Om Astatine

Med mindre än ett gram närvarande på jorden vid varje tillfälle, radioaktivt astatin är det näst sällsynta naturligt förekommande elementet på det periodiska systemet efter berkelium, och det sällsynta av de icke-transurana elementen. Endast sex av astatins 37 kända isotoper förekommer naturligt; spårmängder av dem med atomnummer 214-219 produceras via sönderfallskedjor av tyngre element som francium och polonium och / eller finns i jämvikt med isotoper av uran, torium och neptunium. Dess mest stabila isotop är 210-At, som har en halveringstid på 8,1 timmar och förfaller till polonium-210; den minst stabila är 213-At, som förfaller till vismut-209 efter endast 125 nanosekunder. Med tanke på dess snabba förfall har elementet visat sig svårt att studera. Varje mängd astatin som är tillräcklig för att bilda ett fast ämne skulle förångas omedelbart från dess radioaktiva energi, så många av dess egenskaper är antingen okända eller uppskattade. Elementet anses i allmänhet vara en medlem av halogenfamiljen baserat på observerade egenskaper erhållna via masspektrometri och radioaktiva spårförsök med utspädda astatinlösningar; det beter sig på samma sätt som jod, även om det är mer metalliskt. Forskarnas efterföljande försök att hitta elementet i naturen var fruktlösa, och strävan att syntetisera det i labbet var full av falska startar. Fred Allison och hans team vid Alabama Technical Institute (nu Auburn University) var de första i en serie forskare att felaktigt hävda upptäckten av det svårfångade elementet 1931, deras diskrediterade ”alabamin” följdes av Rajendralal De: s ”dakin”, Walter Minders ”helvetium”, och Mitter och Alice Leigh-Smiths ”anglo-helvetium.” 1940 lyckades Berkeley-forskarna Dale Corson, Kenneth Ross MacKenzie och Emilio Segrè äntligen framställa 211-At på ett konstgjort sätt genom att bombardera ett vismutförstoftande mål med alfapartiklar i en partikelaccelerator. instabil.” Astatin var det andra syntetiska elementet som definitivt identifierades, teknetium upptäcktes av Segrè och Carlo Perrier tre år tidigare.

Corson, MacKenzie och Segres metod är fortfarande det primära sättet att syntetisera 209-211At; vismutmålet kyls först under kväve och upphettas sedan för att förånga spår av andra radioisotoper, vilket gör att astatinen kan destilleras och samlas på ett kallt finger. Flera astatinföreningar har syntetiserats i mikroskopiska mängder: förutom väte (väteastatid, HAt, som bildar hydroastatisk syra vid upplösning i vatten), har astatin visats binda till de andra haliderna, silver, natrium, palladium, syre, svavel, selen, kväve, bly, bor och tellur, som kolloid. Den första joniseringsenergin i astatinatomen var okänd fram till 2013, då CERN-forskare använde laserspektroskopi för att mäta den som 9.31751 elektronvolt (eV), vilket bekräftades av Kanadas nationella laboratorium för partikel- och kärnfysik TRIUMF.

Astatin-211 är elementets enda kommersiellt livskraftiga isotop, dess sönderfallande egenskaper gör det användbart som en kortsträckt strålningskälla för riktad alfa-partikelterapi vid cancerbehandling. Liksom jod-113 ackumuleras det företrädesvis i sköldkörteln, men den sönderfaller snabbare och avger endast alfapartiklar som har mindre tendens att migrera till omgivande vävnad än betapartiklarna som avges av jod-113.