Protactinium

Protactinium er et radioaktivt grunnstoff med atomnummer 91 og atomsymbol Pa. Stoffet hører til actinoidene.

Historie 
I 1871 forutså Dmitrij Mendelejev eksistensen av et grunnstoff på plassen mellom thorium og uran. Den britiske kjemikeren William Crookes isolerte protactinium fra uran i 1900, men identifiserte det ikke som et nytt grunnstoff.

Protactinium ble først identifisert i 1913 da Kasimir Fajans og O. H. Göhring fant den kortlivede isotopen 234m1Pa (med halveringstid på 1,17 minutt) under forskning på nedbrytningstrinnene til 238U (uran). De døpte det nye grunnstoffet «brevium» (etter latin brevis, «kort»). Navnet ble forandret til «protoactinium» i 1918 da to grupper med forskere (Otto Hahn og Lise Meitner fra Tyskland samt Frederick Soddy og John Cranston fra Storbritannia) oppdaget 231Pa uavhengig av hverandre. Navnet ble forkortet til protactinium i 1949.

Navnet kommer av gresk protos som betyr «foran», og grunnstoffet actinium som protactinium henfaller til.

Egenskaper 
Protactinium er et skinnende, hardt sølvgrått metall som danner et tynt sjikt protactiniumoksid (PaO) i kontakt med luft. Det blir superledende ved temperaturer under 1,4 K. Protactinium er en sterk alfastrålings-kilde og er giftig.

Isotoper 
Protactinium har ingen stabile isotoper. Naturlig forekommende protactinium består av 4 isotoper:
231Pa (99,999999997825 %) med halveringstid 32 760 år
234m1Pa (1,5 · 10 -9 %) med halveringstid 1,17 minutter
234Pa (6,7 · 10 -10 %) med halveringstid 6,7 timer
233Pa (5 · 10 -12 %) med halveringstid 26,967 døgn.
I tillegg er 25 kunstig fremstilte isotoper kjent. De mest stabile av disse er 230Pa med halveringstid 17,4 døgn, 229Pa med halveringstid 1,50 døgn, og 232Pa med halveringstid 1,31 døgn. Alle de resterende isotopene har halveringstider kortere enn 1 døgn, og de fleste kortere enn 1 time.

CAS-nummer: 7440-13-3

Forekomst 
Protactinium finnes naturlig i mineralet bekblende i konsentrasjoner på omkring 0,1 ppm. I uranmalm fra Den demokratiske republikken Kongo kan konsentrasjonen være opptil 3 ppm. 

I 1961 ble det kunngjort at UKAEA hadde fremstilt 125 gram av 99,9 % rent 231Pa ved å behandle 55 tonn uranmalm i en 12-trinns prosess. Fremstillingen kostet omkring 500 000 USD. Dette var i mange år verdens eneste tilgjengelige prøve av rent protactinium. Oak Ridge National Laboratory (ORNL) i Tennessee, USA, fremstiller 231Pa som selges for omkring 280 USD per gram.

Anvendelse 
På grunn av stoffets sjeldenhet, høye radioaktivitet og giftighet er det for tiden ingen bruk av protactinium, bortsett fra i vitenskapelig forskning.

Se også
Det periodiske system

Referanser 

Aktinoider
Grunnstoffer