Informazioni sull’astatino
Con meno di un grammo presente sulla terra in un dato momento, l’astato radioattivo è il secondo elemento naturale più raro nella tavola periodica dopo il berkelio, e il più raro degli elementi non transuranici. Solo sei dei 37 isotopi conosciuti di astato sono presenti in natura; tracce di quelli con numeri atomici 214-219 sono prodotte tramite catene di decadimento di elementi più pesanti come il francio e il polonio e / o esistono in equilibrio con gli isotopi di uranio, torio e nettunio. Il suo isotopo più stabile è 210-At, che ha un’emivita di 8,1 ore e decade in polonio-210; il meno stabile è 213-At, che decade in bismuto-209 dopo soli 125 nanosecondi. Dato il suo rapido decadimento, l’elemento si è rivelato difficile da studiare. Qualsiasi quantità di astato sufficiente a costituire un solido vaporizzerebbe istantaneamente dalla sua energia radioattiva, quindi molte delle sue proprietà sono sconosciute o stimate. L’elemento è generalmente considerato un membro della famiglia degli alogeni in base alle proprietà osservate ottenute tramite spettrometria di massa e esperimenti di tracciante radioattivo con soluzioni diluite di astato; si comporta in modo simile allo iodio, sebbene sia più metallico.
La tavola periodica di Mendeleev conteneva un punto vuoto sotto lo iodio per un elemento teorico chiamato “eka-iodio”. I successivi tentativi degli scienziati di trovare l’elemento in natura furono infruttuosi e la ricerca di sintetizzarlo in laboratorio fu irta di false partenze. Fred Allison e il suo team dell’Alabama Technical Institute (ora Auburn University) furono i primi di una serie di ricercatori per rivendicare erroneamente la scoperta dell’elusivo elemento nel 1931; la loro screditata “alabamina” fu seguita da “dakin” di Rajendralal De, “elvetio” di Walter Minder e “anglo-elvetium” di Mitter e Alice Leigh-Smith. ” Nel 1940, gli scienziati di Berkeley Dale Corson, Kenneth Ross MacKenzie ed Emilio Segrè riuscirono finalmente a produrre artificialmente 211-At bombardando un bersaglio sputacchiante di bismuto con particelle alfa in un acceleratore di particelle. Chiamarono l’elemento astato dal greco astatos, che significa ” instabile.” L’astato fu il secondo elemento sintetico ad essere definitivamente identificato, essendo il tecnezio scoperto da Segrè e Carlo Perrier tre anni prima.
Il metodo di Corson, MacKenzie e Segre è ancora il mezzo principale per sintetizzare 209-211At; il bersaglio di bismuto viene prima raffreddato sotto azoto e poi riscaldato per vaporizzare tracce di altri radioisotopi, consentendo la distillazione e la raccolta dell’astato su un dito freddo. Diversi composti di astato sono stati sintetizzati in quantità microscopiche: oltre all’idrogeno (idrogeno astatide, HAt, che forma acido idroastatico quando disciolto in acqua), è stato dimostrato che l’astato si lega agli altri alogenuri, argento, sodio, palladio, ossigeno, zolfo, selenio, azoto, piombo, boro e tellurio, come colloide. La prima energia di ionizzazione dell’atomo astato era sconosciuta fino al 2013, quando gli scienziati del CERN hanno utilizzato la spettroscopia laser per misurarla come 9,31751 elettronvolt (eV), il che è stato confermato dal laboratorio nazionale canadese per la fisica delle particelle e nucleare TRIUMF.
L’astato-211 è l’unico isotopo commercialmente valido dell’elemento, le sue proprietà di decadimento lo rendono utile come sorgente di radiazioni a corto raggio per la terapia mirata con particelle alfa nel trattamento del cancro. Come lo iodio-113, si accumula preferenzialmente nella ghiandola tiroidea, ma decade più velocemente ed emette solo particelle alfa che hanno meno tendenza a migrare nei tessuti circostanti rispetto alle particelle beta emesse dallo iodio-113.
