Pierwiastek astat coraz lepiej poznany

ISOLDE/CERN

Międzynarodowa grupa naukowców, m.in. z University of York, przeprowadziła przełomowe eksperymenty, dzięki którym lepiej poznano budowę atomu astatu (At), który jest najrzadziej występującym na świecie pierwiastkiem. Jego wartość wynika z faktu, że jest idealnym źródłem promieniowania alfa w precyzyjnej terapii przeciwnowotworowej. Wyniki badań przeprowadzonych w CERN opisano w „ Nature Communications".

Eksperymenty wykonano na urządzeniu do badań izotopów radioaktywnych ISOLDE znajdującym się w CERN i po raz pierwszy otrzymano wartość potencjału jonizacji atomu astatu. Wartość ta jest jedną z najważniejszych parametrów służących do definiowania właściwości chemicznych i fizycznych pierwiastka. Potencjał jonizacji jest powiązany z reaktywnością i pośrednio ze stabilnością tworzonych wiązań chemicznych. Warto dodać, że astat był ostatnim pierwiastkiem występującym w naturze, dla którego nie znaliśmy potencjału jonizacji.

Astat został odkryty przez Corsona w 1940 r. w trakcie bombardowania bizmutu cząstkami alfa. Najbardziej użyteczny izotop astatu ma czas połowicznego rozpadu wynoszący niewiele ponad 8 godzin. W 1964 roku McLaughlin pracował z próbką 70 ng sztucznie otrzymanego radioaktywnego izotopu astatu i jako pierwszy zaobserwował 2 linie spektralne w widmie UV tego pierwiastka. Do dzisiaj były to jedyne dostępne dane spektralne astatu.

W urządzeniu ISOLDE izotopy o krótkim czasie życia są wytwarzane w reakcji nuklearnej wywoływanej promieniem protonów o wysokiej energii uderzającym w materiał, który natychmiast oddziałuje z promieniem lasera. Dobierając odpowiednią długość fali lasera można doprowadzić do jego rezonansu z niektórymi przejściami energetycznymi w atomie, prowadząc do pokonania granicy jonizacji. W dalszych badaniach wykonanych w Kanadzie udało się naukowcom zbadać całe widmo w podczerwieni astatu i na jego podstawie określić stany Rydberga i schemat jonizacji tego atomu, a zatem i potencjał jonizacji.

(pj)