Aktinium: Unsur Radioaktif yang Langka dan Menarik

Pendahuluan

Aktinium adalah salah satu unsur kimia yang menarik perhatian para ilmuwan karena sifat radioaktifnya yang kuat dan kelangkaannya di alam. Sebagai bagian dari seri aktinida, aktinium memiliki nomor atom 89 dan simbol kimia Ac. Meskipun tidak dikenal secara luas, aktinium memiliki aplikasi penting dalam penelitian ilmiah dan teknologi nuklir. Artikel ini akan membahas sejarah penemuan, sifat, aplikasi, dan tantangan terkait aktinium.

Aktinium dapat ditemukan dalam bentuk padat di alam, memiliki penampakan visual berwarna keperakan. Nomor atomnya adalah 89 dan lambang kimianya adalah Ac. Titik leleh aktinium adalah 1 derajat Kelvin atau -271,15 derajat Celcius atau derajat Celcius, titik didihnya 3 derajat Kelvin atau -269,15 derajat Celcius atau derajat Celcius.

• Simbol : Ak
• Nomor atom: 89
• Kelompok 3

Apa itu aktinium?

Aktinium adalah unsur kimia yang merupakan bagian dari kelompok aktinida. Unsur-unsur ini merupakan unsur-unsur yang mempunyai nomor atom lebih tinggi, sehingga tidak dapat ditemukan di alam dan masa hidupnya cukup singkat. Semua isotop dari kelompok aktinida, termasuk aktinium, sepenuhnya radioaktif.

Sejarah Penemuan Aktinium

Penemuan dan Etimologi

Aktinium pertama kali ditemukan oleh ahli kimia Prancis, André-Louis Debierne, pada tahun 1899. Penemuan ini terjadi ketika Debierne meneliti residu dari bijih uranium. Nama “aktinium” berasal dari kata Yunani “aktinos,” yang berarti “sinar,” merujuk pada sifat radioaktifnya yang memancarkan sinar.

Penelitian Lanjutan

Setelah penemuan awal, penelitian lebih lanjut dilakukan oleh Friedrich Oskar Giesel pada tahun 1902, yang juga bekerja dengan residu uranium. Meskipun ada kontroversi tentang siapa yang pertama kali menemukan aktinium, kontribusi kedua ilmuwan ini dianggap penting dalam sejarah unsur ini.

Karakteristik aktinium

Salah satu karakteristik aktinium yang paling menonjol adalah kenyataan bahwa ia merupakan logam radioaktif, seperti halnya semua aktinida, meskipun ia memiliki warna perak. Karena radioaktivitasnya yang tinggi, ia bersinar dalam gelap dengan cahaya kebiruan.

Isotop 227Ac, ​​​​yang hanya dapat ditemukan dalam jumlah kecil di dalam mineral uranium, merupakan pemancar langsung partikel α dan β dengan waktu paruh 21.773 tahun per partikel. Jejaknya sangat rendah sehingga satu ton bijih uranium hanya mengandung satu gram aktinium.

Perilaku unsur kimia ini sangat mirip dengan unsur tanah jarang lainnya, terutama lantanum, unsur yang terletak tepat di atasnya dalam tabel periodik.

Bagaimana sejarahnya dan siapa yang menemukannya?

Aktinium terkenal ditemukan oleh ahli kimia Perancis bernama André-Louis Debierne, pada akhir abad ke-19, setelah berhasil memperoleh unsur tersebut melalui bijih-bijih. Pada awalnya, ahli kimia ini menganggapnya sebagai unsur yang sangat mirip dengan titanium, dan persepsi ini kemudian diubah menjadi thorium pada tahun 1900.

Pada tahun 1902 ditemukan langsung oleh Friedrich Oscar Giesel, yang menganggapnya sebagai unsur yang sangat mirip dengan lantanum dan memberinya nama emanium pada tahun 1904.

Setelah melakukan perbandingan antara zat-zat yang dibandingkan sebelumnya pada akhir tahun 1904, diketahui bahwa zat-zat tersebut identik dan nama yang diusulkan oleh Debierne tetap dipertahankan karena mempunyai prioritas. ​

Ia akhirnya dibandingkan dengan tiga unsur lain yang ditemukan antara tahun 1898 dan 1900: polonium dan radium oleh ahli kimia Marie dan Pierre Curie dan radon, gas yang dilepaskan selama peluruhan radioaktif beberapa unsur berat yang ditemukan oleh ahli kimia Jerman Friedrich Ernst Dorn pada tahun 1900, menghasilkan kesamaan tertentu berkat radioaktivitasnya yang sebanding.

Sifat-sifat aktinium

Sifat kimia aktinium adalah:

• Simbol kimia : Ac
• Nomor atom: 89
• Kelompok 3
• Periode: 7
• Blok: f
• Massa jenis: 10.070 kg/m3
• Massa atom: 2,7 u
• Radius rata-rata: 195 sore
• Konfigurasi elektronik: rn 6d 17s2
• Elektron per kulit: 2, 8, 18, 32, 18, 9, 2
• Keadaan oksidasi: 3
• Struktur kristal: kubik
• Keadaan padat
• Konduktivitas termal: 12 W/(K·m)
• Keelektronegatifan: 1.1
• Titik didih: 3K
• Titik leleh: 1K
• Kalor peleburan: 62 kJ/mol
• Penampilan: perak

Karakteristik Fisik

Aktinium adalah logam berwarna perak yang bersinar dalam gelap karena radioaktivitasnya. Pada suhu kamar, aktinium adalah padatan yang memiliki titik leleh sekitar 1.050°C dan titik didih sekitar 3.198°C. Ini membuatnya cukup stabil dalam kondisi lingkungan yang ekstrem.

Sifat Radioaktif

Aktinium sangat radioaktif dan memancarkan partikel alfa. Isotop yang paling umum, Aktinium-227, memiliki waktu paruh sekitar 21,8 tahun. Radioaktivitas ini membuat aktinium berbahaya jika tidak ditangani dengan benar, tetapi juga memberikan potensi aplikasi dalam teknologi nuklir dan medis.

Posisi dalam Tabel Periodik

Aktinium adalah anggota pertama dari seri aktinida dalam tabel periodik. Sebagai unsur transisi dalam blok f, aktinium menunjukkan perilaku kimia yang mirip dengan lantanida, meskipun memiliki sifat radioaktif yang lebih menonjol.

Untuk apa ini?

Aktinium bukanlah unsur kimia yang dapat dibeli di apotek mana pun; karena radioaktivitasnya, penggunaannya dibatasi hanya pada organisasi ilmiah. Radioaktivitas aktinium 150 kali lebih besar dibandingkan radium, menjadikannya sumber neutron yang sangat baik; namun meskipun demikian, ia tidak memiliki aplikasi industri yang signifikan karena keterbatasan komersialnya.

Berkat itu, fransium, unsur nomor 87 tabel periodik, dapat diperoleh, yaitu logam alkali radioaktif yang ditemukan pada tahun 1939, yang diperoleh dalam jumlah yang sangat minimal sebagai hasil proses peluruhan spesifik isotop 227Ac dalam radioaktif. seri yang dimulai dengan 235U.​

Dalam pengobatan, isotop 225Ac digunakan dalam produksi Bi-213 yang digunakan dalam radioterapi untuk mengobati kanker. Untuk mencapai hal ini, isotop 225Ac dikombinasikan dengan antibodi monoklonal lintuzumab, yang membentuk radioimunokonjugat pemancar radiasi alfa yang disingkat menjadi 225Ac-HuM195 dan kemungkinan memiliki aktivitas antineoplastik.

Aplikasi dalam Teknologi Nuklir

Aktinium digunakan dalam generator neutron dan sebagai sumber partikel neutron. Kemampuannya untuk memancarkan neutron menjadikannya berguna dalam penelitian nuklir dan dalam perangkat yang memerlukan sumber neutron yang kuat.

Potensi dalam Kedokteran

Aktinium-225, isotop lain dari aktinium, sedang diteliti untuk digunakan dalam terapi kanker. Radioaktifitas yang tinggi memungkinkan aktinium-225 untuk membunuh sel kanker secara efektif, menawarkan potensi untuk pengembangan terapi radioisotop baru.

Riset Ilmiah

Aktinium digunakan dalam penelitian dasar untuk mempelajari sifat-sifat unsur berat dan radioaktif. Ini membantu ilmuwan memahami lebih baik tentang struktur atom dan interaksi nuklir.

Di mana aktinium ditemukan?

Aktinium tidak mudah ditemukan, ia harus diekstraksi dari daftar pendek unsur-unsurnya, yaitu: AcF3, AcCl3, AcBr3, AcOF, AcOCl, AcOBr, Ac2S3, Ac2O3 dan AcPO4. Semua unsur yang tercantum di atas mengandung struktur yang sangat mirip dengan lantanum, oleh karena itu dalam semua unsur tersebut diperkirakan bahwa aktinium memiliki kapasitas oksidasi +3.

Jejak kecil dan langka dari aktinium 227Ac ditemukan dalam mineral uranium, namun umumnya hanya jumlah yang dinyatakan dalam miligram yang dapat diperoleh untuk mengekstraknya, 226Ra dibombardir dengan neutron yang terkandung di dalam reaktor nuklir, yang diikuti dengan peluruhan β- dari mineral tersebut. menghasilkan isotop 227Ra.

Perolehan aktinium dapat dicapai melalui reduksi aktinium fluorida dengan uap kalsium, litium atau magnesium pada suhu antara 1100 dan 1300 °C. Cara lain adalah melalui disintegrasi 235U atau uranitit ( U3O8). Kita harus menyoroti bahwa aktinium diproduksi secara artifisial untuk pertama kalinya di Laboratorium Nasional Argonne di Chicago.

Pentingnya

Aktinium 227, sebagaimana diketahui, karena merupakan unsur yang sangat radioaktif, dengan efek negatif yang jelas akibat radiasi yang sangat berbahaya, bahkan bahayanya sebanding dengan plutonium, penggunaannya sangat terbatas. Hanya menelan 1 miligram logam ini dapat menyebabkan kanker dalam waktu kurang dari 48 jam.

Penggunaannya yang paling luas telah terlihat dalam perkembangan teknologi nuklir yang disertai dengan pelepasan radioaktivitas dalam jumlah kecil ke atmosfer, tanah, samudra, laut, dan tingkat akuifer, yang muncul di seluruh dunia dalam bentuk hewani, tumbuhan, dan materi inert. Radiasi berpindah dari satu spesies ke spesies lain dan terkonsentrasi melalui rantai makanan, membuat hewan lain dan manusia terkena dampak berbahayanya.

Tantangan dan Kesulitan

Kelangkaan dan Produksi

Aktinium sangat langka di alam dan biasanya ditemukan dalam jumlah kecil di bijih uranium dan torium. Produksi aktinium secara komersial mahal dan sulit, membatasi ketersediaannya untuk penelitian dan aplikasi.

Keselamatan dan Penanganan

Karena sifat radioaktifnya, penanganan aktinium memerlukan tindakan pencegahan yang ketat untuk melindungi dari paparan radiasi. Laboratorium dan fasilitas yang bekerja dengan aktinium harus dilengkapi dengan peralatan keamanan dan protokol yang tepat.

Dampak Lingkungan

Aktinium dapat memiliki dampak lingkungan yang signifikan jika tidak dikelola dengan benar. Limbah radioaktif yang mengandung aktinium harus ditangani dengan hati-hati untuk mencegah kontaminasi dan bahaya lingkungan.

Kesimpulan

Aktinium adalah unsur yang menarik dengan sifat radioaktif yang kuat dan potensi aplikasi dalam teknologi nuklir dan medis. Meskipun tantangan terkait kelangkaan dan penanganan, penelitian terus dilakukan untuk memanfaatkan potensi aktinium dalam berbagai bidang. Dengan pemahaman yang lebih baik tentang sifat dan aplikasi aktinium, ilmuwan dapat mengembangkan teknologi baru yang memanfaatkan unsur ini dengan aman dan efektif.

Referensi

1. Greenwood, N. N., & Earnshaw, A. (1997). Chemistry of the Elements. Butterworth-Heinemann.
2. Emsley, J. (2011). Nature’s Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements. Oxford University Press.
3. Chu, S. Y. F., Ekström, L. P., & Firestone, R. B. (1999). The Lund/LBNL Nuclear Data Search.
4. Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Republik Indonesia. (2021). Buku Kimia untuk SMA Kelas XII.
5. Geological Survey. (2020). Rare Earth Elements: Critical Resources for High Technology.