Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Актиний-225,  225 Ас
Образец актиния (31481701837) .png
Голубое свечение, создаваемое излучением образца актиния-225
Общий
Символ225 АС
Именаактиний-225, Ас-225
Протоны89
Нейтронов136
Данные о нуклидах
Природное изобилиеслед
Период полураспада9.920 д
Родительские изотопы225 Ra  ( β - )
229 Па  ( α )
225 Th  ( EC )
Продукты распада221 пт
Изотопная масса225.023229 (5) u
Избыточная энергия21637 ± 5 кэВ
Режимы распада
Режим распадаЭнергия распада ( МэВ )
α5,9351
Изотопы актиния
Полная таблица нуклидов

Актиний-225 ( 225 Ас , Ас-225 ) представляет собой изотоп из актиний . Он подвергается альфа-распаду до франция-221 с периодом полураспада 10 дней и является промежуточным продуктом распада в ряду нептуния ( цепь распада начинается с 237 Np ). За исключением мизерных количеств, возникающих в результате этой цепочки распада в природе, 225 Ac является полностью синтетическим .

Свойства распада актиния-225 благоприятны для использования в целевой альфа-терапии (ТАТ); клинические испытания продемонстрировали применимость радиофармпрепаратов, содержащих 225 Ас, для лечения различных типов рака . Однако нехватка этого изотопа в результате его необходимого синтеза на циклотронах ограничивает его потенциальные применения.

Распад и возникновение [ править ]

Актиний-225 является частью цепи 4n +1 (серия нептуния).

Актиний-225 имеет период полураспада 10 дней и распадается за счет альфа- излучения. Она является частью серии нептуния , ибо она возникает как продукт распада из нептуния-237 и его дочерей , такие как уран-233 и торий-229 . Это последний нуклид в цепочке с периодом полураспада в течение суток до предпоследнего продукта, висмута-209 (период полураспада2.01 × 10 21 год). [1] Конечным продуктом распада 225 Ас является стабильный 205 Тл .

В качестве члена ряда нептуния, она не встречается в природе , кроме как произведение следовых количеств 237 Np и ее дочерей образованных захвата нейтронов реакции на изначальном 232 Th и 238 U . [2] Это встречается гораздо реже , чем 227 Ac и 228 Ac, которые соответственно возникают в цепи распада на уран-235 и торий-232 . Его численность оценивалась менее чем1,1 × 10 −19 относительно 232 Th и около9.9 × 10 −16 относительно 230 Th в вековом равновесии . [2]

Открытие [ править ]

Актиний-225 был открыт в 1947 году как часть ранее неизвестного ряда нептуния, который был заселен в результате синтеза 233 U. [3] Группа физиков из Аргоннской национальной лаборатории под руководством Ф. Хагеманна первоначально сообщила об открытии 225 Ас и идентифицировал его период полураспада 10 дней. [4] Независимо, канадская группа во главе с А.С. Инглишем определила ту же схему распада; обе статьи были опубликованы в одном выпуске Physical Review . [3] [5] [6]

Производство [ править ]

Поскольку 225 Ac не встречается в природе в заметных количествах, его необходимо синтезировать в специализированных ядерных реакторах. Большая часть 225 Ac образуется в результате альфа-распада 229 Th, но это количество ограничено, поскольку распад 229 Th (период полураспада 7340 лет) является относительно медленным из-за его относительно длительного периода полураспада. [7] Также возможно получить 225 Ac из радия-226 в реакции 226 Ra (p, 2n). Потенциал заполнения 225 Ac с использованием мишени 226 Ra был впервые продемонстрирован в 2005 году, хотя производство и обработка 226Ra являются трудными из-за соответствующей стоимости извлечения и опасности продуктов распада, таких как радон-222 . [7]

В качестве альтернативы, 225 Ас может быть получен в реакциях откола на мишени 232 Th, облученной пучками протонов высокой энергии . [8] Современные методы позволяют производить мКи количеств 225 Ас; однако затем его необходимо отделить от других продуктов реакции. [9] Это достигается путем распада некоторых более короткоживущих нуклидов; Затем изотопы актиния химически очищают в горячих камерах и концентрируют 225 Ас. Следует проявлять особую осторожность, чтобы избежать заражения долгоживущим бета- испускающим актинием-227 . [8]

На протяжении десятилетий большая часть 225 Ac производилась на одном предприятии - в Национальной лаборатории Ок-Ридж в Теннесси, что еще больше уменьшало доступность этого изотопа даже при меньшем участии других лабораторий. [8] Дополнительные 225 Ас в настоящее время производится из 232 Th в Лос - Аламосе национальной лаборатории и Национальной лаборатории Brookhaven . [10] Объект TRIUMF и Канадские ядерные лаборатории сформировали стратегическое партнерство в области коммерческого производства актиния-225. [11]

Низкое содержание 225 Ас ограничивает его использование в исследованиях и лечении рака . Подсчитано, что текущие поставки 225 Ac позволяют лечить только около тысячи раковых заболеваний в год. [7] [12]

Приложения [ править ]

Альфа-излучатели, такие как актиний-225, предпочтительны при лечении рака из-за малого радиуса действия (несколько диаметров клеток ) альфа-частиц в тканях и их высокой энергии, что делает их очень эффективными в нацеливании и уничтожении раковых клеток - в частности, альфа-частицы больше эффективен при разрыве цепей ДНК . 10-дневный период полувыведения 225 Ас является достаточно продолжительным, чтобы облегчить лечение, но достаточно коротким, чтобы в организме через несколько месяцев после лечения остается мало. [10] Это контрастирует с аналогичным исследовали 213 Bi, чьи 46 минут полураспада обусловливает необходимость в месте производства и немедленного использования. Дополнительно 225Ac имеет среднюю смертельную дозу на несколько порядков больше, чем 213 Bi из-за его более длительного периода полураспада и последующих альфа-выбросов от продуктов его распада. Каждый распад от 225 Ас до 209 Bi объединяет четыре высокоэнергетических альфа-частицы, что значительно увеличивает его эффективность. [10] [13]

Несмотря на его ограниченную доступность, было завершено несколько клинических испытаний, демонстрирующих эффективность 225 Ас в целевой альфа-терапии. [8] [13] Комплексы в том числе 225 Ас-такие как антитела , меченные 225 Ас-были протестированы на целевой различные типы рака, в том числе лейкемии , рака предстательной железы и рака молочной железы у человека. [13] Например, один экспериментальный препарат на основе 225 Ас продемонстрировал эффективность против острого миелоидного лейкоза, не причиняя вреда пациенту. Дальнейшие клинические испытания других препаратов продолжаются. [10]

См. Также [ править ]

  • Изотопы актиния
  • Радий-223
  • Висмут-213

Ссылки [ править ]

  1. ^ Audi, G .; Кондев Ф.Г .; Wang, M .; Хуанг, WJ; Наими, С. (2017). «Оценка ядерных свойств NUBASE2016» (PDF) . Китайская физика C . 41 (3): 03001–121. Bibcode : 2017ChPhC..41c0001A . DOI : 10.1088 / 1674-1137 / 41/3/030001 .
  2. ^ а б Пеппард, Д. Ф.; Мейсон, GW; Серый, PR; Мех, Дж. Ф. (1952). «Возникновение серии (4n + 1) в природе» (PDF) . Журнал Американского химического общества . 74 (23): 6081–6084. DOI : 10.1021 / ja01143a074 .
  3. ^ a b Thoennessen, M. (2016). Открытие изотопов: полное собрание . Springer. С. 112–113. DOI : 10.1007 / 978-3-319-31763-2 . ISBN 978-3-319-31761-8. LCCN  2016935977 .
  4. ^ Фрай, C .; Тоннессен, М. (2013). «Открытие изотопов актиния, тория, протактиния и урана». Атомные данные и таблицы ядерных данных . 99 (3): 345–364. arXiv : 1203.1194 . Bibcode : 2013ADNDT..99..345F . DOI : 10.1016 / j.adt.2012.03.002 .
  5. ^ Hagemann, F .; Кацин, Л.И.; Studier, MH; Ghiorso, A .; Сиборг, GT (1947). «  Радиоактивный ряд (4 n + 1): продукты распада U 233 ». Физический обзор . 72 (3): 252. Bibcode : 1947PhRv ... 72..252H . DOI : 10.1103 / PhysRev.72.252 .
  6. ^ Английский, AC; Cranshaw, TE; Demers, P .; Харви, JA; Хинкс, EP; Джелли, СП; Май, АН (1947). «  Радиоактивная серия (4 n + 1)». Физический обзор . 72 (3): 253–254. Полномочный код : 1947PhRv ... 72..253E . DOI : 10.1103 / PhysRev.72.253 .
  7. ^ a b c Робертсон, AKH; Ramogida, CF; Schaffer, P .; Радченко, В. (2018). «Разработка радиофармпрепаратов 225 Ac: перспективы и опыт TRIUMF» . Современные радиофармпрепараты . 11 (3): 156–172. DOI : 10.2174 / 1874471011666180416161908 . PMC 6249690 . PMID 29658444 .  
  8. ^ a b c d Министерство энергетики США (2018). «Как ученые открыли новый способ производства актиния-225, редкого медицинского изотопа» . Phys.org . Дата обращения 8 ноября 2019 .
  9. ^ Griswold, JR; Медведев Д.Г .; Энгл, JW; и другие. (2016). «Крупномасштабное производство на ускорителях 225 Ac: эффективные сечения для протонов 78-192 МэВ, падающих на мишени 232 Th» . Прикладное излучение и изотопы . 118 : 366–374. DOI : 10.1016 / j.apradiso.2016.09.026 . PMID 27776333 . 
  10. ^ a b c d Тайлер К. "Ядерная война против рака" (PDF) . 1663 . № Март 2016. Лос-Аламосская национальная лаборатория. С. 27–29.
  11. ^ «TRIUMF и CNL создают стратегическое партнерство, чтобы обеспечить новаторское лечение рака» . ТРИУМФ. 27 сентября 2018.
  12. ^ UBC Science (2019). «Ускорение доступа к неуловимому медицинскому изотопу» . Средний . Дата обращения 8 ноября 2019 .
  13. ^ a b c Шейнберг, DA; Макдевит, MR (2011). «Актиний-225 в целевых терапевтических применениях с использованием альфа-частиц» . Современные радиофармпрепараты . 4 (4): 306–320. DOI : 10.2174 / 1874471011104040306 . PMC 5565267 . PMID 22202153 .