Aktinium on pehmeä, hopeanvalkoinen metalli, jolla on vain vähäinen rooli luonnossa tai yhteiskunnassa. Alkuainetta tuotetaan vain hyvin pieniä määriä lähinnä tutkimuskäyttöön.[1]
Aktiniumin löysi ranskalainen kemistiAndré-Louis Debierne erottaessaanpikivälkkeestä uraania Pariisissa vuonna 1899. MyösFriedrich Oskar Giesel riippumattomasti havaitsi aktiniumin 1902, ja totesi sen olevan lantaanin kaltaista ainetta. Hän nimesi löytönsäemaniumiksi, koska se lähettää "emanaatioita" (säteilyä). Aktiniumin moderni nimi, kuten myös aktinoidien sarjan nimikin, on peräisinkreikan kielen sädettä tai säteilyä tarkoittavasta sanastaaktinos (ακτινος).[1][3]
Vain rajoitettu määrä aktiniumin yhdisteitä tunnetaan, kuten AcF3, AcCl3, AcBr3, AcOF, AcOCl, AcOBr, Ac2S3, Ac2O3, AcH2, Ac2(C2O4)3 ja AcPO4. PaitsiAcPO4, nämä kaikki ovat samankaltaisia kuin vastaavat lantaanin yhdisteet. Aktinium esiintyy näissä ainahapetusluvulla +3.[6][7]
Taulukossa on esitetty aktiniumin ja sen eräiden yhdisteiden ominaisuuksia jakiderakenne. Hilavakiot poikkeavat vastaavista lantaanin yhdisteistä vain muutamalla prosentilla.[7]
Actiniuminhalidit kolmen ensimmäisenhalogeenin kanssa tunnetaan, samoin vastaavat oksyhalidit AcOF, AcOCl, AcOBr.Aktiniumfluoridia AcF3 voidaan valmistaa reaktiolla (700 °C lämpötilassa):[13]
Aktiniumille tunnetaan ainakinhydridi AcH2.[8] On ennustettu, että aktiniumin hydridit AcH10, AcH12, AcH16 suuren paineen alaisina olisivat huoneenlämpötilansuprajohteita, koska niiden Tc on paljon suurempi kuinH3S-suprajohteen, mahdollisesti noin 250 K.[14]
Yhteensä aktiniumin isotooppeja tunnetaan 32. Niidenmassaluvut ovat välillä 205–236. Useimmat ovat hyvin lyhytikäisiä. Isotoopeista tärkeimpiä ovat225Ac,227Ac ja228Ac. Pysyvimmät isotoopit ovat227Acpuoliintumisajalla 21,772 vuotta,225Ac puoliintumisajalla 9,920 päivää ja226Ac 29,37 tuntia. Kaikkien muiden isotooppien puoliintumisajat ovat alle 10 tuntia, useimpien alle minuutin. Nopeimmin hajoaa isotooppi217Ac, jonka puoliintumisaika on vain 69 ns. Aktiniumilla on myös ainakin yhdeksänydinisomeeria.[15][2]
Pysyvin isotooppi227Ac, joka onuraani-235-isotoopin hajoamistuote, hajoaa lähes kokonaantorium-227-isotoopiksi, mutta noin 1 % hajoaafrankium-223:ksi. Tämä hajoamisketju haaroineen onaktiniumsarja.[3]
Luonnossa aktiniumia löytyy vähäisiä määriäuraanimalmista227Ac-isotooppina. Sen pitoisuuden arvioidaan olevan maankuoressa 5,7·10-10 ppm, josta on laskettu teoreettiseksi isotoopin kokonaisvarastoksi maankuoressa 1,4·104 tonnia. Isotooppia225Ac on löydetty vielä tätäkin pienempiä määriä brasilialaisestamonatsiitista, jossa se esiintyy yhdessätoriumin isotoopin232Th kanssa.[16]
Merivedessä aktiniumia on äärimmäisen vähän. Sen aiheuttama radioaktiivisuus maailman merissä on eri arvioiden mukaan 0,83–90 mBq/m3 välillä. Isotooppia227Ac on käytetty geokemiallisena merkkiaineena tutkittaessa syvänmeren veden virtauksia ja sekoittumista.[17][18]
Aktinium on 150 kertaa radioaktiivisempi kuinradium, mikä tekee siitä arvokkaanneutronilähteen; muutoin sillä ei ole merkittävää teollista käyttöä.[19]
Vaikka227Ac on itsessään lähinnä heikko beetasäteilijä, sen hajoamissarjassa on viisi nopeasti hajoavaaα-säteilijää, mikä tekee isotoopista merkittävästi radioaktiivisen.[20] Potentiaalisilta terveysvaikutuksiltaan aktinium-227:n säteily on suunnilleen yhtä vaarallista kuinplutoniumin. Pienikin määrä, etenkin elimistöön joutuessaan, muodostaa vakavan terveysriskin aktiniumin suuren säteilyn vuoksi. Aktiniumilla ei ole mitään osaa eliöiden kannalta. Luonnossa esiintyvien erittäin vähäisten määrien lisäksi aktiniumia voi olla ydinvoimaloiden säteilevissä osissa ja tutkimuslaboratorioissa tai muissa poikkeuksellisissa oloissa. Vaaralliselle määrälle aktiniumia luonnossa ei voi altistua.[19]
Kirby, H. W. & Morss, Lester R.: ”luku 2”, Actinium, s. 18–50. (Teoksessa: Morss, Lester R. et al. (toim.)The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements, 3. painos) Dordrecht: Springer, 2006. ISBN 1402035985Teoksen verkkoversio (PDF). (englanniksi) (Arkistoitu – Internet Archive)
↑abcAudi, G. et al.: The NUBASE2016 evaluation of nuclear properties. Chinese Physics C, 2017, 41. vsk, nro 3, s. 030001-1-030001-138. IOP Publishing. doi:10.1088/1674-1137/41/3/030001Artikkelin verkkoversio. (pdf) Viitattu 4.11.2018. (englanniksi) (Arkistoitu – Internet Archive)
↑abcActiniumEncyclopædia Britannica Online. Viitattu 10.11.2018. (englanniksi)
↑abcdefghijkSherman, Fried; Hagemann, French & Zachariasen, W. H.: The Preparation and Identification of Some Pure Actinium Compounds. Journal of the American Chemical Society, 1950, 72. vsk, nro 2. doi:10.1021/ja01158a034(englanniksi)
↑abcFarr, J.; Giorgi, A. L.; Bowman, M. G. & Money, R. K.: The crystal structure of actinium metal and actinium hydride. Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry, 1961, 18. vsk, s. 42–47. doi:10.1016/0022-1902(61)80369-2(englanniksi)
↑abZachariasen, W. H.: Crystal chemical studies of the 5f-series of elements. XII. New compounds representing known structure types. Acta Crystallographica, 1949, 2. vsk, nro 6, s. 388–390. doi:10.1107/S0365110X49001016(englanniksi)
↑Zachariasen, W. H.: Crystal chemical studies of the 5f-series of elements. VI. The Ce2S3-Ce3S4 type of structure. Acta Crystallographica, 1949, 2. vsk, s. 57–60. doi:10.1107/S0365110X49000126Artikkelin verkkoversio. (pdf) (englanniksi)
↑abZachariasen, W. H.: Crystal chemical studies of the 5f-series of elements. I. New structure types. Acta Crystallographica, 1948, 1. vsk, nro 5, s. 265–268. doi:10.1107/S0365110X48000703(englanniksi)
↑Weigel, F. & Hauske, H.: The lattice constants of actinium(III) oxalate deca-hydrate. Journal of the Less Common Metals, 1977, 55. vsk, nro 2. doi:10.1016/0022-5088(77)90198-9(englanniksi)
↑Dulaiova, Henrieta; Sims, Kenneth W. W.; Charette, Matthew A.; Prytulak, Julie & Blusztajn, Jerzy S.: A new method for the determination of low-level actinium-227 in geological samples. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 31.7.2012, 296. vsk, nro 1, s. 279–283. Springer.Artikkelin verkkoversio. (pdf) Viitattu 29.8.2018. (englanniksi)
↑abEmsley, John: Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements, s. 19–20. Oxford University Press, 2001. ISBN 0198503407Kirja Googlen teoshaussa. (englanniksi)
.png)
