ActinまたはActiumと混同しないでください。

原子番号89の化学元素（Ac）

アクチニウム、  ₈₉ Ac

アクチニウム
発音	/ æ k ˈ t ɪ n i ə m / ⓘ ​( ak- TIN -ee-əm )
外観	銀白色で不気味な青い光を放つ。[ 1 ]時には金色に輝く[ 2 ]
質量数	[227]
周期表におけるアクチニウム
水素 ヘリウム リチウム ベリリウム ボロン 炭素 窒素 酸素 フッ素 ネオン ナトリウム マグネシウム アルミニウム シリコン リン 硫黄 塩素 アルゴン カリウム カルシウム スカンジウム チタン バナジウム クロム マンガン 鉄 コバルト ニッケル 銅 亜鉛 ガリウム ゲルマニウム 砒素 セレン 臭素 クリプトン ルビジウム ストロンチウム イットリウム ジルコニウム ニオブ モリブデン テクネチウム ルテニウム ロジウム パラジウム 銀 カドミウム インジウム 錫 アンチモン テルル ヨウ素 キセノン セシウム バリウム ランタン セリウム プラセオジム ネオジム プロメチウム サマリウム ユーロピウム ガドリニウム テルビウム ジスプロシウム ホルミウム エルビウム ツリウム イッテルビウム ルテチウム ハフニウム タンタル タングステン レニウム オスミウム イリジウム 白金 金 水銀（元素） タリウム 鉛 ビスマス ポロニウム アスタチン ラドン フランシウム ラジウム アクチニウム トリウム プロトアクチニウム ウラン ネプツニウム プルトニウム アメリシウム キュリウム バークリウム カリホルニウム アインシュタイニウム フェルミウム メンデレビウム ノーベリウム ローレンシウム ラザホージウム ドブニウム シーボーギウム ボーリウム ハッシウム マイトネリウム ダルムシュタット レントゲン コペルニシウム ニホニウム フレロビウム モスコビウム リバモリウム テネシン オガネソン ラ ↑ アック ↓ — ラジウム←アクチニウム→トリウム
原子番号 （Z）	89
グループ	fブロックグループ（番号なし）
期間	期間7
ブロック	fブロック
電子配置	[ Rn ] 6d 1 7s 2
殻あたりの電子数	2、8、18、32、18、9、2
物理的特性
STPでの 位相	固体
融点	1500  K (1227 °C, 2240 °F) (推定) [ 2 ]
沸点	3500±300 K (3200±300 °C, 5800±500 °F) (外挿) [ 2 ]
密度（ rt付近 ）	10 g/cm 3
融解熱	14  kJ/モル
蒸発熱	400 kJ/モル
モル熱容量	27.2 J/(モル·K)
原子の性質
酸化状態	コモン: +3 +2 [ 3 ]
電気陰性度	ポーリングスケール：1.1
イオン化エネルギー	1位: 499 kJ/モル 2位: 1170 kJ/mol 3番目: 1900 kJ/mol （もっと）
共有結合半径	午後2時15分
アクチニウムのスペクトル線
その他の特性
自然発生	腐敗から
結晶構造	面心立方格子（fcc）（cF4）
格子定数	a  = 531.5 pm (20 °C) [ 4 ]
熱伝導率	12 W/(m⋅K)
CAS番号	7440-34-8
歴史
ネーミング	古代ギリシャ語のακτίς（「ビーム」または「光線」）に由来
発見	フリードリヒ・オスカー・ギーゼル（1902）
最初の隔離	ジョセフ・G・スタイト、マレル・L・サルツキー、ボブ・D・ストーン(1955)
命名者	アンドレ＝ルイ・ドビエルヌ（1899）
アクチニウムの同位体 v e
主な同位体[ 5 ] 減衰 アイソトープ 豊富 半減期 （t 1/2） モード 製品 225エーカー トレース 9.919日 α 221金 226エーカー シンセ 29.37時間 β − 226番目 ε 226ラ α 222金 227エーカー トレース 21.772年 β − 227番目 α 223金 228エーカー トレース 6.15時間 β − 228番目
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アクチニウムは化学元素であり、記号 Ac、原子番号89です。1902年にフリードリヒ・オスカー・ギーゼル によって発見され、エマニウムと命名されました。この元素名は、アンドレ＝ルイ・ドビエルヌが1899年に発見したアクチニウムと誤って同定されたことに由来しています。アクチノイド系列（周期表でアクチニウムとローレンシウムの間にある15元素）は、アクチニウムにちなんで名付けられています。ポロニウム、ラジウム、ラドンとともに、アクチニウムは最初に発見された非原始放射性元素の一つです。

柔らかい銀白色の放射性金属であるアクチニウムは、空気中の酸素や水分と急速に反応して、それ以上の酸化を防ぐ白い酸化アクチニウムの被膜を形成します。ほとんどのランタノイドや多くのアクチノイドと同様に、アクチニウムはほぼすべての化合物で酸化状態+3 になります。アクチニウムは、半減期21.772 年で崩壊し、主にベータ粒子、場合によってはアルファ粒子を放出する同位体²²⁷ Ac、および半減期 6.15 時間でベータ線を放射する²²⁸ Acとして、ウラン鉱石やトリウム鉱石にのみ痕跡量存在します。鉱石中の天然ウラン1トンには約 0.2 ミリグラムのアクチニウム 227 が含まれ、トリウム1 トンには約 5 ナノグラムのアクチニウム 228 が含まれます。アクチニウムとランタンの物理的・化学的性質は非常に類似しているため、鉱石からアクチニウムを分離することは現実的ではありません。その代わりに、原子炉で^Ra226を中性子照射することで、ミリグラム単位でアクチニウムが調製されます。アクチニウムは希少性、高価格、そして放射能のため、工業的に大きな用途はありません。現在の用途としては、中性子源や放射線治療薬などが挙げられます。

歴史

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フランスの化学者アンドレ＝ルイ・ドビエルヌは、1899年に新元素の発見を発表しました。彼は、マリーとピエール・キュリーがラジウムを抽出した後に残したピッチブレンドの残留物からそれを分離しました。^{[ 6 ]} 1899年にドビエルヌはその物質がチタンに似ていると説明し^{[ 7 ]} 、（1900年には）トリウムに似ていると述べました。^{[ 8 ]}フリードリヒ・オスカー・ギーゼルは1902年に^{[ 9 ]}ランタンに似た物質を発見し、1904年に「エマニウム」と名付けました。^{[ 10 ]ドゥビエルヌ、 [ 11 ]}ハリエット・ブルックス（1904年）、オットー・ハーンとオットー・ザックル（1905年）によって決定された物質の半減期の比較の後、ドゥビエルヌが新しい元素に選んだ名前は、彼が異なる時期に主張した元素の化学的性質が矛盾していたにもかかわらず、優先順位が高かったため保持されました。^{[ 12 ] [ 13 ]}

1970年代に発表された論文^{[ 14 ]}とそれ以降に発表された論文^{[ 6 ]}は、1904年に発表されたドゥビエルヌの研究結果が、1899年と1900年に報告されたものと矛盾することを示唆している。さらに、現在知られているアクチニウムの化学的性質からすると、ドゥビエルヌの1899年と1900年の研究結果において、アクチニウムが微量成分としてしか存在しなかったことはあり得ない。実際、彼が報告した化学的性質から判断すると、彼はプロトアクチニウムを偶然特定した可能性が高い。プロトアクチニウムは、その後14年間発見されることはなく、加水分解と彼の研究装置への吸着により消失しただけだった。このため、一部の研究者は、発見の功績はギーゼル一人に帰せられるべきだと主張する。^{[ 2 ]}アドルフは、科学的発見について、より穏和な見方を提唱している。^{[ 6 ]}彼は、初期の論文に対する後知恵的な批判は、当時の放射化学の黎明期の状況によって和らげられるべきだと示唆している。彼は、ドビエルヌの原論文における主張の慎重さを強調し、ドビエルヌの物質にアクチニウムが含まれていなかったと主張する者は誰もいないと指摘している。^{[ 6 ]}現在、大多数の歴史家によって発見者とみなされているドビエルヌは、この元素への興味を失い、研究から離脱した。一方、ギーゼルは、放射化学的に純粋なアクチニウムを初めて調製し、その原子番号89を同定した功績を正当に認められている。^{[ 14 ]}

アクチニウムという名称は、古代ギリシャ語の aktis, aktinos (ακτίς, ακτίνος)に由来し、光線やビームを意味します。^{[ 15 ]}記号Acは、アセチル、アセテート^{[ 16 ]} 、アセトアルデヒドなど、アクチニウムとは何の関係もない他の化合物の略語にも使用されます。^{[ 17 ]}

プロパティ

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アクチニウムは柔らかく、銀白色の^{[ 18 ] [ 19 ]} 放射性金属元素です。その推定剪断弾性率は鉛と同程度です。^{[ 20 ]}強い放射能のため、アクチニウムは暗闇で淡青色に輝きます。この光は、放出された高エネルギー粒子によって周囲の空気がイオン化されることで発生します。^{[ 21 ]}アクチニウムはランタンや他のランタノイドと化学的性質が似ているため、ウラン鉱石から抽出する際にこれらの元素を分離することは困難です。分離には、溶媒抽出法とイオンクロマトグラフィーが一般的に用いられます。^{[ 22 ]}

アクチノイド元素の最初の元素であるアクチニウムは、ランタノイド元素のランタンがアクチノイド元素の名称の由来となったのと同様に、この元素群にその名を与えた。アクチノイド元素はランタノイド元素よりもはるかに多様であるため^{[ 23 ]}、ランタノイド元素の認識以来、ドミトリ・メンデレーエフの周期表における最も重要な変更、すなわちアクチノイド元素の導入が広く受け入れられたのは、グレン・T・シーボーグによる超ウラン元素の研究^{[ 24 ]}が行われた1945年になってからであった（ただし、アクチノイド元素の導入は、1892年にイギリスの化学者ヘンリー・バセットによって既に提唱されていた）。^{[ 25 ]}

アクチニウムは空気中の酸素や水分と急速に反応して、それ以上の酸化を妨げる白い酸化アクチニウムの被膜を形成する。 ^{[ 18 ]}ほとんどのランタノイドやアクチノイドと同様に、アクチニウムは酸化状態+3 で存在し、溶液中でAc ^{3+イオンは無色である。 [ 26 ]}酸化状態 +3 はアクチニウムの [Rn] 6d ¹ 7s ^{2電子配置に由来し、3 つの価電子が容易に供与されて、}希ガスである ラドンの安定した閉殻構造を形成する。^{[ 19 ]}アクチニウム原子の 5f 軌道は空軌道であるが、アクチニウム錯体の価電子軌道として使用できるため、これを研究している著者らは一般に、アクチニウムを最初の 5f 元素とみなしている。^{[ 27 ] [ 28 ] [ 29 ]} Ac3 ^+は既知の三価イオンの中で最大であり、その第一配位球には約10.9±0.5個の水分子が含まれています。^{[ 30 ]}

化合物

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主要記事:アクチニウム化合物

アクチニウムの強い放射能のため、アクチニウム化合物は限られた数しか知られていない。これらには、AcF ₃、AcCl ₃、AcBr ₃、AcOF、AcOCl、AcOBr、Ac ₂ S ₃、Ac ₂ O ₃、AcPO ₄、Ac(NO ₃ ) _{3 など}がある。これらはすべて、酸化数+3のアクチニウムを含む。^{[ 26 ] [ 31 ]}特に、類似のランタン化合物とアクチニウム化合物の格子定数はわずか数パーセントしか違わない。^{[ 31 ]}

式	色	対称	空間群	いいえ	ピアソンシンボル	午後​	b（午後）	c（午後）	Z	密度、 g/cm 3
アク	銀色の	FCC [ 32 ]	Fm 3 m	225	cF4	531.1	531.1	531.1	4	10.07
酢酸2	未知	立方体[ 32 ]	Fm 3 m	225	cF12	567	567	567	4	8.35
Ac 2 O 3	白[ 18 ]	三方晶系[ 33 ]	P 3 m1	164	hP5	408	408	630	1	9.18
Ac 2 S 3	黒	立方体[ 34 ]	I 4 3d	220	cI28	778.56	778.56	778.56	4	6.71
AcF 3	白[ 35 ]	六角形[ 31 ] [ 33 ]	P 3 c1	165	hP24	741	741	755	6	7.88
塩化酢酸3	白	六角形[ 31 ] [ 36 ]	P6 3 /m	165	hP8	764	764	456	2	4.8
臭化水素酸3	白[ 31 ]	六角形[ 36 ]	P6 3 /m	165	hP8	764	764	456	2	5.85
アコフ	白[ 37 ]	立方体[ 31 ]	Fm 3 m			593.1				8.28
酢酸四塩化銀	白	正方晶系[ 31 ]				424	424	707		7.23
臭化水素酸	白	正方晶系[ 31 ]				427	427	740		7.89
AcPO 4 ·0.5H 2 O	未知	六角形[ 31 ]				721	721	664		5.48

ここで、a、b、cは格子定数、Noは空間群番号、Zは単位胞あたりの化学式単位の数です。密度は直接測定されたものではなく、格子定数から計算されたものです。

酸化物

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主要記事:酸化アクチニウム(III)

酸化アクチニウム（Ac ₂ O ₃）は、真空中で水酸化物を500℃（932℉）で、またはシュウ酸塩を1,100℃（2,010℉）で加熱することによって得られる。その結晶格子は、ほとんどの三価希土類金属の酸化物と同型である。 ^{[ 31 ]}

ハロゲン化物

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三フッ化アクチニウムは、溶液反応または固体反応のいずれかで生成できます。前者の反応は、アクチニウムイオンを含む溶液にフッ化水素酸を加えることで室温で行われます。後者の方法では、白金のみを使用した装置で、アクチニウム金属を700℃（1,292°F）でフッ化水素蒸気で処理します。三フッ化アクチニウムを900～1,000℃（1,650～1,830°F）で水酸化アンモニウムで処理すると、オキシフッ化物AcOFが生成されます。一方、オキシフッ化ランタンは、三フッ化ランタンを空気中で800℃（1,470°F）で1時間燃焼させることで容易に得られますが、三フッ化アクチニウムを同様に処理してもAcOFは生成されず、最初の生成物が溶融するだけです。^{[ 31 ] [ 37 ]}

AcF ₃ + 2 NH ₃ + H ₂ O → AcOF + 2 NH ₄ F

三塩化アクチニウムは、水酸化アクチニウムまたはシュウ酸アクチニウムを四塩化炭素蒸気と960℃（1,760℉）以上の温度で反応させることで得られる。オキシフッ化物と同様に、オキシ塩化アクチニウムは、三塩化アクチニウムを水酸化アンモニウムで1,000℃（1,830℉）で加水分解することで得られる。しかし、オキシフッ化物とは異なり、オキシ塩化物は、三塩化アクチニウムの塩酸溶液をアンモニアで加熱することで合成できる。^{[ 31 ]}

臭化アルミニウムと酸化アクチニウムの反応により三臭化アクチニウムが生成される。

Ac ₂ O ₃ + 2 AlBr ₃ → 2 AcBr ₃ + Al ₂ O ₃

これを500℃（932℉）で水酸化アンモニウムで処理すると、臭化物AcOBrが得られる。^{[ 31 ]}

その他の化合物

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アクチニウム水素化物は、_三塩化アクチニウムを300℃（572°F）でカリウムで還元することによって得られ、その構造は対応するランタン水素化物との類推によって推定された。反応における水素の起源は不明であった。^{[ 38 ]}

リン酸ナトリウム（NaH ₂ PO ₄ ）をアクチニウムの塩酸溶液と混合すると、白色のリン酸アクチニウム半水和物（AcPO ₄ ·0.5H ₂ O）が得られる。また、シュウ酸アクチニウムを硫化水素蒸気とともに1,400 °C（2,550 °F）で数分間加熱すると、黒色の硫化アクチニウムAc ₂ S _{3が得られる。これは、1,000 °C（1,830 °F）で}酸化アクチニウムに硫化水素と二硫化炭素の混合物を作用させることによって生成される可能性がある。^{[ 31 ]}

同位体

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主要記事:アクチニウムの同位体

天然アクチニウムは主に2つの放射性同位元素、²²⁷ Ac (放射性元素²³⁵ Uの仲間) と²²⁸ Ac ( ²³² Thの孫元素) から構成されています。²²⁷ Acは主に非常に小さなエネルギーでベータ線として崩壊しますが、1.38% のケースでアルファ粒子を放出するため、アルファ分光法で容易に識別できます。^{[ 2 ]} 33 種類の放射性同位元素が特定されており、最も安定しているのは半減期が21.772 年の²²⁷ Ac 、半減期が 10.0 日の²²⁵ Ac 、半減期が 29.37 時間の²²⁶ Acです。残りの放射性同位元素の半減期はすべて 10 時間未満で、そのほとんどは 1 分未満の半減期です。アクチニウムの最も短寿命な同位体は²¹⁷ Ac（半減期69ナノ秒）で、アルファ崩壊を起こします。アクチニウムには2つのメタ状態も知られています。^{[ 39 ]}化学において最も重要な同位体は²²⁵ Ac、²²⁷ Ac、²²⁸ Acです。^{[ 2 ]}

精製された^227Acは、約半年後に崩壊生成物と平衡状態になります。21.772年の半減期に従って崩壊し、主にベータ粒子（98.62%）と少量のアルファ粒子（1.38%）を放出します。^{[ 39 ]}連続崩壊生成物はアクチニウム系列に属します。利用可能な量が少なく、ベータ粒子のエネルギーが低く（最大44.8 keV）、アルファ線の強度が低いため、^227Acは放出によって直接検出することが困難であり、そのため崩壊生成物を介して追跡されます。^{[ 26 ]}アクチニウムの同位体の原子量は203  Da ( ²⁰³ Ac ) から236 Da ( ²³⁶ Ac )。^{[ 39 ]}

アイソトープ	生産	減衰	人生の半分
221エーカー	232 Th(d,9n)→ 225 Pa(α)→ 221 Ac	α	52ミリ秒
222エーカー	232 Th(d,8n)→ 226 Pa(α)→ 222 Ac	α	5.0秒
223エーカー	232 Th(d,7n)→ 227 Pa(α)→ 223 Ac	α	2.1分
224エーカー	232 Th(d,6n)→ 228 Pa(α)→ 224 Ac	α	2.78時間
225エーカー	232 Th(n,γ)→ 233 Th(β - )→ 233 Pa(β - )→ 233 U(α)→ 229 Th(α)→ 225 Ra(β - )→ 225 Ac	α	10日間
226エーカー	226ラド(d,2n)→ 226アセチルコリン	α、β − 電子捕獲	29.37時間
227エーカー	235 U(α)→ 231 Th(β − )→ 231 Pa(α)→ 227 Ac	α、β −	21.77歳
228エーカー	232 Th(α)→ 228 Ra(β − )→ 228 Ac	β −	6.15時間
229エーカー	228 Ra(n,γ)→ 229 Ra(β − )→ 229 Ac	β −	62.7分
230エーカー	232 Th(d,α)→ 230 Ac	β −	122秒
231エーカー	232 Th(γ,p)→ 231 Ac	β −	7.5分
232エーカー	232 Th(n,p)→ 232 Ac	β −	119秒

発生と合成

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ウラン鉱石にはアクチニウムの濃度が高い。

アクチニウムはウラン鉱石（ウラン1トンあたり約0.2ミリグラムの²²⁷ Ac ^{[ 40 ] [ 41 ]}）とトリウム鉱石（トリウム1トンあたり約5ナノグラムの²²⁸ Acを含む）にのみ微量に含まれています。アクチニウム同位体 ²²⁷ Ac は、親同位体²³⁵ U（または²³⁹ Pu ）から始まり、安定鉛同位体²⁰⁷ Pbで終わるウラン-アクチニウム系列 崩壊系列の一時的なメンバーです。同位体^{228 Ac は、親同位体232} Thから始まり、安定鉛同位体²⁰⁸ Pbで終わるトリウム系列崩壊系列の一時的なメンバーです。別のアクチニウム同位体（²²⁵ Ac ）は、²³⁷ Np（または²³³ U ）で始まり、タリウム（²⁰⁵ Tl）とほぼ安定なビスマス（²⁰⁹ Bi ）で終わるネプツニウム系列の崩壊系列に一時的に存在します。原始的な²³⁷ Np はすべて崩壊して消滅しましたが、天然の²³⁸ Uに対する中性子ノックアウト反応によって継続的に生成されます。

自然濃度が低く、アクチニウム含有鉱石に常に豊富に含まれるランタンや他のランタノイド元素と物理的・化学的性質が非常に類似しているため、鉱石からアクチニウムを分離することは現実的ではありません。原料から調製された最も高濃度のアクチニウムサンプルは、0.1ミリグラム未満のLa ₂ O _{3中に7マイクログラムの}²²⁷ Acが含まれており、完全な分離は達成されませんでした。^{[ 42 ]}代わりに、原子炉内で²²⁶ Raを中性子照射することで、ミリグラム単位のアクチニウムが調製されます。^{[ 41 ] [ 43 ]}

${\displaystyle {\ce {^{226}_{88}Ra + ^{1}_{0}n -> ^{227}_{88}Ra ->[\beta^-][42.2 \ {\ce {min}}] ^{227}_{89}Ac}}}$

反応収率はラジウム重量の約2%である。²²⁷ Ac はさらに中性子を捕獲して少量の²²⁸ Ac を生成する。合成後、アクチニウムはラジウムおよび崩壊と核融合の生成物であるトリウム、ポロニウム、鉛、ビスマスから分離される。抽出は、放射線生成物の水溶液からテノイルトリフルオロアセトン-ベンゼン溶液で行うことができ、特定の元素への選択性はpH を調整することによって達成される（アクチニウムの場合は約6.0）。^{[ 40 ]}別の手順は、硝酸中の適切な樹脂による陰イオン交換であり、これにより、2段階プロセスでラジウムおよびアクチニウムとトリウムの分離係数を1,000,000にすることができる。その後、低架橋陽イオン交換樹脂と溶離液として硝酸を使用して、アクチニウムを約100の比率でラジウムから分離することができる。^{[ 44 ]}

²²⁵ Acは、2000年にドイツの超ウラン元素研究所（ITU）のサイクロトロンとシドニーのセントジョージ病院のリニアックを用いて初めて人工的に生成されました。 ^{[ 45 ]}この希少同位体は放射線治療への応用が期待されており、ラジウム226を標的に20～30MeVの重水素イオンを照射することで最も効率的に生成されます。この反応では²²⁶ Acも生成されますが、これは半減期29時間で崩壊するため、²²⁵ Acは汚染されません。^{[ 46 ]}

アクチニウム金属は、真空中、1,100～1,300℃（2,010～2,370℉）の温度で、フッ化アクチニウムをリチウム蒸気で還元することによって製造される。高温では生成物が蒸発し、低温では不完全な変換が起こる。リチウムが他のアルカリ金属の中で選ばれたのは、そのフッ化物が最も揮発性が高いためである。^{[ 15 ] [ 18 ]}

アプリケーション

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²²⁷ Ac は希少性、高価格、放射能のため、現在のところ大きな産業用途はないが、²²⁵ Ac は現在、標的アルファ療法などのがん治療への利用が研究されている。^{[ 15 ] [ 29 ] 227} Ac は放射能が非常に高いため、例えば宇宙船の放射性同位体熱電発電機の活性要素としての利用が研究された。 ^{227 Ac を}ベリリウムで圧縮した酸化物も効率的な中性子源であり、その放射能は標準的なアメリシウム-ベリリウムおよびラジウム-ベリリウムのペアよりも高い。^{[ 47 ]}これらすべての用途において、²²⁷ Ac (ベータ線源) は崩壊時にアルファ線放出同位体を生成する単なる前駆体である。ベリリウムは、(α,n) 核反応の断面積が大きいため、アルファ粒子を捕獲して中性子を放出する。

${\displaystyle {\ce {^{9}_{4}Be + ^{4}_{2}He -> ^{12}_{6}C + ^{1}_{0}n + \gamma}}}$

227 ^{AcBe中性子源は}中性子プローブに応用することができます 。これは土壌中の水分量や、高速道路建設における品質管理のための水分/密度を測定するための標準的な装置です。^{[ 48 ] [ 49 ]}このようなプローブは、井戸の検層、中性子ラジオグラフィー、トモグラフィー、その他の放射化学調査にも使用されます。^{[ 50 ]}

放射線治療における^{225 Acの}DOTAキャリアの化学構造

²²⁵ Ac は医療の分野で、再利用可能な生成器で²¹³ Bi を生成するために応用されている^{[ 44 ]}か、または単独で放射線治療、特に標的アルファ線治療 (TAT)の薬剤として使用することができます。この同位体は半減期が 10 日であるため、²¹³ Bi (半減期 46 分) よりも放射線治療に適しています。^{[ 29 ]}さらに、²²⁵ Ac は、 227 Th、 228 Th、 230 U など、いくつかの他の候補同位体の崩壊系列の最終生成物である有毒^な鉛^では^なく、無毒の209 ^{Biに崩壊します。 [ 29 ] 225} Ac 自体だけでなく、その娘核種も体内でがん細胞を殺すアルファ粒子を放出します。²²⁵ Ac の応用における主な困難は、単純なアクチニウム錯体を静脈注射すると、数十年間にわたって骨や肝臓に蓄積されることでした。その結果、²²⁵ Acのアルファ粒子によって癌細胞が急速に死滅した後、アクチニウムとその娘核種からの放射線が新たな変異を誘発する可能性がありました。この問題に対処するため、^{225 Acは}クエン酸、エチレンジアミン四酢酸（EDTA）、ジエチレントリアミン五酢酸（DTPA）などのキレート剤と結合しました。これにより骨へのアクチニウムの蓄積は減少しましたが、体外への排出は依然として遅いままでした。 HEHA（1,4,7,10,13,16-ヘキサアザシクロヘキサデカン-N,N′,N″,N‴,N‴′,N‴″-ヘキサ酢酸）^{[ 51 ]}やDOTA（1,4,7,10-テトラアザシクロドデカン-1,4,7,10-テトラ酢酸）などのキレート剤と、HER2/neu受容体に阻害するモノクローナル抗体であるトラスツズマブを併用すると、はるかに良好な結果が得られました。後者の併用投与はマウスで試験され、白血病、リンパ腫、乳がん、卵巣がん、神経芽腫、前立腺がんに有効であることが証明されました。^{[ 52 ] [ 53 ] [ 54 ]}

²²⁷ Acの半減期は中程度(21.77 年) であるため、海洋水のゆっくりとした垂直混合をモデル化するのに非常に便利な放射性同位体です。流速 (年間 50 メートル程度) を直接測定しても、必要な精度で関連プロセスを調査することはできません。ただし、さまざまな同位体の濃度深度プロファイルを評価することで、混合速度を推定できます。この方法の背景にある物理的メカニズムは次のとおりです。海洋水には均一に分散した²³⁵ U が含まれています。その崩壊生成物である²³¹ Pa は徐々に海底に沈殿するため、その濃度は最初は深度とともに増加し、その後ほぼ一定のままになります。²³¹ Pa は²²⁷ Ac に崩壊しますが、後者の同位体の濃度は²³¹ Pa の深度プロファイルに従わず、海底に向かって増加します。これは、海底からいくらかの追加の²²⁷ Acを上昇させる混合プロセスのために発生します。このように^231Paと^227Acの深度プロファイルを分析することで、研究者は混合挙動をモデル化することができます。^{[ 55 ] [ 56 ]}

_AcHx水素化物（この場合は非常に高圧）は、TcがH3Sよりも大幅に高く、おそらく250K近くになるため、室温付近の超伝導体の候補になる_{という理論}的予測があります。^{[ 57 ]}

予防

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²²⁷ Acは放射能が非常に高く、実験は密閉されたグローブボックスを備えた特別に設計された実験室で行われます。三塩化アクチニウムをラットに静脈内投与すると、アクチニウムの約33%が骨に、50%が肝臓に沈着します。その毒性はアメリシウムやプルトニウムと同等ですが、わずかに低いです。^{[ 58 ]}微量であれば、換気の良いドラフトチャンバーで十分です。グラム単位の量であれば、²²⁷ Acから放出される強力なガンマ線を遮蔽するホットセルが必要です。^{[ 59 ]}

参照

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• 化学ポータル

• アクチニウム系列

注記

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参考文献

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参考文献

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外部リンク

[編集]

• 周期表のビデオにおけるアクチニウム（ノッティンガム大学）
• NLM有害物質データバンク – アクチニウム、放射性物質
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