Über Astatin
Mit weniger als einem Gramm auf der Erde zu einem bestimmten Zeitpunkt radioaktives Astatin ist nach Berkelium das zweit seltenste natürlich vorkommende Element im Periodensystem und das seltenste nicht-transuranische Element. Nur sechs der 37 bekannten Astotine-Isotope kommen natürlich vor. Spurenmengen von denen mit den Ordnungszahlen 214-219 werden über Zerfallsketten schwererer Elemente wie Francium und Polonium erzeugt und / oder existieren im Gleichgewicht mit Isotopen von Uran, Thorium und Neptunium. Sein stabilstes Isotop ist 210-At, das eine Halbwertszeit von 8,1 Stunden hat und zu Polonium-210 zerfällt; Am wenigsten stabil ist 213-At, das nach nur 125 Nanosekunden zum Wismut-209 zerfällt. Aufgrund seines schnellen Zerfalls hat sich das Element als schwierig zu untersuchen erwiesen. Jede Menge Astat, die ausreicht, um einen Feststoff zu bilden, würde sofort aus seiner radioaktiven Energie verdampfen, so dass viele seiner Eigenschaften entweder unbekannt oder geschätzt sind. Das Element wird allgemein als Mitglied der Halogenfamilie angesehen, basierend auf beobachteten Eigenschaften, die durch Massenspektrometrie und Experimente mit radioaktiven Tracern mit verdünnten Astatinlösungen erhalten wurden; Es verhält sich ähnlich wie Jod, obwohl es metallischer ist.
Mendeleevs Periodensystem enthielt einen leeren Fleck unter Jod für ein theoretisches Element namens „Eka-Jod“. Die nachfolgenden Versuche der Wissenschaftler, das Element in der Natur zu finden, blieben erfolglos, und die Suche nach einer Synthese im Labor war mit Fehlstarts behaftet. Fred Allison und sein Team am Alabama Technical Institute (jetzt Auburn University) waren die ersten einer Reihe von Forschern Um fälschlicherweise die Entdeckung des schwer fassbaren Elements im Jahr 1931 zu behaupten, folgten auf ihr diskreditiertes „Alabamin“ Rajendralal De’s „Dakin“, Walter Minder’s „Helvetium“ und Mitter und Alice Leigh-Smiths „Anglo-Helvetium“. 1940 gelang es den Berkeley-Wissenschaftlern Dale Corson, Kenneth Ross MacKenzie und Emilio Segrè schließlich, 211-At künstlich herzustellen, indem sie ein Wismut-Sputtertarget mit Alpha-Teilchen in einem Teilchenbeschleuniger bombardierten. Sie nannten das Element Astatin aus dem griechischen Astatos, was “ instabil.“ Astatin war das zweite synthetische Element, das eindeutig identifiziert wurde. Technetium wurde drei Jahre zuvor von Segrè und Carlo Perrier entdeckt.
Die Methode von Corson, MacKenzie und Segre ist immer noch das primäre Mittel zur Synthese von 209-211At. Das Wismuttarget wird zuerst unter Stickstoff gekühlt und dann erhitzt, um Spuren anderer Radioisotope zu verdampfen, wodurch das Astatin destilliert und an einem kalten Finger gesammelt werden kann. Mehrere Verbindungen von Astatin wurden in mikroskopischen Mengen synthetisiert: Zusätzlich zu Wasserstoff (Wasserstoffastatid, HAt, das in Wasser gelöste Hydroastatinsäure bildet) wurde gezeigt, dass Astatin an die anderen Halogenide, Silber, Natrium, Palladium, Sauerstoff, bindet. Schwefel, Selen, Stickstoff, Blei, Bor und Tellur als Kolloid. Die erste Ionisierungsenergie des Astatinatoms war bis 2013 unbekannt, als CERN-Wissenschaftler sie mithilfe der Laserspektroskopie als 9,31751 Elektronenvolt (eV) maßen, was vom kanadischen nationalen Labor für Teilchen- und Kernphysik TRIUMF bestätigt wurde.
Astatin-211 ist das einzige kommerziell lebensfähige Isotop des Elements. Aufgrund seiner Zerfallseigenschaften eignet es sich als kurzreichweitige Strahlungsquelle für die gezielte Alpha-Partikel-Therapie bei der Krebsbehandlung. Wie Jod-113 reichert es sich jedoch bevorzugt in der Schilddrüse an es zerfällt schneller und emittiert nur Alpha-Partikel, die weniger dazu neigen, in das umgebende Gewebe zu wandern als die von Iod-113 emittierten Beta-Partikel.
