Astatine เป็นองค์ประกอบที่หายากที่สุดในโลก เพียงประมาณ 25 กรัมเกิดขึ้นตามธรรมชาติบนโลกในเวลาใดก็ตาม การดำรงอยู่ของมันถูกคาดการณ์ในปี 1800 แต่ในที่สุดก็ถูกค้นพบประมาณ 70 ปีต่อมา ทศวรรษหลังจากการค้นพบมันไม่ค่อยมีใครรู้จักแอสตาติน อันที่จริงนักฟิสิกส์สรุปคุณสมบัติหลายประการเช่นคุณสมบัติของกัมมันตภาพรังสีการนำและสีขึ้นอยู่กับสมาชิกของกลุ่มฮาโลเจนอื่น ๆ
ประวัติศาสตร์
Dmitri Mendeleyev นักเคมีชาวรัสเซียซึ่งในปี 1869 จัดองค์ประกอบลงในตารางธาตุที่ยังคงใช้อยู่ในปัจจุบันทำนายคุณสมบัติขององค์ประกอบที่ไม่รู้จักที่จะเติมเต็มพื้นที่ว่างบนตารางธาตุสำหรับองค์ประกอบหมายเลข 85 ตาม Peter van der Krogt นักประวัติศาสตร์ชาวดัตช์ Mendeleyev ตั้งชื่อองค์ประกอบที่ไม่รู้จักนี้ eka-iodine เนื่องจากตำแหน่งของมันอยู่ด้านล่างไอโอดีนในกลุ่มธาตุฮาโลเจน
เมื่อการค้นหาองค์ประกอบใหม่เริ่มขึ้นมีการตีพิมพ์รายงานหลายฉบับเกี่ยวกับองค์ประกอบที่ 85 ตามบทความ 2010 ที่ตีพิมพ์ใน Bulletin สำหรับประวัติเคมีโดย Brett F. Thornton และ Shawn C. Burdette นักวิจัยในสวีเดนและสหรัฐอเมริกา ตามลำดับ รายงานเหล่านี้รวมถึงการอ้างว่าองค์ประกอบนั้นไม่มีอยู่นักวิจัยที่ค้นพบองค์ประกอบนั้นไม่สามารถแยกมันได้และคุณสมบัติของรายงานนั้นไม่สอดคล้องกับการทดสอบ
มีความคลุมเครืออย่างมากเกี่ยวกับผู้ที่ค้นพบแอสตาตินครั้งแรกตาม Thornton และ Burdette การค้นพบนี้อาจเป็นผลมาจากนักวิจัยจำนวนหนึ่งซึ่งโดดเด่นที่สุดในกลุ่มต่อไปนี้
Horia Hulubei และ Yvetter Cauchois นักวิจัยที่ Sorbonne ในปารีสตีพิมพ์ผลการค้นพบธาตุ 85 ในปี 1938 พวกเขาใช้การแยกสารเคมีและเผยแพร่ว่าพวกเขาพบว่ามีสเปคตรัมของรังสีเอกซ์สามเส้นสำหรับองค์ประกอบที่ตรงกับการทำนายก่อนหน้านี้ น่าเสียดายที่การฝ่าวงล้อมของสงครามโลกครั้งที่สองทำให้การวิจัยของพวกเขาหยุดชะงักและการสื่อสารระหว่างนักวิทยาศาสตร์ทั่วโลก
การค้นพบครั้งแรกที่ประสบความสำเร็จในการค้นพบแอสทาทีนในปี 2483 โดย Dale R. Coson, Kenneth Ross Mackenzie และ Emilio Segrèนักวิจัยจาก University of California Berkeley อ้างอิงจาก Chemicool เมื่อไม่มีใครสามารถหาองค์ประกอบที่หาได้ยากในธรรมชาตินักวิทยาศาสตร์กลุ่มนี้ได้ทำการผลิตโดยการทิ้งบิสมัท -209 ด้วยอนุภาคแอลฟาในเครื่องเร่งอนุภาค ปฏิกิริยานี้สร้างแอสทาทีน-211 และนิวตรอนอิสระสองตัว องค์ประกอบนั้นมีกัมมันตภาพรังสีสูงและไม่เสถียรซึ่งนำไปสู่ชื่อแอสตาตินจากคำภาษากรีกที่แปลว่า "ไม่เสถียร"
กลุ่มนักวิจัยอีกกลุ่มหนึ่งระบุและวิเคราะห์องค์ประกอบ 85 ในช่วงต้นทศวรรษที่ 1940 ตาม Thornton และ Burdette Berta Karlik และ Traude Bernert ในปี 1942 รายงานผลการศึกษาของพวกเขารวมถึงชื่อที่เสนอว่า "viennium" อย่างไรก็ตามเนื่องจากสงครามโลกครั้งที่สองข่าวดังกล่าวถูกเก็บไว้ในดินแดนเยอรมันและข่าววิทยาศาสตร์จากภูมิภาคอื่น ๆ ของโลกไม่ได้ถูกนำเข้ามาดังนั้น Karlik และ Bernert จึงไม่ทราบถึงผลลัพธ์ที่คล้ายคลึงกันจากกลุ่ม Berkeley เมื่อ Karlik และ Bernert ได้รับรู้ถึงผลการตีพิมพ์จากกลุ่มที่ Berkeley พวกเขายังคงศึกษาองค์ประกอบ 85 และยังคงเพิ่มความรู้เกี่ยวกับห่วงโซ่การสลายตัวที่ก่อตัวองค์ประกอบ
เพียงข้อเท็จจริง
- เลขอะตอม (จำนวนโปรตอนในนิวเคลียส): 85
- สัญลักษณ์อะตอม (บนตารางธาตุ): ที่
- น้ำหนักอะตอม (มวลเฉลี่ยของอะตอม): 210
- ความหนาแน่น: ประมาณ 4 ออนซ์ต่อลูกบาศก์นิ้ว (ประมาณ 7 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร)
- เฟสที่อุณหภูมิห้อง: แข็ง
- จุดหลอมเหลว: 576 องศาฟาเรนไฮต์ (302 องศาเซลเซียส)
- จุดเดือด: ไม่ทราบ
- จำนวนไอโซโทปธรรมชาติ (อะตอมของธาตุเดียวกันที่มีจำนวนนิวตรอนแตกต่างกัน): ไอโซโทปกัมมันตรังสีอย่างน้อย 30 ชนิด
- ไอโซโทปที่พบบ่อยที่สุด: At-210 (ร้อยละเล็กน้อยของความอุดมสมบูรณ์ตามธรรมชาติ), Am-211 (ร้อยละเล็กน้อยของความอุดมสมบูรณ์ตามธรรมชาติ)
ใครจะรู้
- Astatine ได้รับการตั้งชื่อตามคำภาษากรีกว่า 'astatos' ซึ่งแปลว่าเสถียร
- มีปริมาณแอสทาทีนเกิดขึ้นตามธรรมชาติเพียง 25 กรัมในเปลือกโลกตามเวลาที่กำหนด
- ตามที่ Lenntech แอสทาทีนเป็นฮาโลเจนที่รู้จักมากที่สุด ตามธาตุสิ่งองค์ประกอบธาตุฮาโลเจนรวมถึงแอสตาตินแบ่งปันคุณสมบัติที่คล้ายกัน; พวกเขาไม่ใช่โลหะมีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดต่ำเปราะเมื่อแข็งเป็นตัวนำความร้อนและไฟฟ้าที่ไม่ดีและไดอะตอมมิก (โมเลกุลของพวกมันประกอบด้วยอะตอมสองอะตอม)
- แอสตาตินนั้นมีปฏิกิริยาน้อยที่สุดและมีคุณสมบัติที่เป็นโลหะมากที่สุดของธาตุใด ๆ ในกลุ่มฮาโลเจน
- ไอโซโทปของแอสทาทีนกับครึ่งชีวิตที่ยาวนานที่สุดคือแอสทาทีน -210 ที่มีครึ่งชีวิต 8.1 ชั่วโมงตามห้องปฏิบัติการเจฟเฟอร์สัน
- คุณสมบัติทางกายภาพหลายอย่างของแอสทาทีนยังไม่เป็นที่ทราบรวมถึงสีของมันตามบทความในปี 2013 โดย D. Scott Wilbur ตีพิมพ์ในธรรมชาติ ขึ้นอยู่กับรูปแบบสีที่แสดงโดยสมาชิกคนอื่น ๆ ของตระกูลฮาโลเจนมีความเชื่อกันว่าแอสตาไทน์จะมืดอาจใกล้เคียงกับสีดำ
- แอสตาตินนั้นมีกัมมันตภาพรังสีสูง แต่แทบไม่มีผลกระทบต่อสุขภาพหรือสิ่งแวดล้อมเลยเนื่องจาก Lenntech มีความหายากและมีชีวิตที่สั้นมาก แม้ว่าจะมีใครเข้ามาสัมผัสกับมัน แต่แอสตาไทน์ก็คิดว่าจะสะสมในต่อมไทรอยด์คล้ายกับไอโอดีน
การวิจัยปัจจุบัน
ความขาดแคลนของแอสตาตินทำให้เป็นองค์ประกอบที่ยากอย่างเหลือเชื่อในการศึกษา อย่างไรก็ตามนักวิจัยบางคนคิดว่าแอสทาทีนอาจมีประโยชน์ในการรักษาโรคมะเร็ง Astatine อาจทำตัวเหมือนไอโอดีนซึ่งมีแนวโน้มที่จะสะสมในต่อมไทรอยด์ตามที่อธิบายทางเคมี แอสตาตินอาจไปที่ต่อมไทรอยด์และรังสีของมันสามารถฆ่าเซลล์มะเร็งในต่อมได้
ในรายงานฉบับปี 2558 ที่ตีพิมพ์ในวารสาร International Molecular Sciences กลุ่มนักวิจัยชาวฝรั่งเศสนำโดยFrançoise Kraeber-Bodéréอธิบายวิธีการรักษาด้วยรังสีด้วยรังสี (RIT) ในการรักษามะเร็งที่ใช้รังสีนิวไคลด์กัมมันตรังสีที่ปล่อยอนุภาคเบต้าหรืออัลฟา Astatine-211 เป็นไอโซโทปหนึ่งที่อาจเป็นประโยชน์ต่อการบำบัดด้วยอัลฟาเนื่องจากมีครึ่งชีวิตที่ยาวนานกว่าบิสมัทที่ใช้แบบดั้งเดิม -213 และสามารถผลิตได้ในเครื่องเร่งอนุภาค Astatine-211 ได้รับการศึกษาสำหรับการใช้งานตั้งแต่อย่างน้อยปี 1989 ตามที่ผู้เขียนและได้แสดงให้เห็นว่ามีผลลัพธ์ที่มีแนวโน้มรวมถึงการทดลองปลูกถ่ายไขกระดูกในผู้ป่วยโรคมะเร็งเม็ดเลือดขาว, การศึกษาการปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดในหนู ด้วยเนื้องอกในสมอง
ข้อสรุปที่นักวิจัยเข้าถึงได้แสดงให้เห็นว่าการใช้ไอโซโทปกัมมันตรังสีเช่น astatine-211 สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพ RIT ในการรักษาเนื้องอกและมะเร็งอื่น ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากการรักษาเริ่มต้นในโรค วิธีการ RIT นี้ยังมีศักยภาพในการฆ่าเซลล์มะเร็งที่เหลือซึ่งโดยทั่วไปจะมีความต้านทานต่อเคมีบำบัดและสารกัมมันตรังสี
