protactinium

Protactinium er et av de mest sjeldne grunnstoffene. Mengden er for liten til å beregnes nøyaktig, men antas å utgjøre rundt 1 ppt (1×10⁻¹⁰ masseprosent) av jordskorpen. Det forekommer i uranmalm i mengder på 100–300 milligram per tonn malm (tilsvarende 0,1–0,3 ppm).

Protactinium utgjør liten fare for miljøet på grunn av svært lav forekomst.

Det finnes to isotoper av protactinium i naturen: ²³⁴Pa og ²³¹Pa.

Protactinium er svært giftig og radioaktivt, ved arbeid med protactinium må man ta strenge forholdsregler. Generelt er det farligere å inhalere enn å spise.

Ved håndtering av isotopen ²³¹Pa må man være forsiktig på grunn av den farlige alfastrålingen. ²³³Pa, som fås ved nøytronbestråling av ²³²Th (thorium), sender ut betastråling, og til tracerbruk kan denne håndteres enklere.

Årlig inntaksgrense og inhaleringsgrense for ²³¹Pa er henholdsvis 7 kilobecquerel og 70 becquerel. Tilsvarende for isotopen ²³³Pa er 40 megabecquerel og 30 megabecquerel.

Protactinium ble oppdaget i 1913 av Kasimir Fajans og Oswald Helmuth Göhring (1889–1915), som et kortlevende produkt etter henfall av uran. De ga grunnstoffet navnet brevium (av latin 'kort') fordi det fantes bare i kort tid.

Den første oppdagede isotopen av protactinium var ²³⁴Pa. Fem år senere identifiserte Otto Hahn og Lise Meitner, og omtrent samtidig Frederick Soddy og John Arnold Cranston, den langtlevende isotopen ²³¹Pa (halveringstid 32 760 år) i bekblende. Den er et ledd i uran-actiniumserien og dannes ved at ²³⁵U desintegrerer ved alfastråling til ²³¹Th (thorium), som ved betastråling omdannes til ²³¹Pa. Denne desintegrerer videre ved alfastråling til ²²⁷Ac (actinium). Hahn og Meitner gav grunnstoffet navnet protoactinium, som senere ble endret til protactinium.

I 1927 fremstilte den tyske kjernekjemikeren Aristid von Grosse (1905–1985) to milligram av oksidet Pa₂O₅, og i 1934 metallisk protactinium. I 1959–1961 ble det i England utvunnet 125 gram ²³¹Pa fra 60 tonn brukt reaktorbrensel.

Protactiniummetall kan fremstilles ved omdanning av forbindelsen Pa₂O₅ til pentajodidet PaI₅, som så spaltes i høyvakuum på en varm wolframtråd, eller ved å redusere tetrahalogenider med bariumdamp ved 1400 °C.

Protactinium tilhører actinoidene i periodesystemet. I likhet med de andre actinoidene, er protactinium radioaktivt.

Protactinium i ren form er et sølvfarget, glinsende metall, som beholder glansen en stund i tørr luft fordi det oksideres langsomt.

Protactinium opptrer i forbindelser i oksidasjonstrinn +III, +IV og +V, der +V er mest stabilt. Forbindelsen med kjemisk formel Pa₂O₅ har svakt sure egenskaper.

• actinoider
• grunnstoff
• radioaktivitet
• periodesystemet

• Periodesystemet.no: protactinium