Aktinitler Nedir?

Aktinitler, periyodik tabloda 90-103 elementlerine verilen ve toryum, protaktinyum, uranyum, neptunyum, plütonyum, americium, seryum, berkelium, kaliforniyum, einsteinium, fermyum, mendelevium, nobelium ve lawrenyum içeren ortak addır. Grup adı verildikten sonra atom numarası 89 olan element aktinyum, kesinlikle - kesinlikle - kendiliğinden aktinitlerden biri değildir, ancak çoğu zaman bunlara dahildir. Kurşuntan daha ağır olan tüm elemanlarda olduğu gibi, aktinit serilerinden hiçbirinin sabit izotopları yoktur ve bu nedenle tümü radyoaktif değildir, genellikle diğer elemanlara alfa bozulur. Uranyum ve toryum doğal olarak, aktinyum, protaktinyum, plütonyum ve neptunyum izleriyle birlikte oluşur. Kalan elemanlar doğada hiç gözlenmedi, ancak parçacık hızlandırıcılarda çok küçük miktarlarda üretildi.

Uranyum ve toryum uzun ömürlüdür ve oluşumundan bu yana Dünyada önemli miktarlarda var olmuştur. Tabak tektoniği ve volkanizmayı tahrik eden Dünya'nın çekirdeğindeki ısının çoğunun bu elementlerin radyoaktif bozunmasından kaynaklandığı düşünülmektedir. İzotop plütonyum-244 nispeten uzun bir yarı ömre sahiptir ve Dünya'nın orijinal plütonyumunun izleri hala hayatta kalır; bununla birlikte, çevredeki plütonyumun çoğu nükleer reaktörlerden ve nükleer silah testlerinden geliyor. Doğal olarak oluşan aktinyum, protaktinyum ve neptunyumun yarı ömrü daha kısadır, bu nedenle Dünya oluştuğunda mevcut olan bu elementlerin herhangi bir miktarı uzun zaman önce başka elementlere dönüşecektir. Aktinyum, protaktinyum ve neptunyum, uranyumun izotoplarının çürümesiyle ilişkili nükleer süreçler oluşturur.

Lantanit elementler gibi, aktinitler, elektron konfigürasyonları nedeniyle genellikle tasvir edildiği gibi, ana periyodik tablodan ayrı bir blok işgal eder. Bu blokların her ikisinde de, en dıştaki elektron alt kabuğu, daha yüksek bir enerji seviyesine sahip olduğu için önceki bir alt kabuktan önce işgal edilmiştir ve bu alt kabuktaki elementleri birbirinden ayıran elektronların sayısıdır. Lantanitler için, önemli olan 4f alt kabuğu ve aktinitler için 5f alt kabuğu vardır. Bu elemanlar ayrıca f-blok elemanları olarak da bilinir. En dıştaki alt kabuk, 5f alt kabuğunda değil, bir elektron içeren ilave bir 7p alt kabuğuna sahip olan, önceki elemandan farklı olan lawrencium hariç, her blok içindeki tüm elemanlar için aynıdır.

Aktinit kimyası, diğer atomlarla bağlanabilen değerlik elektronlarının en dıştaki alt kabukla sınırlı olmaması ve bu elementler arasında değişken sayıda oksidasyon durumu sağlaması ile yönetilir. Örneğin, plütonyumun +3 ila +7 arasındaki oksidasyon durumları olabilir. Bütün elementler kimyasal olarak reaktifdir ve havada hızla oksitlenirler, bir oksit tabakası ile kaplanırlar. Reaktivite grup içindeki atom ağırlığı ile artar; Bununla birlikte, bazı ağır elemanların kimyasal özelliklerinin araştırılması, yoğun radyoaktivite ve çok kısa yarı ömürleri nedeniyle zordur.

Uzun ömürlü aktinit izotopları, çeşitli kullanım alanları bulmuştur. Thorium, 19. yüzyıl sonlarından bu yana gaz mantolarının üretiminde kullanılmıştır. Bazı uranyum ve plütonyum izotoplarının nükleer fisyon geçirme kabiliyetleri nükleer reaktörlerde ve nükleer silahlarda kullanılmasına neden olmuş ve plütonyum da uzay probları için uzun ömürlü bir güç kaynağı olarak kullanılmıştır. Americium duman dedektörlerinde kullanılır.