Ensiklopedia

Aktinium-225, ²²⁵ Ac

Radiasi Cherenkov dari sampel Ac-225 (17 mCi), foto oleh Dr Andrew R Burgoyne di ORNL
Umum
Simbol	225 Ac
	aktinium-225, Ac-225
Proton ( Z )	89
Neutron ( N )	136
Data nuklida
Kelimpahan alam	Renik
Waktu paruh ( t 1/2 )	9,920 hari
Isotop induk	225 Ra ( β − ) 229 Pa ( α ) 225 Th ( EC )
Produk peluruhan	221 Fr
Massa isotop	225,023229(5) u
Surplus energi	21.637 ± 5 keV
Mode peluruhan
Mode peluruhan	Energi peluruhan ( MeV )
α	5,9351
Isotop aktinium Tabel nuklida lengkap

Aktinium-225 ( ²²⁵ Ac atau Ac-225 ) adalah sebuah isotop aktinium . Ia mengalami peluruhan alfa menjadi fransium-221 dengan waktu paruh 10 hari, dan merupakan produk peluruhan antara dalam deret neptunium ( rantai peluruhan yang dimulai dari ²³⁷ Np ). Kecuali untuk jumlah sangat kecil yang timbul dari rantai peluruhan ini di alam, ²²⁵ Ac sepenuhnya sintetis .

Sifat peluruhan aktinium-225 dinilai menguntungkan untuk digunakan dalam terapi alfa bertarget ( targeted alpha therapy , TAT); uji klinis telah menunjukkan penerapan yang mengandung ²²⁵ Ac untuk mengobati berbagai jenis kanker . Namun, kelangkaan isotop ini yang dihasilkan dari sintesis yang diperlukan dalam siklotron membatasi aplikasi potensialnya.

Aktinium-225 memiliki waktu paruh 10 hari dan meluruh dengan emisi alfa . Ia adalah bagian dari deret neptunium , karena ia muncul sebagai produk peluruhan neptunium-237 dan anak-anaknya seperti uranium-233 dan torium-229 . Ia adalah nuklida terakhir dalam rantai tersebut dengan waktu paruh lebih dari satu hari sampai produk terakhir kedua, bismut-209 (waktu paruh 2,01 × 10 ¹⁹ tahun). ^{[ 1 ]} Produk peluruhan terakhir dari ²²⁵ Ac adalah ²⁰⁵ Tl yang stabil .

Sebagai anggota dari deret neptunium, ia tidak terjadi di alam kecuali sebagai produk dari jumlah renik ²³⁷ Np dan anak-anaknya yang dibentuk oleh reaksi penangkapan neutron pada ²³² Th dan ²³⁸ U yang primordial . ^{[ 2 ]} Ia jauh lebih jarang daripada ²²⁷ Ac dan ²²⁸ Ac , yang masing-masing terjadi dalam rantai peluruhan uranium-235 dan torium-232. Kelimpahannya diperkirakan kurang dari 1,1 × 10 ⁻¹⁹ relatif terhadap ²³² Th dan sekitar 9,9 × 10 ⁻¹⁶ relatif terhadap ²³⁰ Th dalam kesetimbangan sekuler . ^{[ 2 ]}

Aktinium-225 ditemukan pada tahun 1947 sebagai bagian dari deret neptunium yang tidak diketahui sampai waktu itu, yang diisi oleh sintesis ²³³ U. ^{[ 3 ]} Sebuah tim fisikawan dari yang dipimpin oleh F. Hagemann melaporkan penemuan awal ²²⁵ Ac dan mengidentifikasi waktu paruhnya selama. ^{[ 4 ]} Secara independen, kelompok Kanada yang dipimpin oleh A. C. English mengidentifikasi skema peluruhan yang sama; kedua makalah tersebut diterbitkan dalam edisi yang sama dari Physical Review . ^{[ 3 ] [ 5 ] [ 6 ]}

Karena ²²⁵ Ac tidak terjadi dalam jumlah yang cukup besar di alam, ia harus disintesis dalam reaktor nuklir khusus. Mayoritas ²²⁵ Ac dihasilkan dari peluruhan alfa ²²⁹ Th, tetapi suplai ini terbatas karena peluruhan ²²⁹ Th (waktu paruh 7340 tahun) relatif lambat karena waktu paruhnya yang relatif lama. ^{[ 7 ]} Dimungkinkan juga untuk membiakkan ²²⁵ Ac dari radium-226 dalam reaksi ²²⁶ Ra(p,2n). Potensi untuk mengisi ²²⁵ Ac menggunakan ²²⁶ Ra pertama kali ditunjukkan pada tahun 2005, meskipun produksi dan penanganan ²²⁶ Ra dirasa sulit karena masing-masing biaya ekstraksi dan bahaya dari produk peluruhannya seperti radon-222 . ^{[ 7 ]}

Atau, ²²⁵ Acdapat diproduksi dalam reaksi pada target ²³² Th yang disinari dengan sinar proton berenergi tinggi. ^{[ 8 ]} Teknik saat ini memungkinkan produksi ²²⁵ Ac dalam jumlah milicurie ; namun, ia harus dipisahkan dari produk reaksi lainnya. ^{[ 9 ]} Hal ini dilakukan dengan membiarkan beberapa nuklida berumur pendek meluruh; isotop aktinium kemudian dimurnikan secara kimia dalam sel panas dan ²²⁵ Ac dipekatkan. Perhatian khusus harus diberikan untuk menghindari kontaminasi dengan pemancar beta aktinium-227 yang berumur lebih panjang. ^{[ 8 ]}

Selama beberapa dekade, sebagian besar ²²⁵ Ac diproduksi di satu fasilitas— Laboratorium Nasional Oak Ridge di Tennessee —yang semakin mengurangi ketersediaan isotop ini bahkan dengan kontribusi yang lebih kecil dari laboratorium lain. ^{[ 8 ]} Tambahan ²²⁵ Ac sekarang diproduksi dari ²³² Th di Laboratorium Nasional Los Alamos dan Laboratorium Nasional Brookhaven . ^{[ 10 ]} Fasilitas dan Laboratorium Nuklir Kanada telah membentuk kemitraan strategis seputar produksi komersial dari aktinium-225. ^{[ 11 ]}

Rendahnya pasokan ²²⁵ Ac membatasi penggunaannya dalam penelitian dan pengobatan kanker . Diperkirakan pasokan ²²⁵ Ac saat ini hanya memungkinkan untuk sekitar seribu perawatan kanker per tahun. ^{[ 7 ] [ 12 ]}

Pemancar alfa seperti aktinium-225 lebih disukai dalam pengobatan kanker karena jarak partikel alfa yang pendek (beberapa diameter sel ) dalam jaringan dan energinya yang tinggi, menjadikannya sangat efektif dalam menargetkan dan membunuh sel kanker —khususnya, partikel alfa lebih efektif dalam memutus rantai DNA . Waktu paruh 10 hari dari ²²⁵ Ac cukup lama untuk memfasilitasi pengobatan, tetapi cukup pendek sehingga sedikit yang tersisa di tubuh beberapa bulan setelah pengobatan. ^{[ 10 ]} Ini kontras dengan ²¹³ Bi , yang diselidiki secara serupa, yang waktu paruh 46 menitnya memerlukan in situ dan penggunaan segera. Selain itu, ²²⁵ Ac memiliki median dosis letal beberapa kali lipat lebih besar daripada ²¹³ Bi karena waktu paruhnya yang lebih lama dan emisi alfa berikutnya dari produk peluruhannya. Setiap peluruhan ²²⁵ Ac menjadi ²⁰⁹ Bi menjaring empat partikel alfa berenergi tinggi, sangat meningkatkan potensinya. ^{[ 10 ] [ 13 ]}

Meskipun ketersediaannya terbatas, beberapa uji klinis telah diselesaikan, menunjukkan keefektifan ²²⁵ Ac dalam terapi alfa bertarget . ^{[ 8 ] [ 13 ]} Beberapa kompleks termasuk ²²⁵ Ac—seperti antibodi berlabel ²²⁵ Ac—telah diuji untuk menargetkan berbagai jenis kanker, termasuk leukemia , kanker prostat , dan kanker payudara pada manusia. ^{[ 13 ]} Misalnya, satu obat berbasis ²²⁵ Ac eksperimental telah menunjukkan keefektifannya melawan leukemia mieloid akut tanpa merugikan pasien. Uji klinis lebih lanjut dari obat lain sedang berlangsung. ^{[ 10 ]}

• Isotop aktinium
• Radium-223
• Bismut-213