تاریخ کشف آستات و فرانسیوم

در ژوئیه 1925، دانشمند بریتانیایی، فرند (1)، به فلسطین رفت اما نه به عنوان یک زائر اماکن مقدس. علاوه بر این، وی نه باستان‌شناس بود و نه توریستی که برای دیدن سرزمینهای ناشناخته رفته باشد. او تنها یک شیمیدان بود و اسباب سفرش اساساً بطریهایی خالی بود که امید داشت آنها را با نمونه‌های آب بحرالمیت پر کند. بحرالمیت دارای ذخیره‌ای از نمکهای محلول است. ماهی نمی‌تواند در این دریا زندگی کند و هر انسانی می‌تواند بدون ترس از خطر غرق شدن در آن شنا کند، چرا که وزن مخصوص آب آن بسیار بالاست.
نقطه نظرهای تاریک کتاب مقدس در به یأس مبدل کردن امیدهای رند با شکست مواجه شد. هدف وی یافتن اکا- یود و اکا- سزیوم در آن بحرالمیت بود که دانشمندان به اشتباه فکر می‌کردند در این آب یافت می‌شود. آب دریا حاوی بسیاری از نمکهای محلول فلزات قلیایی و هالوژنهاست و غلظت آنها در آب بحرالمیت باید به طور قابل توجهی بالا می‌بود. احتمال بیشتری می‌رفت که این نمکهای محلول، در خود عناصر کشف نشده‌ای را پنهان کرده باشند؛ یعنی سنگینترین هالوژن و سنگینترین فلز قلیایی را، حتی در مقادیر کم و گذرا.
البته فرند در انتخاب جهت تحقیقات خود بدعتی نیاورده بود: قبل از پایان قرن نوزدهم هیچ شیمیدانی در جواب به این سؤال که کجا باید به دنبال اکا-یود و اکا-سزیوم گشت تردید نداشت. جواب روشن و مشخص این بود: در جایی که ترکیبات طبیعی فلزات قلیایی و هالوژنها یافت می‌شود، یعنی در معادن نمکهای پتاسیوم، در آب دریا و اقیانوس، در سنگ معدنهای گوناگون، در چاههای عمیق آب، در بعضی از جلبکهای دریایی، و از این قبیل. به عبارت دیگر، میدان کاوش و جستجو وسیع و گسترده بود.
اما تمام کوششها برای یافتن اکا-یود و اکا- سزیوم با شکست روبه‌رو شد و تلاشهای فرند نیز مستثنا نبود.
حال بیایید به آخرین دهه‌های قرن نوزدهم برگردیم. زمانی که مندلیف جدول تناوبی خود را تدوین و عرضه کرد حاوی خانه‌های خالی بسیاری مربوط به عناصر ناشناخته بین بیسموت و اورانیوم بود. این خانه‌های خالی بسرعت، پس از کشف رادیوآکتیویته، پر شدند. پولونیوم، رادیوم، رادون، آکتینیوم، و سرانجام پروتاکتینیوم مکانهای خود را بین اورانیوم و توریوم اشغال کردند. تنها اکا- یود و اکا- سزیوم تأخیر داشتند. اما این واقعیت دانشمندان را سردرگم نکرد. عناصر ناشناخته‌ی خانه‌های خالی بایستی رادیوآکتیو می‌بودند، زیرا هیچ شکی در این مورد که رادیوآکتیویته ویژگی مشترک عناصر سنگینتر از بیسموت است وجود نداشت. بنابراین، دیر یا زود، روشهای پرتوسنجی می‌توانست وجود عناصر 85 و 87 را آشکار سازد.

زنجیره‌ی طویلی از تبدیلات موفقیت‌آمیز رادیوآکتیو در مورد ایزوتوپهای طبیعی اورانیوم و توریوم منجر به ظهور عناصر شیمیایی ثانوی شد. در دهه‌ی اول قرن بیستم، دانشمندان در حدود چهل ایزوتوپ از عناصر رادیوآکتیو انتهای جدول تناوبی را در اختیار داشتند.‌ای عناصر در فاصله‌ی بین بیسموت تا اورانیوم قرار دارند. این رادیو المنتها شامل سه خانواده‌ی رادیوآکتیو، به سر گروهی اورانیوم 232، اورانیوم 235 و اورانیوم 238 است. نماینده‌های هر عنصر رادیوآکتیو، به اسثتنای اکا- یود و اکا-سزیوم، در این سه خانواده حضور یافته بودند. در هیچ یک از سه خانواده‌ی رادیوآکتیو فوق جایی برای ایزوتوپهای عناصر 85 یا 87 مشاهده نمی‌شد. این مسئله موجب بروز دیدگاه غیر منتظره‌ای شد مبنی بر این که اکا- یود و اکا- سزیوم رادیوآکتیو نیستند. اما چرا؟ هیچ کس را توان پاسخ دادن به این سؤال نبود. با چنین فرضیه‌ای جستجوی دو عنصر ناشناخته در سنگ معدنهای اورانیوم و توریوم، که بدون استثنا حاوی عناصر رادیوآکتیو هستند، بی‌معنی بود.

فرضیه‌ی پایدار بودن اکا- یود و اکا- سزیوم تأیید نشد. تمام کوششها برای یافتن ایزوتوپهای این عناصر در خانواده‌های رادیوآکتیو با شکست مواجه شد. ولی یک راه برای پژوهش باقی مانده بود که به نظر امیدبخش می‌رسید. آیا یک ایزوتوپ رادیوآکتیو فقط دارای یک یا دو مکانیسم تباهی است؟ فرض کنیم ایزوتوپ رادیوآکتیوی هم ذرات آلفا و هم ذرات بتا منتشر می‌کند. در این صورت محصولات تباهی این ایزوتوپ، ایزوتوپهایی از دو عنصر مختلف است و بنابراین سری واکنشهای رادیوآکتیو مربوط به این ایزوتوپ انشعاب حاصل می‌کنند. این مسئله برای مدتی طولانی مورد بحث بود و ظاهراً برای بعضی از ایزوتوپها این حالت از تجزیه‌ی تشعشعی به وقوع می‌پیوست.
در سال 1913، دانشمند بریتانیایی، کرانستن، رادیو المنت Ms Tn-II (ایزوتوپی از آکتینیوم 228) را مورد مطالعه قرار داد. این ایزوتوپ ذرات بتا منتشر می‌کند و به توریوم 228 تبدیل می‌شود. اما کرانستن تصور می‌کرد که انتشار ضعیف ذرات آلفا را نیز ردیابی کرده است. اگر این تصور درست بود محصول تباهی می‌بایست اکا- سزیوم مورد انتظار می‌بود. در واقع، فرایند مزبور به روش زیر قابل توجیه است.
اما کرانستن تنها به گزارش مشاهداتش اکتفا کرد و پژوهشهایش را ادامه نداد.
درست یک سال بعد، سه پرتو شیمیدان از وین، به نامهای مایر (2) ج. هس، و پانت (3)، آکتینیوم 227، ایزوتوپی از خانواده‌ی اورانیوم 235، را مورد مطالعه قرار دادند. آنان آزمایشات خود را تکرار کردند و سرانجام دستگاههای حساسشان ذرات آلفای با منشاء نامشخص را آشکار ساخت. ذرات آلفای منتشره توسط ایزوتوپهای گوناگون دارای مسیرهای متوسط خاصی در هوا هستند (در حدود چند سانتی‌متر). مسیر متوسط ذرات آلفا در آزمایشات دانشمندان اتریشی 3/5 سانتی‌متر بود. هیچ ایزوتوپ شناخته شده‌ای که فعالیت آلفا داشته باشد دارای چنین مسیر متوسطی از ذرات آلفا نبود. دانشمندان مؤسسه‌ی رادیوم وین نتیجه گرفتند که این ذرات محصول تباهی آلفای آکتینیوم 227 است که فعالیت بتا دارد. محصولی از این تباهی می‌بایستی ایزوتوپی از عنصر 87 می‌بود.
کشف مزبور بایستی در آزمایشات جدید مورد تأیید قرار می‌گرفت. اتریشیها آماده برای این کار بودند اما بزودی جنگ جهانی اول شروع شد.
آنان، در واقع، تشعشع آلفای آکتینیوم 227 را مشاهده کردند و این بدان معنی بود که اتمهای عنصر 87 در حضور ذرات فوق تولید شده‌اند. اما این موضوع باید به اثبات می‌رسید. رد نتایج سه دانشمند ساده‌تر بود. کسانی که مشکوک بودند می‌گفتند که فعالیت آلفای مشاهده شده بسیار ضعیف است و، بر همین اساس، نتایج احتمالاً اشتباه بوده است. دیگران می‌گفتند که یک ایزوتوپ از عنصر مجاور، یعنی پروتاکتینیوم نیز ذرات آلفا با مسیر توسط نزدیک به 3/5 سانتی‌متر منتشر می‌کند. و شاید اشتباه ناشی از وجود پروتاکتینیوم در نمونه‌ی مورد آزمایش بوده است.
عنصر 85 و 87 چندین بار کشف شدند و نامهایی از قبیل داسینیوم و مولداویوم، آلکالینیوم و هلوتیوم، یا لپتینوم و آنگلوهلوتیوم به آنها اطلاق گردید. اما تمام آنها اشتباه بودند. این اسامی زیبا به پدیده‌ای واهی و بی‌اساس اطلاق شده بود.
عددهای جرمی تمام ایزوتوپها در خانواده‌ی توریوم 232 مضربی از عدد چهار هستند. بنابراین، گاهی اوقات خانواده‌ی توریوم را گروه «n4» می‌نامند. با تقسیم اعداد جرمی ایزوتوپها در دو خانواده‌ی اورانیوم بر عدد چهار، باقیمانده‌ای برابر دو یا سه به دست می‌اید. به ترتیب، خانواده‌ی اورانیوم 238 به عنوان خانواده‌ی (2+n4) و خانواده‌ی اورانیوم 235 به عنوان خانواده‌ی (3+n4) شناخته می‌شوند.

اما خانواده‌ی (1+n4) کجاست؟ شاید دقیقاً در این چهارمین سری‌های ناشناخته‌ی تبدیلات تشعشعی است که می‌توان ایزوتوپهای اکا-یود و اکا- سزیوم را یافت. ایده‌ی مزبور نامعقول نبود اما هیچ ایزوتوپ رادیوآکتیو شناخته شده‌ای نمی‌توانست، با توجه به عدد جرمی‌اش، در این خانواده‌ی فرضی جای گیرد.

کسانی که به این دیدگاه خاص مشکوک بودند، استدلال می‌کردند که، در واقع در مراحل اولیه‌ی تکوین زمین سری‌های چهارم رادیوآکتیو وجود داشته‌اند، اما تمام ایزوتوپهای تشکیل دهنده‌ی این سری‌ها از جمله سردسته‌ی آنها، دارای زمان نیمه عمر شده‌اند. سری چهارم رادیوآکتیو مدتها پیش از ظهور انسان روی کره‌ی زمین عمرش به سر آمده بود.
در دهه‌ی دوم نظریه‌پردازان تلاش کردند این خانواده را بازسازی و اعضای آن را، در صورت موجود بودن، تعیین کنند. این ساختمان خیالی ایزوتوپهای عناصر 85 و 87 را در خود جای می‌داد (اما جایی برای ایزوتوپهای رادون نبود)، ولی این مسیر جستجو نیز به مقصود منتهی نشد. شاید اصلاً عناصر فریبنده و جذاب مزبور وجود خارجی نداشتند؟
هدف زیاد هم دور از دسترس نبود. ولی قبل از شروع داستان مربوط به تحقق رؤیاهای دانشمندان اجازه دهید به اولین عنصر سنتز شده،‌ یعنی تکنتیوم، برگردیم.
چرا تکنتیوم اولین عنصری بود که سنتز شد؟ قبل از هر چیز، به دلیل انتخاب هدف و ذرات بمباران کننده‌ی مشخص. هدف مولیبدن بود که می‌توانست در آن زمان تا حد زیادی به طور خالص به دست ‌آید. ذرات بمباران کننده نوترون و دوترون بودند، و شتاب دهنده‌های مورد نیاز برای شتاب دادن دوترونها نیز در دسترس بودند. به این دلیل، کشف تکنتیوم آغازگر عصر عناصر مصنوعی تلقی می‌شود.
مشخص شد که کار روی پرومتئوم پیچیده‌تر است زیرا این عنصر به خانواده‌ی خاکهای کمیاب تعلق داشت و تعیین ماهیت شیمیایی آن توأم با مشکلات جدی بود.
اما به نظر می‌آمد که کار برای عناصر 85 و 87 بمراتب دشوارتر باشد. دانشمندان در کوششهایشان برای تهیه‌ی اکا- یود تنها می‌توانستند یک ماده به عنوان هدف در اختیار داشته باشند. این هدف بیسموت 83 بود. ذرات بمباران کننده نیز توسط هابسن (4) انتخاب شده بودند. تنها از ذرات آلفا می‌شد استفاده کرد. پولونیوم، که مقدم بر اکا- یود بود، نمی‌توانست به عنوان ماده‌ای برای هدف به کار رود. عناصری که دارای عددهای جرمی کمتر از بیسموت بودند نیز نمی‌توانستند این نقش را ایفا کنند زیرا دانشمندان ذرات بمباران کننده‌ی مناسب برای رسیدن به عدد 85 را در اختیار نداشتند.
به نظر می‌رسید که تولید مصنوعی اکا- سزیوم، به طور کلی، امکان‌پذیر نیست. هیچ هدف و ذره‌ی بمباران کننده مناسبی در دهه‌ی سوم وجود نداشت. اما این اتفاقی وارونه در تاریخ بود که دقیقاً عنصر 87، پس از تکنتیوم، دومین عنصری بود که جدا از چهار عنصر فراموش شده در مرزهای قدیمی جدول تناوبی با قاطعیت کشف گردید.
در این برهه از تاریخ اکا- یود و اکا- سزیوم، که مدتهای مدید به موازات هم پیش می‌رفتند، بتدریج از هم جدا شدند و، بنابراین، کشف آنها را به طور جداگانه بررسی خواهیم کرد.
عنصر 85 توسط کورسن (5)، مکنزی (6)، و سگره، که در دانشگاه برکلی امریکا به تحقیق می‌پرداختند، سنتز شد. فیزیکدان ایتالیایی، سگره، در آن زمان در امریکا سکونت داشت و تنها فرد این گروه بود که تجربیاتی در زمینه‌ی سنتز تهیه‌ی عنصر جدید (تکنتیوم) داشت. در 16 ژوئیه 1940، این دانشمندان مقاله‌ی مفصلی تحت عنوان «عنصر رادیوآکتیو مصنوعی 85» به نشریه‌ی معتبر «مجله‌ی فیزیک» ارسال داشتند و طی آن گزارش کردند که چگونه هدفی از بیسموت را با ذرات شتابدار آلفا در سیکلوترون بمباران کرده و محصول رادیوآکتیوی از واکنش هسته‌ای ، تهیه کرده اند. به احتمال قوی، این محصول ایزوتوپی از اکا- یود با زمان نیمه 7/5 ساعت و عدد جرمی 211 بود. سگره و همکارانش آزمایشات دقیقی با مقدار ناچیزی از عنصر جدید انجام دادند و دریافتند که این عنصر مشابه یود است و خواص فلزی ضعیفی از خود نشان می‌دهد.
نتایج به دست آمده به حد کافی رضایت‌بخش بود، اما عنصر جدید مدتها بدون نام باقی ماند. پژوهش بیشتر روی اکا- یود، به علت شروع جنگ، به تأخیر افتاد. تنها در سال 1947 بود که کار از سرگرفته شد و همان گروه، سنتز ایزوتوپ دیگری را با عدد جرمی 210 اعلام کرد. زمان نیمه عمر آن تا اندازه‌ای طولانیتر بود اما نه بیش از 8/3 ساعت. بعدها کشف شد که این ایزوتوپ طولانیترین عمر را در میان ایزوتوپهای عنصر 85 داراست. این عنصر با روشی مشابه به عنوان اولین ایزوتوپ تهیه شد اگر چه انرژی بمباران ذرات آلفا تا اندازه‌ای بیشتر بود. به دلایلی، هسته‌ی واسطه و مرکب به جای دو نوترون، سه نوترون منتشر می‌کرد و، به همین دلیل، عدد جرمی ایزوتوپ یک واحد کمتر بود. در این شرایط بود که عنصر جدید آستات نامیده شد. این نام از کلمه‌ی یونانی به معنی «ناپایدار» اقتباس شده است (علامت آن در جدول تناوبی At است).
اما در فاصله‌ی سنتز ایزوتوپهای 211At و 210At اتفاق مهمی روی داد. کارلیک (7) و برترت (8)، دانشمندان مؤسسه‌ی رادیوم وین، در صدد یافتن آستات طبیعی برآمدند. این کاوشی بود فوق‌العاده ماهرانه با بهره‌گیری از حداکثر ظرفیت و کارآیی پرتوسنجی. کار با موفقیت همراه بود و عنصر 85 برای دومین بار تولد یافت. درست مانند وضعیتی که برای تکنتیوم و پرومتئوم پیش آمد، می‌توانیم دو تاریخ در تاریخچه‌ی کشف آستات قید کنیم. این دو تاریخ عبارتند از سال سنتز آن (1940) و سال کشف آن در طبیعت (1943).
اما، یک سال پیش از آنکه سگره و همکارانش به فکر بمباران هدفی از بیسموت توسط ذرات آلفا بیفتند. مجامع علمی از کشف اکا- سزیوم آگاهی داشت. آکادمی علوم پاریس مقاله‌ای منتشر ساخت تحت عنوان «عنصر 87: AcK حاصل از آکتینیوم». تاریخ این نوشته 9 ژانویه 1939 بود. نویسنده‌ی این مقاله، پره (9)، دستیار پرتو شیمیدان معروف، دبیرن، بود که کشف خود را در مورد آکتینیوم چهل سال پیش اعلام کرده بود.
مارگریت پره هیچ روش جدیدی اختراع نکرد و هرگز ادعایی مبهم و پیچیده در مورد امکان وجود منابع اکا- سزیوم طبیعی ابراز نداشت. وی در سال 1938 به نوشته‌ای برخورد که در سال 1914 چاپ شده بود. نوشته‌ی مزبور به امضای شیمیدانان اتریشی، مایر، هس، و پانت بود. پره تلاش کرد نظریه‌ی این دانشمندان را به اثبات رساند. وی نمونه‌ی کاملاً خالصی از آکتینیوم را تهیه کرد. این ایزوتوپ فعالیت بتای بالایی دارد. اما گاهی ذرات آلفا نیز منتشر می‌کند. مسیر متوسط چنین ذراتی در هوا 3/5 سانتی‌متر است. این تشعشع آلفا به هیچ عنوان ناشی از پروتاکتینیوم نبود، زیرا نمونه‌ی آکتینیوم کاملاً خالص شده بود. از آنجا که ذرات آلفا منتشر می‌شدند، ایزوتوپ اکا- سزیوم با عدد جرمی 223 بایستی به طور پیوسته در نمونه ذخیره می‌شدند. با یک سری آزمایشات، این موضوع به طور قاطع مشاهده شد. در حقیقت، ماده‌ای با زمان نیمه عمر 21 دقیقه روی نمونه‌ی آکتینیوم جمع شده بود. حال نوبت آن رسیده بود که تجزیه‌ی شیمیایی نشان دهد این ماده‌ی جمع شده روی نمونه‌ی آکتینیوم یک عنصر جدید است. پره عنصر جدید را، به افتخار نام کشورش، فرانسیوم نامید. عنصر مزبور فقط برای دوران کوتاهی، طبق فهرست قدیمی رادیو المنتها، آکتینیوم K (AcK) نامیده می‌شد.
اولین توضیحی که پره در مورد عنصر تازه تولد یافته عرضه کرد، بسیار خلاصه بود: عنصر مزبور با تجزیه‌ی آلفای آکتینیوم 227 طی واکنش زیر تشکیل می‌شود،
و فعالیت آلفا دارد با زمان نیمه عمر 21 دقیقه. وی سپس چندین ماه صرف مطالعه‌ی خواص شیمیایی عنصر مزبور کرد و با قاطعیت اعلام داشت فرانسیوم از همه نظر مشابه سزیوم است.
هیچ یک از عناصر طبیعی رادیوآکتیو چنین زمان نیمه عمر کوتاهی نداشتند، حتی عنصر رادیوآکتیو مصنوعی 85 زمان نیمه عمری در حد چند ساعت داشت. امیدهایی در مورد یافتن ایزوتوپهای طبیعی دیگر فرانسیوم با زمان نیمه عمر طولانیتر وجود داشت. اما مسلم شد که در واقع فرانسیوم 223 تنها ایزوتوپ فرانسیوم موجود در زمین است.
تنها کار ممکن برای دست یافتن به موفقیت متوسل شدن به سنتز بود، اما ثابت شد که این کار بسیار مشکل است. بیش از ده سال از کشف پره گذشت تا اینکه ایزوتوپهای فرانسیوم به طور مصنوعی تهیه شد. واکنش هسته‌ای که منجر به تولید ایزوتوپ فرانسیوم با عدد جرمی 212 می‌شود، به طور خلاصه به صورت زیر است:
این واکنش عبارت است از شکافت هسته‌ی اورانیوم توسط پروتونهایی که تا حد انرژی بسیار زیادی شتابدار شده‌اند. وقتی چنین پروتون سریعی به هسته‌ی اورانیوم اصابت می‌کند چیزی مانند یک انفجار با خروج توده‌ای از ذرات یا به عبارت دقیقی شش پروتون و 21 نوترون حاصل می‌شود. البته، واکنش ناشی از یک تصادف و اتفاق صرف نیست بلکه مبتنی بر پیش‌بینیهای نظری دقیق است. در این مورد می‌توان توریوم را جایگزین اورانیوم کرد. مدتها تصور می‌شد محصول واکنش، یعنی فرانسیوم 212، ایزوتوپی است که طولانیترین عمر را دارد (زمان نیمه عمر 23 دقیقه) اما بعدها معلوم شد که زمان نیمه عمر آن فقط 19 دقیقه است.
تهیه‌ی مصنوعی فرانسیوم بسیار مشکلتر است و روش موجود در این مورد غیر عملی‌تر از استخراج این عنصر به عنوان محصول تجزیه‌ی آکتینیوم طبیعی است، اما آکتینیوم طبیعی کمیاب است. چه باید کرد؟ یک روش معمول بمباران ایزوتوپ اصلی رادیوم با عدد جرمی 226 (زمان نیمه عمر آن 1622 سال است) به وسیله نوترونهای سریع است. رادیوم 226 یک نوترون را جذب می‌کند و به رادیوم 227، با زمان نیمه عمر حدود 40 دقیقه، تبدیل می‌شود. تباهی آن منجر به تولید آکتینیوم 227 خالص می‌شود، که تباهی آلفای آن، به نوبه‌ی خود، فرانسیوم 223 تولید می‌کند.
نشانه‌های At و Fr برای همیشه در خانه‌های 85 و 87 جدول تناوبی جای گرفتند و ثابت شد که خواص آنها دقیقاً همان است که در جدول پیش‌بینی شده بود. اما در مقایسه با زوجهای ناپایدارشان، یعنی تکنتیوم و پرومتئوم، که با استفاده از فیزیک هسته‌ای ساخته شده‌اند، موقعیت آنها چندان رضایتبخش نیست.
تخمین زده شده بود که پوسته‌ای به ضخامت 20 کیلومتر از زمین حاوی حدوداً 520 گرم فرانسیوم و 30 گرم آستات است (به دلایلی این تخمین اغراق‌آمیز است). این مقادیر کاملاً مطابقت دارد با مقادیر «منابع» زمینی (علامت گیومه در اینجا کاملاً گویا و مناسب است) تکنتیوم و پرومتئوم. احتمالاً، وقتی با فروتنی درباره‌ی آستات و فرانسیوم صحبت می‌کنیم دچار اشتباه نشده‌ایم؟ ابداً این طور نیست. تکنتیوم و پرومتئوم به مقیاس وسیعی در حدود چندین کیلوگرم تولید می‌شوند. واقعیت این است که تکنتیوم و پرومتئوم دارای زمانهای نیمه عمر بسیار طولانیتری هستند و، به همین دلیل، می‌توان آنها را به میزان قابل توجهی ذخیره کرد. اما ذخیره‌ی ساختن آستات و فرانسیوم کاملاً غیر عملی است. در حقیقت، هرگاه بخواهند خواصشان را مورد مطالعه قرار دهند باید آنها را از نو تهیه کنند.
در خانواده‌های رادیوآکتیو، ایزوتوپهای آستات و فرانسیوم در شاهره اصلی فرایندهای رادیوآکتیو قرار نمی‌گیرند. این دو عنصر در شاخه‌های فرعی جای دارند. در زیر شاخه‌ای که روی آن فرانسیوم طبیعی تولد می‌یابد نشان داده شده است:
ایزوتوپ
در 99 مورد از صد مورد ذرات بتا منتشر می‌کند و فقط در یک حالت تباهی آلفا روی آن انجام می‌گیرد.
شرایط در مورد شاخه‌های مربوط به تشکیل آستات مشکلتر است:
در مورد این شاخه‌ها چه می‌توان گفت؟ تولیدکننده‌های آستات طبیعی (ایزوتوپهای پولونیوم) خود فوق‌العاده کمیابند. تباهی آلفا شکل مسلط تجزیه‌ی آنها نیست بلکه تنها مکانیسم رادیوآکتیویته در این مورد است. چنین به نظر می آید که تباهیهای بتا در مورد آنها چیزی شبیه یک حادثه‌ی غیر منتظره باشد. این پدیده می‌تواند از اطلاعات زیر نتیجه شود.
تنها یک تباهی بتا در مقابل 5000 تباهی آلفا در پولونیوم 218 رخ می‌دهد. موضوع برای پولونیوم 216 و پولونیوم 215 حتی تأسف‌بارتر است (به ترتیب 1 به 7000 و 1 به 200.000). مسئله بسیار گویاست. مقدار فرانسیوم طبیعی روی زمین بیشتر است. این عنصر از ایزوتوپ آکتینیوم Ac227 که طولانیترین عمر را دارد (زمان نیمه عمر 21 سال) تولید می‌شود و البته مقدار موجود آن بسیار بیشتر از ایزوتوپهای بسیار کمیاب پولونیوم، که می‌توانند آستات تولید کنند، است.

پی‌نوشت‌:

1. Friend.
2. Meyer.
3. Paneth.
4. Hobson.
5. Corson.
6. Mackenzie.
7. Karlik.
8. Bernert.
9. Perey.

منبع مقاله :
تریفونوف، دیمیتری نیکولایویچ؛ تریفونوف، ولادیمیر؛ (1390)، تاریخچه‌ی کشف عناصر شیمیایی، برگردان: عبدالله زرافشان، تهران: شرکت انتشارات علمی و فرهنگی، چاپ چهارم