Изотопи на протактиниумот

Протактиниумот (91Pa) нема стабилни изотопи. Четирите природни изотопи овозможуваат да се даде стандардна атомска тежина.

Се карактеризираат 29 радиоизотопи на протактиниум, кои се движат од 211Pa до 239Pa. Најстабилен изотоп е 231Pa со полураспад од 32.760 години, 233Pa со полураспад од 26.967 дена и 230Pa со полураспад од 17,4 дена. Сите преостанати радиоактивни изотопи имаат полураспад помал од 1,6 дена, а поголемиот дел од нив имаат полураспад помал од 1,8 секунди. Овој елемент има и пет мета состојби, 217mPa (t1/2 1,15 милисекунди), 220m1Pa (t1/2 = 308 наносекунди), 220m2 Pa (t1/2 = 69 наносекунди), 229mPa (t1/2 = 420 наносекунди) и 234m Pa (t1/2 = 1,17 минути).

Единствените природни изотопи се 231Pa, 234Pa и 234mPa. Првиот се јавува како среден распаден производ од 235U, додека вторите два се јавуваат како производи на средно распаѓање од 231U. 238Pa го сочинува речиси целиот природен протактиниум.

Примарниот распаден производ за изотопи на Pa полесни од (и вклучувајќи го) најстабилниот изотоп 231Pa е алфа-распад, освен за 228Pa до 230Pa, кои примарно се распаѓаат со електронски зафат до изотопи на ториумот. Примарниот режим за потешките изотопи е бета минус (β-) распад. Примарните распадни производи од 231Pa и изотопи на протактиниум полесни од и вклучувајќи 227Pa се изотопи на актиниум, а примарните распадни производи за потешките изотопи на протактиниум се изотопи на ураниум.

 Список на изотопи 

|-id=Protactinium-211
| 211Pa
|
| style="text-align:right" | 91
| style="text-align:right" | 120
| 211.023674(75)
| 6(3) ms
| α
| 207Ac
| 9/2−
|
|-id=Protactinium-212
| 212Pa
|
| style="text-align:right" | 91
| style="text-align:right" | 121
| 212.023185(94)
| 5.8(19) ms
| α
| 208Ac
| 3+#
|
|-id=Protactinium-213
| 213Pa
|
| style="text-align:right" | 91
| style="text-align:right" | 122
| 213.021100(61)
| 7.4(24) ms
| α
| 209Ac
| 9/2−
|
|-id=Protactinium-214
| 214Pa
|
| style="text-align:right" | 91
| style="text-align:right" | 123
| 214.020891(87)
| 17(3) ms
| α
| 210Ac
| 7+#
|
|-id=Protactinium-215
| 215Pa
|
| style="text-align:right" | 91
| style="text-align:right" | 124
| 215.019114(89)
| 14(2) ms
| α
| 211Ac
| 9/2−
|
|-id=Protactinium-216
| 216Pa
| 
| style="text-align:right" | 91
| style="text-align:right" | 125
| 216.019135(26)
| 105(12) ms
| α
| 212Ac
| 5+#
| 
|-id=Protactinium-217
| 217Pa
|
| style="text-align:right" | 91
| style="text-align:right" | 126
| 217.018309(13)
| 3.8(2) ms
| α
| 213Ac
| 9/2−
|
|-id=Protactinium-217m
| rowspan=2 style="text-indent:1em" | 217mPa
| rowspan=2|
| rowspan=2 colspan="3" style="text-indent:2em" | 1860(7) keV
| rowspan=2|1.08(3) ms
| α (73%)
| 213Ac
| rowspan=2|(23/2−)
| rowspan=2|
|-
| ИП (27%)
| 217Pa
|-id=Protactinium-218
| 218Pa
|
| style="text-align:right" | 91
| style="text-align:right" | 127
| 218.020021(19)
| 108(5) μs
| α
| 214Ac
| 8−#
|
|-id=Protactinium-218m
| style="text-indent:1em" | 218mPa
|
| colspan="3" style="text-indent:2em" | 81(19) keV
| 150(50) μs
| α
| 214Ac
| 
|
|-id=Protactinium-219
| 219Pa
| 
| style="text-align:right" | 91
| style="text-align:right" | 128
| 219.019950(75)
| 56(9) ns
| α
| 215Ac
| 9/2−
|
|-id=Protactinium-220
| 220Pa
|
| style="text-align:right" | 91
| style="text-align:right" | 129
| 220.021770(16)
| 850(60) ns
| α
| 216Ac
| 1−#
|
|-id=Protactinium-220m1
| style="text-indent:1em" | 220m1PaРедоследот на основната состојба и изомерот е непознат.
|
| colspan="3" style="text-indent:2em" | 26(23) keV
| 410(180) ns
| α
| 216Ac
| 
|
|-id=Protactinium-220m2
| style="text-indent:1em" | 220m2Pa
|
| colspan="3" style="text-indent:2em" | 290(50) keV
| 260(210) ns
| α
| 216Ac
| 
|
|-id=Protactinium-221
| 221Pa
|
| style="text-align:right" | 91
| style="text-align:right" | 130
| 221.021873(64)
| 5.9(17) μs
| α
| 217Ac
| 9/2−
|
|-id=Protactinium-222
| 222Pa
|
| style="text-align:right" | 91
| style="text-align:right" | 131
| 222.023687(93)
| 3.8(2) ms
| α
| 218Ac
| 1−#
|
|-id=Protactinium-223
| 223Pa
| 
| style="text-align:right" | 91
| style="text-align:right" | 132
| 223.023980(81)
| 5.3(3) ms
| α
| 219Ac
| 9/2−
| 
|-id=Protactinium-224
| 224Pa
| 
| style="text-align:right" | 91
| style="text-align:right" | 133
| 224.0256173(81)
| 844(19) ms
| α (99.9%)
| 220Ac
| (5−)
|
|-id=Protactinium-225
| 225Pa
|
| style="text-align:right" | 91
| style="text-align:right" | 134
| 225.026148(88)
| 1.71(10) s
| α
| 221Ac
| 5/2−#
|
|-id=Protactinium-226
| rowspan=2|226Pa
| rowspan=2|
| rowspan=2 style="text-align:right" | 91
| rowspan=2 style="text-align:right" | 135
| rowspan=2|226.027948(12)
| rowspan=2|1.8(2) min
| α (74%)
| 222Ac
| rowspan=2|1−#
| rowspan=2|
|-
| β+ (26%)
| 226Th
|-id=Protactinium-227
| rowspan=2|227Pa
| rowspan=2|
| rowspan=2 style="text-align:right" | 91
| rowspan=2 style="text-align:right" | 136
| rowspan=2|227.0288036(78)
| rowspan=2|38.3(3) min
| α (85%)
| 223Ac
| rowspan=2|(5/2−)
| rowspan=2|
|-
| ЕЗ (15%)
| 227Th
|-id=Protactinium-228
| rowspan=2|228Pa
| rowspan=2|
| rowspan=2 style="text-align:right" | 91
| rowspan=2 style="text-align:right" | 137
| rowspan=2|228.0310508(47)
| rowspan=2|22(1) h
| β+ (98.15%)
| 228Th
| rowspan=2|3+
| rowspan=2|
|-
| α (1.85%)
| 224Ac
|-id=Protactinium-229
| rowspan=2|229Pa
| rowspan=2|
| rowspan=2 style="text-align:right" | 91
| rowspan=2 style="text-align:right" | 138
| rowspan=2|229.0320956(35)
| rowspan=2|1.55(4) d
| ЕЗ (99.51%)
| 229Th
| rowspan=2|5/2+
| rowspan=2|
|-
| α (0.49%)
| 225Ac
|-id=Protactinium-229m
| style="text-indent:1em" | 229mPa
|
| colspan="3" style="text-indent:2em" | 12.20(4) keV
| 420(30) ns
| ИП
| 229Pa
| 3/2−
|
|-
| rowspan=3|230Pa
| rowspan=3|
| rowspan=3 style="text-align:right" | 91
| rowspan=3 style="text-align:right" | 139
| rowspan=3|230.0345397(33)
| rowspan=3|17.4(5) d
| β+ (92.2%)
| 230Th
| rowspan=3|2−
| rowspan=3|
|-
| β− (7.8%)
| 230U
|-
| α (0.0032%)
| 226Ac
|-
| rowspan=4|231Pa
| rowspan=4|Protoactinium
| rowspan=4 style="text-align:right" | 91
| rowspan=4 style="text-align:right" | 140
| rowspan=4|231.0358825(19)
| rowspan=4|3.265(20)×104 y
| α
| 227Ac
| rowspan=4|3/2−
| rowspan=4|1.0000Среден распаден производ на  235U
|-
| КР (1.34×10−10%)
| 207Tl24Ne
|-
| СЦ (<3×10−10%)
| (различни)
|-
| КР (9.9×10−13%)
| 208Pb23F
|-id=Protactinium-232
| 232Pa
| 
| style="text-align:right" | 91
| style="text-align:right" | 141
| 232.0385902(82)
| 1.32(2) d
| β−
| 232U
| (2−)
| 
|-
| 233Pa
|
| style="text-align:right" | 91
| style="text-align:right" | 142
| 233.0402465(14)
| 26.975(13) d
| β−
| 233U
| 3/2−
| ТрагиСреден распаден производ на  237Np
|-
| rowspan=2|234Pa
| rowspan=2|Uranium Z
| rowspan=2 style="text-align:right" | 91
| rowspan=2 style="text-align:right" | 143
| rowspan=2|234.0433056(44)
| rowspan=2|6.70(5) h
| β−
| 234U
| rowspan=2|4+
| rowspan=2|ТрагиСреден распаден производ на  238U
|-
| СЦ (3×10−10%)
| (различни)
|-
| rowspan=3 style="text-indent:1em" | 234mPa
| rowspan=3|Uranium X2Brevium
| rowspan=3 colspan="3" style="text-indent:2em" | 79(3) keV
| rowspan=3|1.159(11) min
| β− (99.84%)
| 234U
| rowspan=3|(0−)
| rowspan=3|Траги
|-
| ИП (0.16%)
| 234Pa
|-
| СЦ (10−10%)
| (различни)
|-id=Protactinium-235
| 235Pa
|
| style="text-align:right" | 91
| style="text-align:right" | 144
| 235.045399(15)
| 24.4(2) min
| β−
| 235U
| 3/2−
|
|-id=Protactinium-236
| rowspan=2|236Pa
| rowspan=2|
| rowspan=2 style="text-align:right" | 91
| rowspan=2 style="text-align:right" | 145
| rowspan=2|236.048668(15)
| rowspan=2|9.1(1) min
| β−
| 236U
| rowspan=2|1(−)
| rowspan=2|
|-
| β−, SF (6×10−8%)
| (различни)
|-id=Protactinium-237
| 237Pa
|
| style="text-align:right" | 91
| style="text-align:right" | 146
| 237.051023(14)
| 8.7(2) min
| β−
| 237U
| 1/2+
|
|-id=Protactinium-238
| rowspan=2|238Pa
| rowspan=2|
| rowspan=2 style="text-align:right" | 91
| rowspan=2 style="text-align:right" | 147
| rowspan=2|238.054637(17)
| rowspan=2|2.28(9) min
| β−
| 238U
| rowspan=2|3−#
| rowspan=2|
|-
| β−, SF (2.6×10−6%)
| (различни)
|-id=Protactinium-239
| 239Pa
|
| style="text-align:right" | 91
| style="text-align:right" | 148
| 239.05726(21)#
| 1.8(5) h
| β−
| 239U
| 1/2+#
|

 Актиноиди и производи за цепење 

 Протактиниум-230 
Протактиниум-230 има 139 неутрони и полураспад од 17,4 денови. Поголемиот дел од времето (92%), тој е подложен на бета плус распаѓање до 230Th, со мала (8%) бета-минус гранка на распаѓање што води до 230U. Исто така, има многу редок (,003%) режим на алфа распаѓање што води до 226Ac.  Не се наоѓа во природата бидејќи неговиот полураспад е краток и не се наоѓа во ланците на распаѓање од 235U, 238U или 232Th. Има маса од 230,034541 u.

Протактиниум-230 е од интерес како прогенитор на ураниум-230, изотоп кој се смета за употреба во таргетирана алфа-честичка (ТАТ). Може да се произведе преку протонско или деутронско зрачење на природен ториум. 

 Протактиниум-231 
Протактиниум-231 е најдолговечниот изотоп на протактиниум, со полураспад од 32.760 години. Во природата, се наоѓа во трагови како дел од актиниумскиот ланец, кој започнува со провобитниот изотоп ураниум-235; рамнотежната концентрација во ураниумската руда е 46,55 231Pa на милион 235U. Во јадрените реактори, тој е еден од ретките долготрајни радиоактивни актиноиди произведени како нуспроизвод на проектираниот циклус на гориво-ториум, како резултат на (n,2n) реакции каде брз неутрон отстранува неутрон од 232Th или 232U, а исто така може да биде уништен со неутронски зафат, иако ова е исто така низок пресек за реакцијата.
десно|мини| Раствор на протактиниум-231
енергија на врзување: 1759860 keVбета енергија на распаѓање: -382 keV

спин: 3/2−режим на распаѓање: алфа до 227 Ac, исто така и други

можни матични нуклиди: бета од 231Th, EЗ од 231U, алфа од 235Np.

 Протактиниум-233 
Протактиниум-233 е исто така дел од циклусот на гориво-ториум. Тоа е среден производ на бета-распад помеѓу ториум-233 (произведен од природен ториум-232 со неутронски зафат) и ураниум-233 (фисилно гориво на ториумскиот циклус). Некои дизајни на реактори со ториумски циклус се обидуваат да го заштитат Pa-233 од понатамошниот неутронски зафат кои произведуваат Pa-234 и U-234, кои не се корисни како гориво.

 Протактиниум-234 
Протактиниум-234 е член на ураниумскиот ланец со полураспад од 6,70 часа. Откриен е од Ото Хан во 1921 година. 

 Протактиниум-234м 
Протактиниум-234m е член на ураниумскиот ланец со полураспад од 1,17 минути. Откриен е во 1913 година од страна на Казимиерс Фајанс и Освалд Хелмут Геринг, кои го нарекле бревиум поради неговиот краток полураспад.  Околу 99,8% од распаѓањата на 234Th го произведуваат овој изомер наместо основната состојба (t1/2 = 6,70 часа). 

Белешки

 Наводи 

протактиниум
Категорија:протактиниум