon esnasında ortaya çıkan eriyik hâlinin granüle olmasıyla meydana getirilir. Her iki hedef düzeni de, görece kolay ve daha az maliyetlidir.
Mikrogram bazında ölçülerdeki astatin üretimi için, kriyojenik teknolojinin kullanıldığı ikinci bir yöntem mevcuttur. Toryum ya da uranyumun, yüksek enerjili proton ışınlarıyla irradyasyona uğratılarak parçalanma reaksiyonları sayesinde üretilen radon-211'in pozitron emisyonuna uğramasıyla astatin-211 elde edilmesi mümkündür. Bu yöntemdeki sorunlardan biri, astatin-210 ile olası bir kirlenme yaşanma ihtimalinden ötürü verimin düşük olmasıdır.
Ticari kullanımı olan tek astatin izotopu astatin-211'dir. Bizmut hedefi üretmek için bu metal, santimetre kare başına 50 ile 100 mg olmak üzere altın, bakır ya da alüminyum bir yüzeye püskürtülür. Bunun yerine, bakır bir levhayla kaynaştırılmış bizmut oksit de kullanılabilir. Kimyasal olarak nötr azottan oluşan bir atmosferde tutulan hedef, astatinin olması gerekenden önce buharlaşmasını önleme amacıyla su ile soğutulur. Bir parçacık hızlandırıcıda alfa parçacıkları, bizmutla çarpıştırılır. Yalnızca bir bizmut izotopu, bizmut-209 kullanılmasına rağmen reaksiyon; astatin-209, astatin-210 ya da astatin-211'in ortaya çıktığı üç olası şekilde gerçekleşebilir. Toksik olduklarından ve herhangi bir kullanım alanları bulunmadıklarından ötürü istenmeyen nüklitleri ortadan kaldırmak için parçacık hızlandırıcısının maksimum enerjisi; elde edilmek istenen izotop olan astatin-211'in elde edildiği reaksiyon enerjisinin (26 MeV) üstünde ve diğer astatin izotoplarının üretilmesini engelleme amacıyla, astatin-210'un elde edildiği reaksiyonun enerjisinin (40 MeV) altında olan bir değere (en uygunu 29,17 MeV'dir) ayarlanır.