Promethi

Đặc trưng

Đồng vị có chu kỳ bán rã dài nhất của promethi, Pm¹⁴⁵, là nguồn bức xạ beta mềm với chu kỳ bán rã 17,7 năm. Nó không bức xạ các tia gama, nhưng các hạt beta khi sinh ra sẽ tác động vào các nguyên tử của các nguyên tố có số nguyên tử cao có thể sinh ra các tia X, vì thế một mẫu Pm¹⁴⁵ sẽ sinh ra một số bức xạ tia X mềm ngoài các hạt beta.
Promethi tinh khiết tồn tại dưới 2 dạng thù hình và các tính chất hóa học của nó là tương tự như của các nguyên tố khác trong nhóm Lantan. Các muối của promethi phát quang trong bóng tối với màu lam nhạt hay hơi lục do tính phóng xạ cao của nó. Promethi có thể tìm thấy ở dạng dấu vết trong một số loại quặng urani và các sản phẩm phân hạch. Promethi mới sinh ra cũng có thể phát hiện thấy trong các quang phổ của một số ngôi sao.

Lịch sử

Sự tồn tại của promethi lần đầu tiên được Bohuslav Brauner dự đoán vào năm 1902; dự báo này được Henry Moseley ủng hộ năm 1914, khi ông phát hiện thấy lỗ hổng cho nguyên tố bị bỏ sót với số nguyên tử bằng 61, nhưng đã không được tìm thấy (tuy nhiên, Moseley không có mẫu vật nào để kiểm tra điều đó). Một vài nhóm nhà khoa học từng tuyên bố đã tạo ra nguyên tố này, nhưng họ không thể xác nhận điều đó do khó khăn trong việc tách promethi từ các nguyên tố khác. Promethi lần đầu tiên được tạo ra và chứng minh là tồn tại ở Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge (ORNL) năm 1945 bởi Jacob A. Marinsky, Lawrence E. Glendenin và Charles D. Coryell bằng chia tách và phân tích các sản phẩm phân hạch của nhiên liệu urani bị chiếu xạ trong lò phản ứng điều chỉnh bằng graphit; tuy nhiên, do quá bận với nghiên cứu liên quan tới quốc phòng trong Thế chiến II nên họ đã không thông báo phát hiện của mình cho tới tận năm 1947. Tên gọi promethium có nguồn gốc từ Prometheus, một vị thần khổng lồ (Titan) trong thần thoại Hy Lạp, đã ăn trộm lửa từ đỉnh Olympus và đưa nó cho loài người. Tên gọi này do Grace Mary Coryell, vợ của Charles Coryell, đề nghị do bà cảm thấy họ đã ăn trộm lửa từ các vị thần.
Năm 1963, các phương pháp trao đổi ion đã được sử dụng tại ORNL để điều chế khoảng 10 gam promethi từ các chất thải trong chế biến nhiên liệu cho lò phản ứng hạt nhân.
Ngày nay, promethi vẫn còn được phục hồi từ các phụ phẩm của phân hạch urani; nó có thể được tạo ra bằng bắn phá Nd¹⁴⁶ bằng các nơtron, chuyển hóa nó thành Nd¹⁴⁷ để sau đó phân rã thành Pm¹⁴⁷ thông qua phân rã beta với chu kỳ bán rã 11 ngày.

Phổ biến

Promethi có thể được hình thành trong tự nhiên như là sản phẩm của phân hạch tự phát của U²³⁸ và phân rã alpha của Eu¹⁵¹. Chỉ các lượng ở mức dấu vết có thể được tìm thấy trong các loại quặng tự nhiên: một mẫu pitchblende được phát hiện có chứa promethi ở hàm lượng khoảng 4 phần tỷ tỷ (4×10⁻¹⁸) theo khối lượng. Người ta đã tính toán rằng khối lượng cân bằng động của promethi trong lớp vỏ Trái Đất là khoảng 560 g từ phân hạch urani và khoảng 12 g từ phân rã alpha của europi-151 mới quan sát thấy gần đây.
Promethi cũng đã được nhận dạng trong quang phổ của sao HR 465 trong chòm sao Tiên Nữ (Andromeda) và có thể trong HD 101065 (sao Przybylski của chòm sao Bán Nhân Mã/Centaurus) và HD 965.

Độ ổn định của các đồng vị promethi

Ngoài tecneti, promethi là nguyên tố còn lại với số nguyên tử nhỏ hơn 83 mà không có đồng vị ổn định nào, nó là hiệu ứng hiếm xảy ra của mô hình giọt lỏng và độ ổn định của các đồng vị của các nguyên tố láng giềng.

Phòng ngừa

Cần phải tiếp xúc với promethi với sự thận trọng cao do độ phóng xạ cao của nó. Trong thực tế, promethi có thể bức xạ các tia X trong quá trình phân rã beta của nó. Nó có chu kỳ bán rã nhỏ hơn của Pu²³⁹ (2,41×10⁴ năm) khoảng 1.350 lần và vì thế độc tính sinh học của nó cũng tương ứng là cao hơn. Promethi không đóng một vai trò sinh học nào đã biết.