锕-225
锕-225（225Ac）是一种锕的同位素，半衰期为10天，会α衰变成221Fr。它是镎衰变链（从237Np开始的衰变链）的一员。除了自然界镎衰变链产生的痕量225Ac以外，剩下的225Ac都是人造的。
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| 基本 | |
|---|---|
| 符号 | 225Ac |
| 名称 | 锕-225、Ac-225 |
| 原子序 | 89 |
| 中子数 | 136 |
| 核素数据 | |
| 丰度 | 痕量 |
| 半衰期 | 9.920 天 |
| 母同位素 | 225Ra (β−) 229Pa (α) 225Th (EC) |
| 衰变产物 | 221Fr |
| 原子量 | 225.023229(5) u |
| 过剩能量 | 21637±5 keV |
| 衰变模式 | |
| 衰变类型 | 衰变能量（MeV） |
| α | 5.9351 |
| 锕的同位素 完整核素表 | |
225Ac的性质使其可用于α粒子标靶治疗（TAT），且临床试验已证明225Ac可以治疗各种癌症。不过，225Ac因必需用回旋加速器合成而稀有，限制其潜在的应用。
衰变和存在
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225Ac的半衰期为10天，会α衰变。作为镎衰变链的一员，225Ac在自然界中只能通过237Np的衰变产生，而237Np又只能由232Th和238U的中子捕获产生。[1]它远比235U产生的227Ac和232Th产生的228Ac稀有。它相对于232Th的丰度估计低于1.1×10−19，相对于230Th的丰度估计为9.9×10−16。[1]
发现
225Ac于1947年通过233U的合成和衰变发现。[2]F. Hagemann带领的一组来自阿贡国家实验室的物理学家首先报告225Ac的发现，并确认它的半衰期为10天。[3]由A. C. English带领的另一个加拿大研究小组也独立发现了这条衰变链。他们的论文被发表到《物理评论》的同一篇期刊上。[2][4][5]
生产
因为自然界中的225Ac极少，所以必需人工合成。大部分225Ac都源自229Th的α衰变，但由于229Th的半衰期长达7340年，所以生产速度很慢。[6]225Ac也可通过用质子轰击226Ra产生。此方法的潜力于2005年得到证实，但226Ra的生产和处理分别因分离的成本和衰变产物（如222Rn）的危害而变得困难。[6]
此外，225Ac也能由232Th和高能质子的核破碎反应产生。[7]目前的技术可以生产几毫居里的225Ac，但它们需要和其它产物分离。[8]这可通过先让短寿命核素衰变，然后在热室用化学方法分离锕的同位素，浓缩225Ac。分离过程中必需特别注意避免长寿命、会β衰变的227Ac的污染。[7]
225Ac几十年来大多由橡树岭国家实验室生产，进一步减少其供应量。[7]洛斯阿拉莫斯国家实验室和布鲁克黑文国家实验室目前使用232Th生产更多的225Ac，[9]而TRIUMF和粉笔河实验室围绕225Ac商业化生产建立战略合伙关系。[10]
225Ac的低供应量限制了其在研究和癌症治疗的应用。目前每年225Ac的供应量据估计只能用于约1000次癌症治疗。[6][11]
用处
α粒子的射程短（几个细胞的直径）、能量高，可以高效杀死癌细胞，因此225Ac等α粒子源在癌症治疗中受到青睐。225Ac十天的半衰期使它有时间治疗癌症，且在治疗几个月后就没有残留。[9]此外，225Ac因为较长的半衰期，半数致死量比同为α粒子标靶治疗药物的213Bi大几个数量级。225Ac衰变到209Bi会放出四个高能α粒子，大大增强其功效。[9][12]
多项临床试验证明了225Ac可以有效用于α粒子标靶治疗。[7][12]225Ac的配合物（如：标有225Ac的抗体）已尝试用于治疗各种癌症，包括白血病、前列腺癌和乳癌。[12]在对18名急性骨髓性白血病患者使用试验用225Ac药物后，他们的病情都有显著改善，而自身不被伤害。目前也在进一步临床试验其它药物。[9]
参见
参考资料
- ^ 1.0 1.1 Peppard, D. F.; Mason, G. W.; Gray, P. R.; Mech, J. F. Occurrence of the (4n + 1) series in nature (PDF). Journal of the American Chemical Society. 1952, 74 (23): 6081–6084 [2023-07-08]. doi:10.1021/ja01143a074. （原始内容存档 (PDF)于2020-11-14）.
- ^ 2.0 2.1 Thoennessen, M. The Discovery of Isotopes: A Complete Compilation. Springer. 2016: 112–113. ISBN 978-3-319-31761-8. LCCN 2016935977. doi:10.1007/978-3-319-31763-2.
- ^ Fry, C.; Thoennessen, M. Discovery of actinium, thorium, protactinium, and uranium isotopes. Atomic Data and Nuclear Data Tables. 2013, 99 (3): 345–364. Bibcode:2013ADNDT..99..345F. arXiv:1203.1194
. doi:10.1016/j.adt.2012.03.002.
- ^ Hagemann, F.; Katzin, L. I.; Studier, M. H.; Ghiorso, A.; Seaborg, G. T. The (4n + 1) Radioactive Series: The Decay Products of U233. Physical Review. 1947, 72 (3): 252. Bibcode:1947PhRv...72..252H. doi:10.1103/PhysRev.72.252.
- ^ English, A. C.; Cranshaw, T. E.; Demers, P.; Harvey, J. A.; Hincks, E. P.; Jelley, J. V.; May, A. N. The (4n + 1) Radioactive Series. Physical Review. 1947, 72 (3): 253–254. Bibcode:1947PhRv...72..253E. doi:10.1103/PhysRev.72.253.
- ^ 6.0 6.1 6.2 Robertson, A. K. H.; Ramogida, C. F.; Schaffer, P.; Radchenko, V. Development of 225Ac radiopharmaceuticals: TRIUMF perspectives and experiences. Current Radiopharmaceuticals. 2018, 11 (3): 156–172. PMC 6249690 . PMID 29658444. doi:10.2174/1874471011666180416161908.
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