Gold-198 ( <sup> 198</sup> Au) ist ein radioaktives Goldisotop , das üblicherweise durch Neutroneneinfang an natürlichem Gold (ausschließlich Gold-197) hergestellt wird. Es zerfällt ausschließlich durch Beta-Zerfall zu stabilem <sup>198</sup> Hg mit einer Halbwertszeit von 2,6946 Tagen.

Die Zerfallseigenschaften von 198Au haben das Interesse an seinem potenziellen Einsatz in der Strahlentherapie zur Krebsbehandlung geweckt . Dieses Isotop findet auch Anwendung in der Kernwaffenforschung und als radioaktiver Tracer in der hydrologischen Forschung.

Entdeckung

198 Au wurde möglicherweise erstmals 1935 von Enrico Fermi et al. beobachtet, jedoch damals nicht korrekt identifiziert. Die eindeutige Identifizierung dieses Isotops erfolgte 1937 nach Neutronenbestrahlung von stabilem 197 Au und es wurde ihm eine Halbwertszeit von etwa 2,7 Tagen zugeschrieben. [ 4 ]

Verfall

Zerfallsschema von 198 Au zu 198 Hg

Der Zerfall von 198Au (siehe Abbildung) ist relativ einfach und betrifft nur drei Energieniveaus des Tochterkerns. 99 % der zerfallenden Atome folgen dem Pfad zum mittleren Energieniveau und emittieren dabei ein Betateilchen mit einer maximalen Energie von 961 keV (der Rest zerfällt in ein Neutrino ) und ein einzelnes Gammaquant mit einer Energie von 412 keV ( davon werden etwa 4 % umgewandelt ). [ 3 ]

Anwendungen

Nuklearmedizin

<sup>198</sup> Au wird in der Strahlentherapie bestimmter Krebsarten eingesetzt. [ 5 ] [ 6 ] Seine Eigenschaften könnten für die medizinische Anwendung vorteilhaft sein, da die  Eindringtiefe seiner Beta-Teilchen in Gewebe 4 mm beträgt und es ihm ermöglicht, Tumore zu zerstören, ohne benachbartes gesundes Gewebe durch die Strahlung zu schädigen. [ 7 ] Seine Halbwertszeit ist zwar kurz, aber nicht so kurz, dass sie Probleme bei der Handhabung oder Verabreichung verursacht. Aus diesem Grund werden <sup> 198</sup> Au- Nanopartikel als injizierbare Behandlungsmethode für Prostatakrebs untersucht . [ 7 ] [ 8 ]

Radioaktive Spuren

Sediment- und Wasserströmungen können mithilfe radioaktiver Tracer wie 198 Au untersucht werden. Diese Methode wird seit der Verfügbarkeit künstlicher Radioisotope in den 1950er Jahren intensiv genutzt und ergänzt die jahrtausendealten Untersuchungen mit anderen Tracertechniken. [ 9 ]

In den Kokereianlagen von Ölraffinerien wird 198 Au verwendet , um das hydrodynamische Verhalten von Feststoffen in Wirbelschichten zu untersuchen und kann auch zur Quantifizierung des Verschmutzungsgrades der Betteinbauten eingesetzt werden. [ 10 ]

Atomwaffen

Gold wurde als Material für die Herstellung einer gesalzenen Atomwaffe vorgeschlagen ( Kobalt ist ein anderes, bekannteres Salzmaterial). Eine Hülle aus natürlichem197Au (das einzige stabile Goldisotop ), das durch den intensiven Neutronenfluss einer explodierenden thermonuklearen Waffe bestrahlt wird , würde in 198Au umgewandelt , dessen Gammastrahlung die radioaktive Gefährdung durch den radioaktiven Niederschlag der Waffe über Tage hinweg erheblich erhöhen würde. Es ist nicht bekannt, dass eine solche Waffe jemals gebaut, getestet oder eingesetzt wurde. [ 11 ] Jedoch198Gold entstand während des SL-1- Unfalls im Jahr 1961, als der Reaktor sofort kritisch wurde .197Gold im Ehering eines Reaktoroperators, um sich umzuwandeln in198Au . [ 12 ]

Die höchste jemals in einem Atomtest der Vereinigten Staaten nachgewiesene Menge an 198 Au wurde in der Bombe „Sedan“ gefunden, die am 6. Juli 1962 auf dem Atomwaffentestgelände in Nevada gezündet wurde. [ 13 ]

Siehe auch

Referenzen

  1. ^ Kondev, FG; Wang, M.; Huang, WJ; Naimi, S.; Audi, G. (2021). „Die NUBASE2020-Bewertung nuklearer Eigenschaften“ (PDF) . Chinese Physics C. 45 ( 3) 030001. doi : 10.1088/1674-1137/abddae .
  2. ^ Wang, Meng; Huang, WJ; Kondev, FG; Audi, G.; Naimi, S. (2021). „Die AME 2020 Atommassenbewertung (II). Tabellen, Grafiken und Referenzen“. Chinese Physics C . 45 (3) 030003. doi : 10.1088/1674-1137/abddaf .
  3. ^ a b National Nuclear Data Center . "NuDat 3.0-Datenbank" . Brookhaven National Laboratory .
  4. Schuh , A.; Fritsch, A.; Ginepro, JQ; Heim, M.; Shore, A.; Thoennessen, M. (2010). „Entdeckung der Goldisotope“ (PDF) . Atomic Data and Nuclear Data Tables . 96 (3): 307–314 . arXiv : 0903.1797 . Bibcode : 2010ADNDT..96..307S . doi : 10.1016/j.adt.2009.12.001 . S2CID 98691829 . 
  5. ^ „Nanowissenschaften und Nanotechnologie in der Nanomedizin: Hybrid-Nanopartikel in der Bildgebung und Therapie von Prostatakrebs“ . Radiopharmazeutisches Wissenschaftsinstitut, Universität Missouri-Columbia. Archiviert vom Original am 14. März 2009.
  6. ^ Hainfeld, James F.; Dilmanian, F. Avraham; Slatkin, Daniel N.; Smilowitz, Henry M. (2008). „ Verbesserung der Strahlentherapie durch Goldnanopartikel“ . Journal of Pharmacy and Pharmacology . 60 (8): 977–85 . doi : 10.1211/jpp.60.8.0005 . PMID 18644191. S2CID 32861131 .  
  7. ^ ein b Katti, KV; Khoobchandanai, M.; Al-Yasiri, A.; Katti, KK; Cutler, C.; Loyalka, SK (2017). Radioaktive Gold-198-Nanopartikel in der Nanomedizin: Grüne Nanotechnologie und radiochemische Ansätze in der Onkologie . 6. Asien-Pazifik-Symposium für Radiochemie. Jeju.
  8. ^ „Grüner Tee und Goldnanopartikel zerstören Prostatatumore“ . 2012.
  9. ^ Plata-Bedmar, A. (1988). Künstliche Radioisotope in der hydrologischen Untersuchung: Ein Überblick über spezifische Anwendungen (PDF) (Bericht). Themenberichte. IAEA Bulletin. S.  35–38 .
  10. ^ Sanchez, Francisco J.; Granovskiy, Mikhail (2012). „Anwendung der radioaktiven Partikelverfolgung zur Anzeige von Ablagerungen im Stripperbereich einer Fluidkokerei“. Canadian Journal of Chemical Engineering . 91 (6): 1175–1182 . doi : 10.1002/cjce.21740 .
  11. ^ DT Win; M. Al Masum (2003). „Massenvernichtungswaffen“ (PDF) . Assumption University Journal of Technology . 6 (4): 199–219 . Archiviert vom Original am 26.03.2009 . Abgerufen am 28.04.2024 .{{cite journal}}: CS1 Wartung: Bot: Status der ursprünglichen URL unbekannt ( Link )
  12. ^ „SL-1 Reaktorunfall am 3. Januar 1961, Zwischenbericht“, 15. Mai 1961, IDO-19300, CEND-128, Combustion Engineering, Inc., Nuclear Division, Windsor, Connecticut.
  13. ^ RL Miller (2002). US Atlas of Nuclear Fallout, 1951–1970 . Band 1 (Gekürzte Fassung für allgemeine Leser). Two Sixty Press. S. 340. ISBN 978-1-881043-13-3Die