Протактиниум

Протактиниум (порано протоактиниум ) — хемиски елемент со симбол Pa и атомски број 91. Тој е густ, сребрено-сив актиноид метал кој лесно реагира со кислород , водена пареа и неоргански киселини. Формира различни хемиски соединенија во кои протокиниум обично е присутен во оксидациската состојба +5, но исто така може да претпостави +4, па дури и +3 или +2 состојби. Концентрациите на пропактиниум во Земјината кора обично се неколку делови на трилиони, но може да достигнат и до неколку делови на милион во некои депозити на уранинат руда. Поради нејзиниот недостиг, висока радиоактивност и висока токсичност, во моментов нема употреба на протактиниум надвор од научните истражувања, а за таа цел, протактинумнајчесто е извлечен од потрошено јадрено гориво.

Протактиниумот првпат беше идентификуван во 1913 година од страна на Касимир Фаџанс и Освалд Хемут Геринг и го нарече бревиум поради краткиот полуживот на изучениот специфичен изотоп , т.е. пропактиниум-234. Постабилен изотоп на пропактиниум, 231 Па, бил откриен во 1917/18 од Ото Хан и Лизе Мејтнер , и тие го избрале името прото-актиниум, но ИУПАК конечно го нарекол "протокиниум" во 1949 година и ги потврдил Хан и Мејтнер како откривачи. Новото име значело „(јадрен) претходник  на актиниум“ и се рефлектирало дека актиниумот е производ на радиоактивното распаѓање на протокиниум. Џон Арнолд Кранстон (кој работи со Фредерик Содди и Ада Хичкин ) исто така е заслужен за откривање на најстабилниот изотоп во 1915 година, но го одложи неговото соопштение поради тоа што беше повикано на служба во Првата светска војна.Џон Арнолд Кранстон  . Универзитетот во Глазгов

Најдолгиот и најизразен (речиси 100%) природен изотоп на протактиниум, протактиниум-231, има полуживот од 32.760 години и е производ на распаѓање на ураниум-235. Многу помали количини на траги од краткотрајниот протокиниум-234 и неговиот јадрен изомер- протокиниум-234m се појавуваат во синџирот на распаѓање на ураниум-238. Протактиниум-233 е резултат на распаѓањето на ториумот -233 како дел од синџирот на настани што се користат за производство на ураниум-233 со неутронска озрачување на ториум-232. Тоа е несакан полупроизвод во јадрените реактори засновани на ториум и затоа е отстранет од активната зона на реакторот за време на процесот на размножување. Анализа на релативните концентрации на различни ураниум, ториум и протактиниум изотопи во вода и минерали се користи во радиометриски датирање на седименти кои се стари 175.000 години и во моделирање на различни геолошки процеси.

 Историја 
лево|мини| Периодична маса од 1871 година на Дмитриј Менделеев со јаз за протактиниум на долниот ред на табелата, помеѓу ториум и ураниум 
Во 1871 година, Дмитриј Менделеев предвиде постоење на елемент помеѓу ториум и ураниум. Групата елементи на актиноид во тоа време била непозната. Затоа, ураниумот бил поставен под волфрам во групата VI и ториумот под циркониум во IV група, оставајќи го просторот под тантал во групата V празен, а до 1950-тите периодични табели биле објавени со оваа структура. Долго време хемичарите го бараа ека-танталот како елемент со слични хемиски својства на тантал, правејќи откривање на протокиниум речиси невозможно. Потешкиот аналог на Тантал подоцна бил откриен како трансурански елемент дубниум - кој, сепак, не реагира како тантал, туку како протактиниум.

Во 1900 година Вилијам Крукс го изолирал протокиниумот како интензивно радиоактивен материјал од ураниум; сепак, тој не можеше да го карактеризира како нов хемиски елемент и на тој начин го именуваше ураниум-X (UX). Крукес го раствори ураниум нитратот во етер , а остатокот во водена фаза ги содржи повеќето од  и  и и  и  и. Неговиот метод сè уште беше употребен во 1950-тите за да се изолира  и  и и  и  и од соединенија на ураниум. Протактиниумот првпат бил идентификуван во 1913 година, кога Казимир Фаџанс и Освалд Хемут Геринг се сретнал со изотопот 234 Pa за време на нивните студии за синџирите на распаѓање на ураниум-238 :  и  и →  и  и →  и  и →  и  и. Тие го именуваа новиот елемент бревиум (од латинскиот збор, brevis , што значи краток или краток) поради краток полуживот, 6,7 часа за  и  и.Гринвуд , стр. 1250Гринвуд , стр. 1254Eric Scerri, A tale of seven elements, (Oxford University Press 2013) , p.67–74 Во 1917/18, две групи научници, Ото Хан и Лизе Мејтнер од Германија и Фредерик Соди и Џон Кранстон од Велика Британија , независно откриле друг изотоп на протактиниум, 231 Па, со многу подолг полуживот од околу 32.000 години. Така името бревиум беше променето во протактиниум како нов елемент беше дел од синџирот на распаѓање на ураниум-235 како родител на актиниум (од   прво "прво, пред"). За олеснување на изговорот, името беше скратено до протактиниум од страна на IUPAC во 1949 година.Гринвуд , стр. 1251 Откривањето на протокиниум заврши едно од последните празнини во раните верзии на периодниот систем, предложени од Менделеев во 1869 година, и ги славеше вклучените научници.Shea, William R. (1983) Otto Hahn and the rise of nuclear physics, Springer, p. 213, .

Аристид фон Гросе произведе 2   милиграми на Pa 2 O 5 во 1927 година, и во 1934 година првиот изолиран елементарен пропактиниум од 0,1   милиграми на Pa 2 O 5. Тој користел две различни процедури: во првиот, оксидот на протактиниум бил озрачен од 35   keV електрони во вакуум. Во друг метод, наречен ван Аркел де Боер , оксидот хемиски се претвора во халид ( хлорид , бромид или јодид ), а потоа се намалува во вакуум со електрично загреан метален филамент:

 2 PaI 5 → 2 Pa + 5 I 2

Во 1961 година, Управата за атомска енергија на Обединетото Кралство (UKAEA) произведе 127   грама од 99,9% чист пропактиниум-231 со преработка 60   тони отпад материјал во 12-фаза процес, по цена од околу 500.000   USD. Долги години, ова беше единствената значајна понуда на протактиниум во светот, која беше обезбедена на разни лаборатории за научни студии. Националната лабораторија во Оук Риџ во САД обезбеди профактиниум по цена од околу 280   USD / грам. from Los Alamos National Laboratory.

 Изотопи 
Дваесет и девет радиоизотопи на протактиниум се откриени, најстабилните се 231 Па со полуживот од 32.760 години, 233 Па со полуживот од 27 дена и 230 Па со полуживот од 17.4 дена. Сите останати изотопи имаат полуживот помал од 1,6 дена, а повеќето од нив имаат полуживот помал од 1,8 секунди. Протактиниумот, исто така, има два јадрени изомера, 217m Па (полуживот 1,2 милисекунди) и 234m Па (полуживот 1,17 минути).

Примарниот начин на распаѓање за изотопи на протактиниум полесен од (и вклучувајќи) најстабилен изотоп 231 Pa (т.е. 212 Pa до 231 Pa) е алфа распаѓање и примарен режим за потешки изотопи (т.е. 232 Pa до 240 Pa) е бета распаѓање. Примарните продукти на распаѓање на изотопи на протактиниум полесни од (вклучувајќи и) 231 Pa се актиниум изотопи и примарни производи за распаѓање за потешки изотопи на протактиниум се ураниумсло изотопи.

 Појави 
Протактиниумот е еден од најретките и најскапите природни елементи. Се наоѓа во форма на два изотопи - 231 Па и 234 Па, при што изотопот 234 Па се појавува во две различни енергетски состојби. Речиси сите природни пропактиниум е пропактиниум-231. Тоа е алфа-емитер и е формиран од распаѓањето на ураниум-235, додека бета-зрачечкиот протокиниум-234 е произведен како резултат на распаѓање на ураниум-238. Речиси сите ураниум-238 (99,8%) се распаѓаат најпрво до 234м Па изомер.

Протактиниум се јавува во уранинит (pitchblende) во концентрации од околу 0,3-3 делови 231 Па на милион делови (ppm) од руда. Додека вообичаената содржина е поблизу до 0,3 ppm Статии "Протактиниум" и "Протактиниум-231 - ториум-230 датираат" во Енциклопедија Британика, 15-то издание, 1995, стр. 737 (на пример, во Jáchymov , Чешка  ), некои руди од Демократска Република Конго имаат околу 3 ppm. Протактиниумот е хомогено дисперзиран во повеќето природни материјали и во вода, но во многу пониски концентрации од еден дел на трилион, што одговара на радиоактивноста од 0,1 пикокури (pCi) / g. Има околу 500 пати повеќе протокиниум во песочните почвени честички отколку во водата, па дури и водата присутна во истиот примерок од почвата. Многу поголеми стапки од 2.000 и погоре се мерат во грутки и глини, како бентонит.Cornelis, Rita (2005) Handbook of elemental speciation II: species in the environment, food, medicine & occupational health, Vol. 2, John Wiley and Sons, pp. 520–521, .

 Во јадрени реактори 
Два главни протоктиниум изотопи, 231 Pa и 233 Pa, се произведуваат од ториум во јадрени реактори ; и двата се несакани и обично се отстранети, со што се додава сложеност на дизајнот и работењето на реакторот. Особено, 232 Th преку ( n , 2 n ) реакции произведуваат 231 Th, кои брзо (полуживот 25,5 часа) се распаѓаат на 231 Pa. Последниот изотоп, иако не е трансурански отпад, има долг полуживот од 32.760 години и е главен фактор во долгорочната радиотоксичност на потрошеното јадрено гориво.Groult, Henri (2005) Fluorinated materials for energy conversion, Elsevier, pp. 562–565, .

Протактиниум-233 е формиран по заробување на неутроните од 232 Th. Таа понатаму се распаѓа или ураниум-233 или заробува друг неутрон и се претвора во нефизички ураниум-234. 233 Па има релативно долг полуживот од 27 дена и висок пресек за заробување на неутроните (т.н. " неутронски отров "). Така, наместо брзо распаѓање на корисното 233 U, значителен дел од 233 Pa се претвора во нефизички изотопи и троши неутрони, деградирајќи ја ефикасноста на реакторот. За да се избегне ова, 233 Па се екстрахира од активната зона на реалистите за топена сол , за време на нивното работење, така што се распаѓа само до 233 U. Ова се постигнува со користење на неколку метри високи столбови на стопена бизмут со литиум растворен во него. Во поедноставено сценарио, литиумот селективно ги редуцира соли на протоктиниум во металот на протактиниум, кој потоа се извлекува од циклусот на стопена сол, а бизмутот е само носител. Таа е избрана поради неговата ниска точка на топење (271   °C), низок притисок на пареа, добра растворливост за литиум и актиноиди, и неизмерливост со стопените халиди.

 Подготовка 
десно|мини| Протактиниум се јавува во уранинитните руди.
Пред доаѓањето на јадрените реактори, пропактиниумот беше одделен за научни експерименти од ураниумските руди. Денес, тоа најчесто се произведува како среден производ на јадрено цепење во ториумски реактори за висока температура:

^{232}_{90}Th + ^{1}_{0}n -> ^{233}_{90}Th ->[\beta^-][22.3\ \ce{min}] ^{233}_{91}Pa ->[\beta^-][26.967\ \ce{d}] ^{233}_{92}U (Временките периоди се полуживотите.)

Протактиниумски метал може да се подготви со редукција на неговиот флуорид со калциум флуорид, литиум или бариум на температура од 1300-1400   °C.

 Физички и хемиски својства 
Протактиниумот е актиноид кој е позициониран во периодниот систем лево од ураниумот и десно од ториум , а многу од неговите физички својства се средно помеѓу овие две актиноиди. Значи, протокиниумот е повеќе густ и крут од ториум, но е полесен од ураниумот, а неговата точка на топење е пониска од онаа на ториум и повисока од ураниумот. Топлинското ширење, електричната и топлинската спроводливост на овие три елементи се споредливи и се типични за слаби метали. Проценетиот модул на смолкнување на протактиниум е сличен на оној на титаниум.Seitz, Frederick and Turnbull, David (1964) Solid state physics: advances in research and applications, Academic Press, pp. 289–291, . Протактиниумот е метал со сребрено-сив сјај кој е зачуван некое време во воздух. Протактиниумот лесно реагира со кислород, водена пареа и киселини, но не со алкалии.

На собна температура, пропактиниум кристализира во тело-центрираната четириаголна структура која може да се смета како искривена кубична решетка која е центрирана во телото; оваа структура не се менува при компресија до 53 GPa. Структура промени во лице-центрирани кубни (FCC) на ладење од висока температура, на околу 1200   °C.Young, David A. (1991) Phase diagrams of the elements, University of California Press, p. 222, . Коефициент на топлинско проширување на четириаголната фаза помеѓу собна температура и 700   °C е 9.9   / °C.

Протактиниумот е парамагнетски и не се познати никакви магнетни транзиции за секоја температура.Buschow, K. H. J. (2005) Concise encyclopedia of magnetic and superconducting materials, Elsevier, pp. 129–130, . Станува суперспроводлив на температури под 1,4 К. Протактиниум тетрахлоридот е парамагнетно на собна температура, но се претвора со ферромагнетско ладење на ладење до 182 К.

Протактиниумот постои во две главни состојби на оксидација , +4 и +5, и во цврсти материи и раствори, а во некои цврсти фази се забележани состојбата на 3 и +2. Како електрони конфигурација на неутрален атом е [Rn] 5F 2 6д 1 7S 2, состојба на оксидација +5 одговара на нискоенергетски (и на тој начин фаворизирани) 5F 0 конфигурација. И двете 4 и 5 држави лесно формираат хидроксиди во вода, со доминантните јони кои се Pa (OH) 3+ ,  и  ,  и  и Pa (OH) 4 , сите безбојни.Гринвуд , стр. 1265 Други познати протокиниумски јони вклучуваат  и  ,  и  , PaF 3+ ,  и  ,  и  ,  и  и  и .Гринвуд , стр. 1275

 Хемиски соединенија 
Тука a, b и c се константи на решетката во пикометри, No е просторен број на група и Z е бројот на единици на формула по единечна ќелија ; кцц се залага за кубична симетрија во центарот на центарот. Густината не се мери директно, туку се пресметува од параметрите на решетката.

Протактиниум оксиди се познати по металните оксидациски состојби +2, +4 и +5. Најстабилен е бел пентоксид Pa 2 O 5 , кој може да се произведува со согорување на пропактиниум (V) хидроксид во воздух на температура од 500   °C.Гринвуд , стр. 1268 Неговата кристална структура е кубна, а хемискиот состав е често нестехиометриски, опишан како PaO 2.25. Друга фаза од овој оксид со ортохомбична симетрија е исто така пријавена. Црниот диоксид PaO 2 се добива од пентоксид со тоа што се намалува на 1550 година   °C со водород. Не е лесно растворлив ниту во разредени или концентрирани азотни , хлороводородни или сулфурни киселини , туку лесно се раствора во флуороводородна киселина. Диоксидот може да се претвора назад во пентоксид со загревање во атмосферата што содржи кислород до 1100   °C. Моноксидот ПаО е забележан само како тенок слој на метал на протактиниум, но не во изолирана обемна форма.

Протактиниум формира мешани бинарни оксиди со различни метали. Со алкалните метали А , кристалите имаат хемиска формула APaO 3 и перовската структура , или A 3 PaO 4 и изобличена структура на карпести соли, или A 7 PaO 6 каде што атомите на кислородот формираат шестаголна затворена решетка. Во сите овие материјали, јоните на протокиниум се октаедарно координирани.Гринвуд , стр. 1269 Пентоксидот Pа 2O5 се комбинира со оксиди на ретки земјени метали R 2 O 3 за да се формираат различни нестеиометриски мешани оксиди, исто така и на перовскитната структура.

Протактиниум оксиди се основни ; тие лесно се претвораат во хидроксиди и можат да формираат разни соли, како што се сулфати , фосфати , нитрати итн. Нитратот е обично бел, но може да биде кафеав поради радиолитичката распаѓање. Греење на нитратот во воздух на 400   °C го претвора во белиот протокиниум пентоксид. Политриокофосфатот Pa (PO 3 ) 4 може да се произведе со реакција на дифлуорид сулфат PaF 2 SO 4 со фосфорна киселина (H 3 PO 4 ) под атмосферата на инертен гас. Греење на производот на околу 900   °C ги елиминира реактивните нуспроизводи како што се флуороводородна киселина , сулфурдиоксид и фосфорен анхидрид. Греење на повисоки температури во инертна атмосфера се разградува Pa (PO 3) 4 во дифосфат PaP2O7, којшто е аналогно на дифосфатите на други актиноиди. Во дифосфатот, групите PO 3 формираат пирамиди со C 2v симетрија. Греење PaP 2 O 7 во воздух до 1400   °C го разложува во пентоксиди на фосфор и пропактиниум.

Протактиниумот (V) флуорид формира бели кристали каде што јоните на протокиниумот се наредени во пентагонални бипирамида и координирани од 7 други јони. Координацијата е иста кај пропактиниум (V) хлорид, но бојата е жолта. Координацијата се менува во октаедери во кафеавиот пропрактиниум (V) бромид и е непознат за протокиниум (V) јодид. Координацијата на протокиниумот во сите негови тетрахалиди е 8, но аранжманот е квадратна антипиризматска во пропактиниум (IV) флуорид и додеэдрална во хлоридот и бромидот. Пропракиниум (III) јодид од кафеава боја е пријавен каде што јоните на протактиниум се 8-координирани во бикарчените триаголни призматични аранжмани.Гринвуд , стр. 1270 
десно|мини| Координирање на протактиниум (цврсти кругови) и атоми на халогени (отворени кругови) во протокиниум (V) флуорид или хлорид.
Протактиниум (V) флуорид и пропактиниум (V) хлорид имаат полимерна структура на моноклинска симетрија. Таму, во рамките на еден полимерен синџир, сите атоми на халидот се наоѓаат во една графитна слична рамнина и формираат рамни пентагони околу протакиниумските јони. Координацијата 7 на протактиниум потекнува од 5 халидните атоми и две врски до атомите на протокиниум кои припаѓаат на соседните синџири. Овие соединенија лесно се хидролизираат во вода.Гринвуд , стр. 1271 Пентахлоридот се топи на 300   °C и сублимира на уште пониски температури.

Протактиниум (V) флуорид може да се подготви со реакција на пропактиниум оксид или со брон пентафлуорид или со трифлуорид на бром на околу 600   °C и пропактиниум (IV) флуорид се добива од оксидот и мешавина на водород и флуороводород на 600   °C; потребен е голем вишок на водород за да се отстрани атмосферскиот кислороден протек во реакцијата.

Протактиниум (V) хлорид се подготвува со реакција на пропактиниум оксид со јаглерод тетрахлорид на температура од 200-300   °C. Нумените производи (како PaOCl 3 ) се отстранети со фракционална сублимација. Намалување на протокиниум (V) хлорид со водород на околу 800   °C дава пропактиниум (IV) хлорид - жолто-зелена цврста супстанца која се сублимира во вакуум на 400   °C; исто така може да се добие директно од протактиниум диоксид преку третирање со јаглерод тетрахлорид на 400   °C.

Протактиниумските бромиди се произведени со дејство на алуминиум бромид , бромоводород , јаглерод тетрабромид или мешавина на бромоводород и тионил бромид на протактиниум оксид. Алтернативна реакција е помеѓу протокиниум пентахлорид и водороден бромид или тионилбромид. Протактиниум (V) бромид има две слични моноклинни форми, еден се добива со сублимација на 400-410   °C, а друг со сублимација при малку пониска температура од 390-400   °C.

Протактиниумските јодиди се резултат на оксидите и џодидот од алуминиум или амониум јодид загреан до 600   °C. Протактиниум (III) јодид се добива со загревање на пропраксиниум (V) јодид во вакуум. Како и со оксидите, пропактиниум формира мешани халиди со алкални метали. Меѓу нив, најзабележително е Na 3 PaF 8, каде што јоните на протокиниум е симетрично опкружен со 8 F - јони кои формираат речиси совршена коцка.

Послободни пропактиниум флуориди се исто така познати, како што се Pa 2 F 9  и троични флуориди на типовите MPaF 6 (M = Li, Na, K, Rb, Cs или NH 4 ), M 2 PaF 7 (M = K, Rb, Cs или NH 4 ) и M 3 PaF 8 (M = Li, Na, Rb, Cs), сите бели кристални материи. Формулата MPaF 6 може да биде претставена како комбинација од MF и PaF 5. Овие соединенија може да се добијат со испарување на раствор од флуороводородна киселина што ги содржи овие двата комплекси. За малите алкални катјони како Na, кристалната структура е четириаголна, додека се намалува за ортофроматични за поголеми катјони K + , Rb + , Cs + или NH 4 +. Слична варијација беше забележана и кај M 2 PaF 7 флуориди, имено, кристалната симетрија зависеше од катјонот и се разликува за Cs 2 PaF 7 и M 2 PaF 7 (M = K, Rb или NH 4 ).

 Други неоргански соединенија 
Се познати оксихариди и оксисулфиди на протактиниум. PaOBr 3 има моноклинска структура составена од двојни синџири каде што протактиниум има координација 7 и е наредена во пентагонални бипирамиди. Синџирите се меѓусебно поврзани преку атоми на кислород и бром, а секој атом на кислород е поврзан со три атоми на протокиниум. PaOS е светло-жолта неизлечлива цврста со кубична кристална решетка изоструктурна со онаа на други актиноидни оксисулфиди. Се добива со реакција на пропактиниум (V) хлорид со мешавина на сулфурводород и јаглерод дисулфид на 900   °C.

Во хидриди и нитриди, протокиниум има ниска оксидациона состојба од околу +3. Хидрид се добива со директно дејство на водород брз металот на 250   °C, а нитридот е производ на амонијак и протактиниум тетрахлорид или пентахлорид. Оваа светла жолта цврста е стабилна за греење до 800 °C во вакуум. Протактиниум карбид PaC е формиран со редукција на протакиниум тетрафлуорид со бариум во огноотпорни премази на температура од околу 1400   °C. Протактиниум формира борохидриди кои вклучуваат Па (БХ 4 ) 4. Таа има една необична полимерни структура со спирален синџири каде атомот на протактиниум има координација број 12 и е опкружен со шест БH 4 - јони.Гринвуд, стр. 1277

 Органскоометални соединенија 
мини|Предложената структура на протактиниумската (Pa (C 8 H 8) 2) молекула.
Протактиниумот (IV) формира тертраедарски комплекс тетракис (циклопентадинил) протактиниум (IV) (или Pa (C 5 H 5) 4) со четири циклопентадинил прстени, кои може да се синтетизира по пат на реакција протактиниум (IV) хлорид со стопен да биде (C 5 H 5 ) 2. Еден прстен може да биде заменет со атом на халид.Гринвуд, pp. 1278-1279 Друг органскометален комплекс е златно-жолта бис (π-cyclooctatetraene) protactinium, или protactinocene, Pa (C 8 H 8) 2, која е аналогна во структурата на uranocene. Таму, металниот атом е залепен помеѓу два циклооктатетраенски лиганди. Слично на uranocene, тоа може да бидат подготвени од страна на реакција протактинумтетрахлорид со дикалиум cyclooctatetraenide, К 2 C 8 H 8, во тетрахидрофуран.

 Апликации 
Иако пропактиниумот се наоѓа во периодниот систем помеѓу ураниумот и ториумот, кои имаат и бројни апликации, во моментов не се користат за протактиниум надвор од научните истражувања, поради неговиот недостаток, висока радиоактивност и висока токсичност.Protactinium , Argonne National Laboratory, Human Health Fact Sheet, August 2005

Протактиниум-231 произлегува од распаѓањето на ураниум-235 формиран во јадрени реактори, и со реакцијата 232 Th   +   n   →   231 Th   +   2n и последователни бета распаѓање. Некогаш се мислеше дека може да поддржи и јадрена низа на реакции, која во принцип може да се искористи за изградба на јадрено оружје : физичарот Волтер Сеифриц откако ја процени поврзаната критична маса како .Seifritz, Walter (1984) Nukleare Sprengkörper – Bedrohung oder Energieversorgung für die Menschheit, Thiemig-Verlag, . Сепак, оттогаш е исклучена можноста за критичност на 231 Pа.

Со поја на високо чувствителни масени спектрометри, примената на 231 Ра како трагач во геологијата и палеокеанографијата стана можно. Значи, односот на протокиниум-231 на ториум-230 се користи за радиометриско датирање на седименти кои се стари 175.000 години и при моделирање на формирањето на минерали. Особено, неговата евалуација во океанските седименти овозможи да се реконструираат движењата на северно-атлантските водни тела за време на последното топење на ледниците на ледена доба. Некои од варијациите за датирање поврзани со пропактиниумот се потпираат на анализата на релативните концентрации за неколку долгоживи членови на ураниумот на распаѓање - ураниум, прокактиниум и ториум, на пример. Овие елементи имаат 6, 5 и 4 валентни електрони и на тој начин фаворизираат +6, +5 и +4 оксидациски состојби, соодветно, и покажуваат различни физички и хемиски својства. Значи, ториум и пропактиниум, но не и ураниумовите соединенија се слабо растворливи во водени раствори и се таложат во седименти; стапката на врнежи е побрза за ториум отколку за пропактиниум. Покрај тоа, анализата на концентрацијата и за протактиниум-231 (полуживот 32.760 години) и за ториум-230 (полуживот 75.380 години) овозможува да се подобри точноста во споредба со кога се мери само еден изотоп; овој двоен изотоп метод е исто така слабо осетлив на нехомогеностите во просторната дистрибуција на изотопите и на варијациите во нивната стапка на врнежи.

 Мерки на претпазливост 
Протактиниумот е токсичен и високо радиоактивен и затоа сите манипулации со него се изведуваат во запечатена касета за ракавици. Неговиот главен изотоп 231 Ра има специфична активност од    по грам и првенствено емитира алфа-честички со енергија од 5   MeV, што може да се запре со тенок слој од кој било материјал. Сепак, полека се распаѓа, со полуживот од 32.760 години, на 227 Ac, кој има специфична активност од   по грам, емитира и алфа и бета-зрачење, и има многу пократок полуживот од 22 години. 227 Ac, пак, се распаѓа во полесни изотопи со уште пократок полуживот и многу поголеми специфични активности (СА)како што е сумирано во табелата подолу која го прикажува синџирот на распаѓање на протактиниум, 
 Изотоп  231 Па  227 Ac  227 Th  223 Ра  219 Rn  215 Po  211 Pb  211 Bi  207 Tl  SA ( Ci / g)  0.048  73  3,1     5,2     1,3     3     2,5     4,2     1,9     Распаѓање  α  α, β  α  α  α  α  β  α, β  β  Пола живот  33 ka  22 а  19 дена  11 дена  4 с  1.8 ms  36 мин  2.1 мин  4.8 мин 
Бидејќи пропактиниумот е присутен во мали количини во повеќето природни производи и материјали, тој се проголтува храна или со вода и се вдишува со воздух. Само околу 0,05% од проголтаниот пропактиниум се апсорбира во крвта, а остатокот се излачува. Од крвта, околу 40% од депозитите на протактиниум во коските, околу 15% оди на црниот дроб, 2% на бубрезите, а остатокот го напушта телото. Биолошкиот полуживот на протактиниум е околу 50 години во коските, додека кај другите органи кинетика има брза и бавна компонента. Така, во црниот дроб 70% од протактиниум имаат полуживот од 10 дена и 30% остануваат 60 дена. Соодветните вредности за бубрезите се 20% (10 дена) и 80% (60 дена). Во сите овие органи, пропактиниум го промовира ракот преку неговата радиоактивност. Максималната безбедна доза на Па во човечкото тело е 0,03 μCi (1,1 kBq), што одговара на 0,5 микрограми од 231Pa. Овој изотоп е 2,5 × 108 пати повеќе токсичен отколку хидроциановата киселина. Максималната дозволена концентрација на 231Pa во воздухот во Германија е 3 × 10-4 Bq / m3.

 Наводи 

 Надворешни врски 


Категорија:Хемиски елементи предвидени од Дмитриј Менделеев
Категорија:Актиноиди
Категорија:Хемиски елементи