Aktinitlerin Eponimi Aktinyum Nedir?

Aktinyum, periyodik tablodaki aktinit serisinin ilk elementidir. Yüksek oranda radyoaktiftir. Uranyum cevherinde bulunur. Yapay olarak da elde edilir.

Aktinyum, aktinit serisi elementlerin eponimidir; yani periyodik tabloda aktinit serisine adını veren elementtir. Aynı zamanda serinin ilk üyesidir. Aşırı derece radyoaktif bir element olan aktinyum, karanlıkta mavi ışık saçar. Doğada az bulunması sebebiyle ticari kullanımı bulunmuyor. Tıp ve uzay uygulamalarında kullanımı için araştırmalar devam ediyor. Kanser tedavisinde kullanılabilirliği araştırılıyor. Önemli bir nötron kaynağıdır. Gelecekte bazı uygulamaların önemli bir bileşiği olabileceği öngörülüyor. Radyumdan 150 kat daha radyoaktiftir. Aktinyum kelimesi, Yunanca “ışın” anlamındaki bir sözcükten türetilmiştir. Aktinyumla ilgili merak edilenleri makalemizde bulabilirsiniz.

Tarihçesi

Aktinyum, 1899 yılında Fransız kimyager Andre-Louis Debierne tarafından keşfedilmiştir. Ünlü nükleer fizikçiler Pierre ve Marie Curie çiftinin yakın çalışma arkadaşı olan Debierne, radyumu ayrıştırmak için üzerinde çalıştıkları bir uranyum dioksit bileşeni olan uraninit mineralinde (pekblend veya pitchblende) aktinyumu tespit eden ve izole eden ilk kimyagerdir. Bazı kaynaklarda, uraninitte polonyum ve radyumu keşfeden Curie çiftinin aktinyum keşfinde de yer aldığını belirtir.

Aktinyumun bağımsız başka keşifleri de bulunuyor. 1900 yılında Alman kimyager Friedrich Ernst Dorn ve 1902 yılında Alman kimyager Friedrich Oscar Giesel tarafından bağımsız olarak keşfedilmiştir. 1904 yılında Harriet Brooks ve 1905 yılında Otto Hahn farklı keşif ve izole çalışmaları yapmıştır.

Debierne’nin keşfi ile ilgili bazı tartışmalar yaşandı. 1904 yılında yayınlanan keşif sonuçlarının, 1899 ve 1900 yılında yayınlananlarla çeliştiği iddia edildi. Debierne’nin kanıtlarının, aktinyumdan 24 yıl sonra keşfedilen protaktinyum elementine işaret ettiği ihtimali dile getirildi. Bu sebeple bazı bilim yazarları ve eleştirmenler, aktinyumu Alman kimyager Giesel’in keşfettiğini ileri sürdü. Eleştirilere kulak tıkayan Debierne, daha sonraki yıllarda da aktinyumla ilgili ciddi bir çalışma yapmadı. Ancak Giesel, saf aktinyumun elde edilmesi ve 89 numaralı elementin tanımlanması ile ilgili çalışmalarını sürdürdü. Ancak ilk kanıtları yayınlayan Debierne, bilim otoriterleri tarafından aktinyumun keşifçisi olarak tanındı.

“Aktinyum” kelimesi, Eski Yunancada “ışın” anlamlarında kullanılan “aktis” veya “aktinos” sözcüklerinden türetilmiştir. Keşifçisi Debierne tarafından önerilen bir isim olan aktinyumu sentezleyen kimyagerlerden Giesel ise, “emisyon ışınımı” anlamındaki “emanasion” kelimesinden türetilen “emanium” ismini önerdi. Daha sonra ilk olarak keşfeden isim olan Debierne’nin önerisi olan “aktinyum” ismi benimsendi.

(Uraninit minerali...)

Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri

Aktinyumun kimyasal sembolü “Ac”dir. Atom numarası 89, atom ağırlığı 227, yoğunluğu 10 gr/cm3’tür. Erime noktası 1227 derece, kaynama noktası 3200 derecedir. Enerji seviyesi başına elektronları “2, 8, 18, 32, 18, 9, 2” şeklindedir. 89 proton, 138 nötronu bulunur. Bileşiklerindeki yükseltgenme basamağı +3’tür. Yani neredeyse tüm kimyasal bileşiklerde +3 oksidasyon durumu sergiler. Kristal yapısı, yüzey merkezli kübiktir. Metalik gri renkte, gümüşî görünümlü, yumuşak bir katıdır. Kimyasal bakımdan etkin bir elementtir. Nemli havada oksitlenir ve yüzeyinde koruyucu bir oksit tabakası oluşur. Oldukça elektropozitiftir, son derece yoğundur. Az sayıda bileşik oluşturabilir. Diğer aktinit elementler gibi ametallerle kolaylıkla bileşik oluşturabileceği öngörülüyor.

Periyodik tablonun 3-B grubunda yer alan 7. Periyot, F-Blok elementidir. Aktinitler element serisinin ilk üyesi olan aktinyum, bazı kaynaklarda periyodik cetveldeki konumu gereği 7. periyot elementlerin üçüncü sırasında gösterilir. Bazı kaynaklara göre de, geçiş elementleri arasındadır. Aktinyum, aynı zamanda “aktinit” serisi elementlerin eponimidir. Yani bu seri adını aktinyumdan alır. Aktinit dizisi, 4 radyoaktif element serisinden biridir ve kararsız, ağır atom çekirdekleri bulunan hepsi radyoaktif olan 15 elementi içerir. Aktinitler, kimyasal özellikleri bakımından bir üst periyotta (6) bulunan lantanitler yani nadir toprak elementleri ile benzerlik gösterir. Aktinyum ise, kimyasal özellikleri bakımdan periyodik tabloda üstündeki sırada yer alan lantana benzer, yani türdeştir. 57 numaralı element lantan, lantanitlerin ilk sırasında yer alır ve serisinin eponimidir.

İzotopları

Aktinyum, doğada çok az miktarda uranyum cevherlerinde bulunur. 36 adet radyoaktif izotopu vardır. Doğal olarak tek bir izotopu vardır. Kimyasal anlamda en önemli izotopları Ac-225, Ac- 227 ve Ac-228’dir. En yaygın, en kararlı ve en uzun yarılanma ömrü olan doğal izotopu Ac-227’dir. Uranyum-235’in bozunma ürünü olan Ac-227, 21,6 yıl yarılanma ömrüne sahiptir. Radyumun nötronlarla bombardımanı sonucu da elde edilebilen Ac-227, beta emisyonu ile yarılanma ömrü 18,5 gün olan Toryum-277 ve yarılanma ömrü 11,4 gün olan Radyum-223 izotoplarına bozunur. Ac-227’nin yüzde 1 oranındaki bölümü de Fransiyum-223 izotopuna dönüşür. Diğer bozunma ürünleri, radon, polonyum ve benzeri kısa yarılanma ömrü olan elementlerin izotoplarıdır. Ağırlıklı olarak beta, bazen de alfa parçacıkları yayar.

Diğer radyoaktif izotopu Ac-288’in ise, 6,13 saat yarılanma ömrü vardır. Ac-225, alfa parçacıkları emisyonuyla bozunur ve 10 günlük yarılanma ömrü vardır. Diğer doğal izotopları, biriktirilemeyecek kadar kısa yarılanma ömrüne sahiptir ve alfa ve beta parçacıkları yayar. Bu izotoplardan bazılarının yarılanma ömürleri 10 saatten az, çoğunun da 1 dakikadan kısadır. Bazı izotopları ve yarılanma ömürleri şöyledir; Ac-221 (52 milisaniye), Ac-222 (5 saniye), Ac-224 (2,8 saat), Ac-226 (29,4 saat), Ac- 229 (62,7 dakika), Ac-230 (122 saniye), Ac-232 (119 saniye).

Aktinyum, uranyum ve toryum filizlerinden lantanitlerle birlikte izole edilir. Lantanitlerden de fraksiyonlu kristalleşme yöntemi ile elde edilir. Doğal cevherlerden ticari olarak kullanılabilecek miktarda çıkarılamaz. Uranyum çekirdek reaktöründe radyumun bombardımanı ile miligram miktarlarda sentezlenebilir. Metalik aktinyum, yüksek sıcaklıklarda klorürün kalsiyumla veya aktinyum florürün lityum buharıyla indirgenmesi sonucu elde edilebilir.

Hangi Alanlarda Uygulamaları Vardır?

Aktinyum, doğada çok nadir bulunan elementlerdendir. Bu sebeple önemli bir ticari kullanımı bulunmuyor. Metal ve bileşik olarak da önemli bir uygulama alanı mevcut değil. Birincil kullanımı araştırma amaçlıdır. Araştırmalar için yüzde 98 saflıkta aktinyum kullanılmaktadır. Yüksek radyoaktivitesi sebebiyle önemli bir nötron kaynağıdır. Nükleer tıp alanında ve uzay araçlarının güç sistemlerinde kullanılabilirliği araştırılıyor. Kanser tedavisi için kullanılan radyasyon terapisi ve tıbbi araştırmalar için kullanılabileceği değerlendiriliyor. Yüksek radyoaktifliği sebebiyle uzay araçlarındaki termoelektrik jeneratörlerde aktif bir element olabileceği öngörülüyor. Aktinyum-berilyum tabanlı nötron sondaları, nötron radyografisinde ve radyokimyasal testlerde suyu ve yoğunluğu ölçmek için kullanılıyor.

(Aktinyum, karanlıkta mavi ışık yayar.)

Bunları Biliyor Musunuz?

• Aktinyum, radyum elementinden 150 kat daha radyoaktiftir.
  
• Bir tonluk uranyum cevheri, 0,2 miligram Ac-277 izotopu içerir. Bir ton ağırlığındaki toryum cevheri ise 5 nanogram miktarda Ac-288 izotopu vardır.
  
• Yerkabuğunda kütle olarak trilyonda 0,0005 parça aktinyum bulunduğu varsayılıyor.
  
• Aktinyum, yüksek radyoaktivitesi sebebiyle insanlar için son derece zararlıdır. Vücuda alındığı takdirde yaydığı enerji hücreleri yok eder. Ayrıca kemikleri tahrip ederek kemik kanserine yol açabilir. Çevre için de oldukça tehlikelidir.
  
• Ac-225 izotopunun kanser tedavisinde, Ac-227 izotopunun uzay araçlarında kullanılabileceği değerlendiriliyor.
  
• Aktinyum, karanlıkta mavi ışık yayar. Bunun sebebi olarak, yaydığı radyasyon ile havadaki gazların iyonlaşması olarak gösterilir.
  
• Amerikalı nükleer fizikçi Glenn T. Seaborg, 1945 yılında aktinit serisini önererek, periyodik masada en önemli değişikliğe sebep olmuştur.
  
• Aktinyumun keşfedildiği uraninit minerali üzerinde çalışmalar yapan ünlü kadın nükleer fizikçi Marie Curie, mineralin yaydığı radyasyona bağlı olarak ortaya çıkan hastalıklardan dolayı uzun süre acı çekerek hayatını kaybetmiştir. Curie’nin bütün eşyalar kurşun kaplarda saklanıyor.