اکتینیم : خواص، منابع، ترکیبات، اثرات بر انسان و محیط!

 

اکتینیم یک عنصر فلزی رادیواکتیو نقره ای رنگ است که به دلیل پرتوزایی شدید، در تاریکی با نور آبی می درخشد. این ماده در سال ۱۸۹۹ توسط آندره لوئی دبییرن، یک شیمیدان فرانسوی کشف شد، که وی آن را از pitchblende جدا کرد.

 

فردریش اتو جیزل بطور مستقل اکتینیوم را در سال ۱۹۰۲ کشف کرد. رفتار شیمیایی این عنصر مانند لانتانوم کمیاب می باشد. کلمه actinium از یونانی aktis یا aktinos، به معنی پرتو یا پرتوی گرفته شده است.

 

این ماده حدود ۱۵۰ برابر رادیوم، رادیواکتیو است و به عنوان منبع نوترونی ارزشمند می باشد و در غیر این صورت کاربرد صنعتی قابل توجهی ندارد. اکتینیم -۲۲۵ در پزشکی برای تولید Bi-213 در یک ژنراتور قابل استفاده مجدد به کار می رود یا می تواند به تنهایی به عنوان عاملی برای رادیو ایمنی درمانی مورد استفاده قرار گیرد.

 

خواص و مشخصات شناسایی اکتینیم

 

خواص  مشخصات
شکل فیزیکی                                                        فلز نقره ای رنگ فرمول شیمیایی                                                                           ۸۹Ac
دانسیته                                                                     (g/cm۳)۱۰.۰ عدد اتمی (Z)                                                                          ۸۹
نقطه ذوب (تخمینی)                                                        (۰C) 1227 شماره (CAS No)                                                            ۷۴۴۰-۳۴-۸
نقطه ذوب (تقریبی)                                                         (۰C) 3200 ساختار کریستالی                                                مکعبی (fcc)

 

آکتینیوم در محیط

 

بر اساس گزارش lenntech این ماده فقط در آثار موجود در سنگ معدن اورانیوم به عنوان ۲۲۷-Ac، یک انتشار دهنده α و β با نیمه عمر ۲۱.۷۷۳ سال یافت می شود. یک تن سنگ اورانیوم حاوی حدود یک دهم گرم آکتینیم است.

 

آکتینیم در مقادیر کم در سنگ معدن اورانیوم یافت می شود، اما معمولاً در اثر تابش نوترون ۲۲۶-Ra در یک راکتور هسته ای به مقدار میلی گرم ساخته می شود. فلز اکتینیم با کاهش فلوراید آکتینیم با بخار لیتیوم در حدود ۱۱۰۰ تا ۱۳۰۰ درجه سانتیگراد تهیه شده است.

 

اکتینیوم که به طور طبیعی وجود دارد از ۱ ایزوتوپ رادیواکتیو تشکیل شده است. نوع ۲۲۷-Ac فراوانترین (۱۰۰٪ فراوانی طبیعی) می باشد و ۲۷ رادیو ایزوتوپ با پایدارترین ۲۲۷-Ac با نیمه عمر ۲۱.۷۷۳ سال، ۲۲۵-Ac با نیمه عمر ۱۰ روز و ۲۲۶-Ac با نیمه عمر ۲۹.۳۷ ساعت مشخص شده اند.

 

تمام ایزوتوپ های رادیواکتیو باقی مانده نیمه عمر کمتر از ۱۰ ساعت و اکثر این ها نیمه عمر کمتر از ۱ دقیقه دارند. این عنصر همچنین دارای ۲ حالت متا است. اکتینیم -۲۲۷ خالص در پایان ۱۸۵ روز با محصولات پوسیدگی خود به تعادل می رسد و پس از آن طبق نیمه عمر ۲۱.۷۷۳ ساله خراب می شود. ایزوتوپ های اکتینیم در وزن اتمی از ۲۰۶ amu تا ۲۳۴ amu هستند.

 

ترکیبات شیمیایی

 

ترکیبات شیمیایی

 

با حرارت دادن هیدروکسید در ۵۰۰ درجه سانتی گراد یا اگزالات در ۱۱۰۰ درجه سانتی گراد، در خلاء می توان اکسید اکتینیم (Ac۲O۳) را بدست آورد. شبکه کریستالی آن با اکسیدهای اکثر فلزات سه بعدی خاکی کمیاب مشابه می باشد.

 

تصفیه تری فلوئورید اکتینیم با هیدروکسید آمونیوم در دمای ۹۰۰-۱۰۰۰ درجه سانتیگراد باعث تولید اکسی فلورید AcOF می شود. در حالی که اکسی فلوراید لانتانیم را می توان با سوزاندن تری فلوئورید لانتانیم در هوا در دمای ۸۰۰ درجه سانتیگراد به مدت یک ساعت بدست آورد، تصفیه مشابه تری فلوئورید آکتینیم فاقد AcOF است و فقط منجر به ذوب محصول اولیه می شود:

 

AcF۳ + ۲NH۳ + H۲O → AcOF + 2NH۴F

 

تری کلرید اکتینیم با واکنش هیدروکسید اکتینیم یا اگزالات با بخارات تتراکلرید کربن در دمای بالاتر از ۹۶۰ درجه سانتیگراد بدست می آید. مشابه اکسی فلوراید، اکتینیوم اکسی کلراید را می توان با هیدرولیز تری کلرید آکتینیم با هیدروکسید آمونیوم در دمای ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد تهیه کرد.

 

با این وجود، برخلاف اکسی فلوراید  می توان با اشتعال محلول تری کلرید اکتینیم در اسید کلریدریک با آمونیاک، اکسی کلراید را سنتز کرد. واکنش آلومینیوم بروماید و اکسید اکتینیم باعث تولید اکتینیوم تریبرومید می شود:

 

Ac۲O۳ + ۲AlBr۳ → ۲AcBr۳ + Al۲O۳

 

و تصفیه آن با هیدروکسید آمونیوم در دمای ۵۰۰ درجه سانتیگراد منجر به اکسی برومید AcOBr می گردد.

 

اثرات اکتینیم بر سلامتی

 

اثرات اکتینیم بر سلامتی

 

اکتینیم -۲۲۷ بسیار رادیواکتیو است و از نظر پتانسیل آن برای اثرات سلامتی ناشی از اشعه، اکتینیم -۲۲۷ تقریباً به اندازه پلوتونیوم خطرناک است. مصرف حتی مقدار کمی آکتینیم -۲۲۷ خطری جدی برای سلامتی محسوب می شود.

 

بیشترین تهدید رادیواکتیویته برای زندگی، همانطور که می دانیم آسیب به ساختار ژنتیکی همه گونه های زنده است. آسیب ژنتیکی ناشی از قرار گرفتن در معرض اشعه در طول زندگی و نسل ها ماندگار خواهد بود.

 

حتی قرار گرفتن در معرض دوزهای پایین این ماده نیز بعد از طولانی شدن موجب سرطان می گردد. شاید شدیدترین نتیجه در طول زمان صرفاً توقف عمده توانایی تولید مثل باشد. تابش یکی از علت های شناخته شده عقیم سازی است!

 

اثرات زیست محیطی اکتینیم

 

اثرات زیست محیطی اکتینیم

 

توسعه فن آوری هسته ای با انتشار ناگهانی و همچنین انتشار رادیواکتیویته در اتمسفر، خاک، اقیانوس ها، دریاها و سطح آب همراه بوده و در سراسر جهان از نظر حیوانی، گیاهی و مواد بی اثر نشان داده می شود!!

 

تابش از طریق زنجیره غذایی از گونه ها عبور کرده و متمرکز می شود، سایر حیوانات و انسان را تحت تأثیرات مخرب آن قرار می دهد. اکتینیم -۲۲۷ بسیار رادیواکتیو است.

 

رادیواکتیویته نه تنها به انسان، بلکه به تمام موجودات زنده آسیب می رساند و باعث سرطان، آسیب به سیستم ایمنی، سرطان خون، سقط جنین، تولد نوزاد مرده، تغییر شکل و مشکلات باروری می شود.