פרוטקטיניום

פְּרוֹטַקְטִינְיוּם (Protactinium או Brevium) הוא יסוד כימי רדיואקטיבי מסדרת האקטינידים שסמלו הכימי Pa ומספרו האטומי 91.

שמו נלקח מהמילה היוונית Protos שפירושה הוא אבא, בתוספת שם היסוד אקטיניום, והכוונה היא ל"אבי אקטיניום", מכיוון שניתן להפיק 231Pa על ידי הפגזת 227Ac בקרינת אלפא.

מאפיינים
הפרוטקטיניום הוא מתכת מסדרת האקטינידים. לפרוטקטיניום ברק מתכתי בהיר שמתעמעם לאחר זמן מה של חשיפה לאוויר. הפרוטקטיניום הופך למוליך-על בטמפרטורת 1.4°K

היסטוריה
הפרוטאקטיניום זוהה לראשונה בשנת 1913 על ידי קזימיר פג'נס (Kasimir Fajans) וא.ו. גרינג ( Oswald Helmuth Göhring) בזמן שחקרו את הזדקנות האורניום. האיזוטופ שהתגלה היה 234Pa עם זמן מחצית חיים של 1.17 דקות. גילויו אושר רק בשנת 1918 כשאיזוטופ 231 זוהה ונחקר על ידי שתי קבוצת מדענים, אחת בגרמניה אשר כללה את אוטו האן וליזה מייטנר, ואחת בבריטניה אשר כללה את פרדריק סודי וג'ון קרנסטון. הפרוטאקטיניום בודד לראשונה בשנת 1934 על ידי אריסטיד פון גרוס (Aristid von Grosse) אשר הצליח לבודד מהתרכובת Pa2O5 ששקלה 2 מ"ג, 0.1 מ"ג של Pa על ידי החלפת החמצן ביוד, והרחקת היוד מהיודיד שהתקבל בעזרת חימום עם חוט להט בוואקום

2PaI5 → 2Pa + 5I2

בשנת 1961 הצליח משרד האנרגיה הבריטי להפיק 125 גרם פרוטאקטיניום 99.99% טהור לאחר שחצבו 55 טון במכרות והשקיעו חצי מיליון דולר.

צורה בטבע
הפרוטקטיניום נמצא בעפרת רדיום. בכל 50 טון יש כ-125 גרם של 231Pa.

תרכובות
נוצרו מספר תרכובות של פרוטקטיניום והן נחקרות.

תרכובות פלואור:
PaF4

PaF5

תרכובות כלור:
PaCl4

PaCl5

תרכובות ברום:
PaBr4

PaBr5

 תרכובות יוד:
PaI3

PaI4

PaI5

תרכובות חמצן:
PaO

PaO2

Pa2O5

שימושים
הפרוטקטיניום אינו נמצא בשימוש בשל היותו יקר ורעיל, ובינתיים הוא משמש לצורכי מחקר בלבד. אך ההערכה היא ש-231Pa ניתן לביקוע גרעיני וליצירת תגובת שרשרת. המסה הקריטית שלו היא כ-750±180 קילוגרם.

איזוטופים
לפרוטקטיניום 21 איזוטופים שונים. 3 האיזוטופים העיקריים הם:
230 - בעל זמן מחצית חיים של 17.4 ימים.
231 - בעל זמן מחצית חיים של 32,760 שנים (היציב ביותר).
233 - בעל זמן מחצית חיים של 26.967 ימים.
תוצרי הדעיכה של הפרוטקטיניום הם 233U, 230U, 227Ac ו-230Th.

לקריאה נוספת
תמונה של פרוטקטיניום

קישורים חיצוניים

 

יסודות כימיים
אקטינידים
יסודות רדיואקטיביים