Aktinium-225
3_at_ORNL_by_Dr_Andrew_R_Burgoyne.jpg)
Cherenkov-strålning från ett prov av Ac-225 (17 mCi), foto av Dr Andrew R Burgoyne på ORNL
| |
| General | |
|---|---|
| Symbol | 225 Ac |
| Namn | aktinium-225, 225Ac, Ac-225 |
| Protoner ( Z ) | 89 |
| Neutroner ( N ) | 136 |
| Nukliddata | |
| Naturligt överflöd | spår |
| Halveringstid ( t 1/2 ) | 9.920 d |
| Isotopmassa | 225.023229(5) Da |
| Överskott av energi | 21 637 ± 5 keV |
| Föräldraisotoper |
225 Ra ( β - ) 229 Pa ( α ) 225 Th ( EC ) |
| Förfall produkter | 221 Fr |
| Förfallslägen | |
| Förfallsläge | Sönderfallsenergi ( MeV ) |
| α | 5,9351 |
|
Isotoper av aktinium Komplett tabell över nuklider | |
Actinium-225 ( 225 Ac , Ac-225 ) är en isotop av aktinium . Den genomgår alfa-sönderfall till francium-221 med en halveringstid på 10 dagar , och är en mellanliggande sönderfallsprodukt i neptunium-serien (sönderfallskedjan som börjar vid 237 Np ). Förutom små mängder som härrör från denna sönderfallskedja i naturen, 225 Ac helt syntetiskt .
Nedbrytningsegenskaperna hos aktinium-225 är gynnsamma för användning i målinriktad alfaterapi (TAT); kliniska prövningar har visat användbarheten av radiofarmaka som innehåller 225 Ac för att behandla olika typer av cancer . Emellertid begränsar bristen på denna isotop till följd av dess nödvändiga syntes i cyklotroner dess potentiella tillämpningar.
Förfall och förekomst
.svg)
Actinium-225 har en halveringstid på 10 dagar och sönderfaller genom alfa- emission. Det är en del av neptunium-serien , för det uppstår som en sönderfallsprodukt av neptunium-237 och dess döttrar som uranium-233 och torium-229 . Det är den sista nukliden i kedjan med en halveringstid över ett dygn fram till den näst sista produkten, vismut-209 (halveringstid 2,01 × 10 19 år). Den slutliga sönderfallsprodukten av 225 Ac är stabil 205 Tl .
Som medlem av neptunium-serien förekommer den inte i naturen förutom som en produkt av spårmängder av 237 Np och dess döttrar bildade av neutroninfångningsreaktioner på primordial 232 Th och 238 U . Det är mycket sällsyntare än 227 Ac och 228 Ac, som förekommer i sönderfallskedjorna av uran-235 respektive torium-232 . Dess överflöd uppskattades till mindre än 1,1 × 10-19 9,9 . × 10-16 i förhållande till 232 Th och runt i förhållande till 230 Th i sekulär jämvikt
Upptäckt
Actinium-225 upptäcktes 1947 som en del av den hittills okända neptunium-serien, som befolkades av syntesen av 233 U. Ett team av fysiker från Argonne National Laboratory ledd av F. Hagemann rapporterade initialt upptäckten av 225 Ac och identifierade dess 10 -dagars halveringstid. Självständigt identifierade en kanadensisk grupp ledd av A. C. English samma förfallsschema; båda artiklarna publicerades i samma nummer av Physical Review .
Produktion
Eftersom 225 Ac inte förekommer i några nämnvärda mängder i naturen måste det syntetiseras i specialiserade kärnreaktorer. Majoriteten av 225 Ac är ett resultat av alfasönderfallet av 229 Th, men detta utbud är begränsat eftersom sönderfallet av 229 Th (halveringstid 7340 år) är relativt långsamt på grund av dess relativt långa halveringstid. Det är också möjligt att avla 225 Ac från radium-226 i 226 Ra(p,2n)-reaktionen. Potentialen att befolka 225 Ac med ett 226 Ra-mål demonstrerades först 2005, även om produktion och hantering av 226 Ra är svåra på grund av respektive kostnad för utvinning och riskerna med sönderfallsprodukter som radon-222 .
Alternativt kan 225 Ac produceras i spallationsreaktioner på ett 232 Th mål bestrålat med högenergiprotonstrålar . Nuvarande tekniker möjliggör produktion av millicurie- kvantiteter av 225 Ac; den måste dock sedan separeras från andra reaktionsprodukter. Detta görs genom att låta några av de kortlivade nukliderne sönderfalla; aktiniumisotoper renas sedan kemiskt i heta celler och 225 Ac koncentreras. Särskild försiktighet måste iakttas för att undvika kontaminering med längre livslängd beta - emitterande aktinium-227 .
I decennier producerades de flesta 225 Ac i en anläggning - Oak Ridge National Laboratory i Tennessee - vilket ytterligare minskade denna isotops tillgänglighet även med mindre bidrag från andra laboratorier. Ytterligare 225 Ac produceras nu från 232 Th vid Los Alamos National Laboratory och Brookhaven National Laboratory . TRIUMF - anläggningen och Canadian Nuclear Laboratories har bildat ett strategiskt partnerskap kring kommersiell produktion av aktinium-225.
Det låga utbudet av 225 Ac begränsar dess användning i forskning och cancerbehandling . Det uppskattas att det nuvarande utbudet av 225 Ac endast tillåter cirka tusen cancerbehandlingar per år.
Ansökningar
Alfa-sändare som aktinium-225 gynnas vid cancerbehandling på grund av det korta räckvidden (några celldiametrar ) av alfapartiklar i vävnad och deras höga energi, vilket gör dem mycket effektiva när det gäller att rikta in och döda cancerceller – specifikt är alfapartiklar mer effektivt för att bryta DNA- strängar. 10-dagars halveringstiden för 225 Ac är tillräckligt lång för att underlätta behandlingen, men kort nog att det finns lite kvar i kroppen månader efter behandlingen. Detta står i kontrast till den på liknande sätt undersökta 213 Bi, vars halveringstid på 46 minuter kräver in situ generering och omedelbar användning. Dessutom har 225 Ac en median dödlig dos flera storleksordningar större än 213 Bi på grund av dess längre halveringstid och efterföljande alfa-emissioner från dess sönderfallsprodukter. Varje sönderfall av 225 Ac till 209 Bi skapar fyra högenergi-alfapartiklar, vilket kraftigt ökar dess styrka.
Trots dess begränsade tillgänglighet har flera kliniska prövningar slutförts, som visar effektiviteten av 225 Ac i riktad alfaterapi. Komplex inklusive 225 Ac – som antikroppar märkta med 225 Ac – har testats för att rikta in sig på olika typer av cancer, inklusive leukemi , prostatakarcinom och bröstcancer hos människor. Till exempel har ett experimentellt 225 Ac-baserat läkemedel visat effektivitet mot akut myeloid leukemi utan att skada patienten. Ytterligare kliniska prövningar av andra läkemedel pågår.