錒-225

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錒-225，225Ac
17 mCi的225Ac导致的切连科夫辐射
基本
符號225Ac
名稱錒-225、Ac-225
原子序89
中子數136
核素数据
豐度痕量
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
衰變模式
衰变类型衰变能量（MeV）
α5.9351
锕的同位素
完整核素表

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。

225Ac的性质使其可用于α粒子标靶治疗（英语：targeted alpha-particle therapy）（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

225Ac是镎衰变链的一员

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（英语：spallation）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（英语：hot cell）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（英语：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（英语：cancer treatment）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. ^ 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. ^ 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. 
  3. ^ 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 可免费查阅. doi:10.1016/j.adt.2012.03.002. 
  4. ^ 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. 
  5. ^ 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. ^ 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 可免费查阅. PMID 29658444. doi:10.2174/1874471011666180416161908. 
  7. ^ 7.0 7.1 7.2 7.3 U.S. Department of Energy. How scientists discovered a new way to produce actinium-225, a rare medical isotope. Phys.org. 2018 [8 November 2019]. （原始内容存档于2022-10-09）. 
  8. ^ Griswold, J. R.; Medvedev, D. G.; Engle, J. W.; et al. Large scale accelerator production of 225Ac: Effective cross sections for 78-192 MeV protons incident on 232Th targets. Applied Radiation and Isotopes. 2016, 118: 366–374. PMID 27776333. doi:10.1016/j.apradiso.2016.09.026 可免费查阅. 
  9. ^ 9.0 9.1 9.2 9.3 Tyler, C. Nuclear War Against Cancer. 1663. No. March 2016 (Los Alamos National Laboratory): 27–29. [2023-07-08]. （原始内容存档于2023-07-08）. 
  10. ^ TRIUMF and CNL to form strategic partnership to enable ground-breaking cancer treatment. TRIUMF. 27 September 2018 [2023-07-08]. （原始内容存档于2022-10-07）. 
  11. ^ UBC Science. Accelerating access to an elusive medical isotope. Medium. 2019 [8 November 2019]. （原始内容存档于2019-11-09）. 
  12. ^ 12.0 12.1 12.2 Scheinberg, D. A.; McDevit, M. R. Actinium-225 in targeted alpha-particle therapeutic applications. Current Radiopharmaceuticals. 2011, 4 (4): 306–320. PMC 5565267 可免费查阅. PMID 22202153. doi:10.2174/1874471011104040306. 
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