Изотопи на протактиниумот

Протактиниумот (<sub>91</sub>Pa) нема стабилни изотопи. Четирите природни изотопи овозможуваат да се даде стандардна атомска тежина.
Се карактеризираат 29 радиоизотопи на протактиниум, кои се движат од <sup>211</sup>Pa до <sup>239</sup>Pa. Најстабилен изотоп е <sup>231</sup>Pa со полураспад од 32.760 години, <sup>233</sup>Pa со полураспад од 26.967 дена и <sup>230</sup>Pa 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, <sup>217m</sup>Pa (t<sub>1/2</sub> 1,15 милисекунди), <sup>220m1</sup>Pa (t<sub>1/2</sub> = 308 наносекунди), <sup>220m2</sup> Pa (t<sub>1/2</sub> = 69 наносекунди), <sup>229m</sup>Pa (t<sub>1/2</sub> = 420 наносекунди) и <sup>234</sup>m Pa (t<sub>1/2</sub> = 1,17 минути).
Единствените природни изотопи се <sup>231</sup>Pa, <sup>234</sup>Pa и <sup>234m</sup>Pa. Првиот се јавува како среден распаден производ од <sup>235</sup>U, додека вторите два се јавуваат како производи на средно распаѓање од <sup>231</sup>U. <sup>238</sup>Pa го сочинува речиси целиот природен протактиниум.
Примарниот распаден производ за изотопи на Pa полесни од (и вклучувајќи го) најстабилниот изотоп <sup>231</sup>Pa е алфа-распад, освен за <sup>228</sup>Pa до <sup>230</sup>Pa, кои примарно се распаѓаат со електронски зафат до изотопи на ториумот. Примарниот режим за потешките изотопи е бета минус (β<sup>-</sup>) распад. Примарните распадни производи од <sup>231</sup>Pa и изотопи на протактиниум полесни од и вклучувајќи <sup>227</sup>Pa се изотопи на актиниум, а примарните распадни производи за потешките изотопи на протактиниум се изотопи на ураниум.
1 Список на изотопи
<sup>211</sup>Pa, 91, 120, 211.023674(75), 6(3) ms, α, <sup>207</sup>Ac, 9/2−
<sup>212</sup>Pa, 91, 121, 212.023185(94), 5.8(19) ms, α, <sup>208</sup>Ac, 3+#
<sup>213</sup>Pa, 91, 122, 213.021100(61), 7.4(24) ms, α, <sup>209</sup>Ac, 9/2−
<sup>214</sup>Pa, 91, 123, 214.020891(87), 17(3) ms, α, <sup>210</sup>Ac, 7+#
<sup>215</sup>Pa, 91, 124, 215.019114(89), 14(2) ms, α, <sup>211</sup>Ac, 9/2−
<sup>216</sup>Pa, 91, 125, 216.019135(26), 105(12) ms, α, <sup>212</sup>Ac, 5+#
<sup>217</sup>Pa, 91, 126, 217.018309(13), 3.8(2) ms, α, <sup>213</sup>Ac, 9/2−
<sup>217m</sup>Pa, 1860(7) keV, 1.08(3) ms, α (73%), <sup>213</sup>Ac, (23/2−)
ИП (27%), <sup>217</sup>Pa
<sup>218</sup>Pa, 91, 127, 218.020021(19), 108(5) μs, α, <sup>214</sup>Ac, 8−#
<sup>218m</sup>Pa, 81(19) keV, 150(50) μs, α, <sup>214</sup>Ac
<sup>219</sup>Pa, 91, 128, 219.019950(75), 56(9) ns, α, <sup>215</sup>Ac, 9/2−
<sup>220</sup>Pa, 91, 129, 220.021770(16), 850(60) ns, α, <sup>216</sup>Ac, 1−#
<sup>220m1</sup>Pa, 26(23) keV, 410(180) ns, α, <sup>216</sup>Ac
<sup>220m2</sup>Pa, 290(50) keV, 260(210) ns, α, <sup>216</sup>Ac
<sup>221</sup>Pa, 91, 130, 221.021873(64), 5.9(17) μs, α, <sup>217</sup>Ac, 9/2−
<sup>222</sup>Pa, 91, 131, 222.023687(93), 3.8(2) ms, α, <sup>218</sup>Ac, 1−#
<sup>223</sup>Pa, 91, 132, 223.023980(81), 5.3(3) ms, α, <sup>219</sup>Ac, 9/2−
<sup>224</sup>Pa, 91, 133, 224.0256173(81), 844(19) ms, α (99.9%), <sup>220</sup>Ac, (5−)
<sup>225</sup>Pa, 91, 134, 225.026148(88), 1.71(10) s, α, <sup>221</sup>Ac, 5/2−#
<sup>226</sup>Pa, 91, 135, 226.027948(12), 1.8(2) min, α (74%), <sup>222</sup>Ac, 1−#
β<sup>+</sup> (26%), <sup>226</sup>Th
<sup>227</sup>Pa, 91, 136, 227.0288036(78), 38.3(3) min, α (85%), <sup>223</sup>Ac, (5/2−)
ЕЗ (15%), <sup>227</sup>Th
<sup>228</sup>Pa, 91, 137, 228.0310508(47), 22(1) h, β<sup>+</sup> (98.15%), <sup>228</sup>Th, 3+
α (1.85%), <sup>224</sup>Ac
<sup>229</sup>Pa, 91, 138, 229.0320956(35), 1.55(4) d, ЕЗ (99.51%), <sup>229</sup>Th, 5/2+
α (0.49%), <sup>225</sup>Ac
<sup>229m</sup>Pa, 12.20(4) keV, 420(30) ns, ИП, <sup>229</sup>Pa, 3/2−
<sup>230</sup>Pa, 91, 139, 230.0345397(33), 17.4(5) d, β<sup>+</sup> (92.2%), <sup>230</sup>Th, 2−
β<sup>−</sup> (7.8%), <sup>230</sup>U
α (0.0032%), <sup>226</sup>Ac
<sup>231</sup>Pa, Protoactinium, 91, 140, 231.0358825(19), 3.265(20)×10<sup>4</sup> y, α, <sup>227</sup>Ac, 3/2−, 1.0000
КР (1.34×10<sup>−10</sup>%), <sup>207</sup>Tl<sup>24</sup>Ne
СЦ (<3×10<sup>−10</sup>%), (различни)
КР (9.9×10<sup>−13</sup>%), <sup>208</sup>Pb<sup>23</sup>F
<sup>232</sup>Pa, 91, 141, 232.0385902(82), 1.32(2) d, β<sup>−</sup>, <sup>232</sup>U, (2−)
<sup>233</sup>Pa, 91, 142, 233.0402465(14), 26.975(13) d, β<sup>−</sup>, <sup>233</sup>U, 3/2−, Траги<ref распаден производ на <sup>237</sup>Np
<sup>234</sup>Pa, Uranium Z, 91, 143, 234.0433056(44), 6.70(5) h, β<sup>−</sup>, <sup>234</sup>U, 4+, Траги
СЦ (3×10<sup>−10</sup>%), (различни)
<sup>234m</sup>Pa, Uranium X<sub>2</sub>Brevium, 79(3) keV, 1.159(11) min, β<sup>−</sup> (99.84%), <sup>234</sup>U, (0−), Траги
ИП (0.16%), <sup>234</sup>Pa
СЦ (10<sup>−10</sup>%), (различни)
<sup>235</sup>Pa, 91, 144, 235.045399(15), 24.4(2) min, β<sup>−</sup>, ''<sup>235</sup>U'', 3/2−
<sup>236</sup>Pa, 91, 145, 236.048668(15), 9.1(1) min, β<sup>−</sup>, <sup>236</sup>U, 1(−)
β<sup>−</sup>, SF (6×10<sup>−8</sup>%), (различни)
<sup>237</sup>Pa, 91, 146, 237.051023(14), 8.7(2) min, β<sup>−</sup>, <sup>237</sup>U, 1/2+
<sup>238</sup>Pa, 91, 147, 238.054637(17), 2.28(9) min, β<sup>−</sup>, ''<sup>238</sup>U'', 3−#
β<sup>−</sup>, SF (2.6×10<sup>−6</sup>%), (различни)
<sup>239</sup>Pa, 91, 148, 239.05726(21)#, 1.8(5) h, β<sup>−</sup>, <sup>239</sup>U, 1/2+#
2 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 <sup>230</sup>Th, со мала (8%) бета-минус гранка на распаѓање што води до <sup>230</sup>U. Исто така, има многу редок (,003%) режим на алфа распаѓање што води до <sup>226</sup>Ac. Не се наоѓа во природата бидејќи неговиот полураспад е краток и не се наоѓа во ланците на распаѓање од <sup>235</sup>U, <sup>238</sup>U или <sup>232</sup>Th. 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.
3 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 <sup>231</sup>Pa на милион <sup>235</sup>U. 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 <sup>232</sup>Th или <sup>232</sup>U, а исто така може да биде уништен со неутронски зафат, иако ова е исто така низок пресек за реакцијата.
енергија на врзување: 1759860 keVбета енергија на распаѓање: -382 keV
спин: 3/2−режим на распаѓање: алфа до <sup>227</sup> Ac, исто така и други
можни матични нуклиди: бета од <sup>231</sup>Th, EЗ од <sup>231</sup>U, алфа од <sup>235</sup>Np.
4 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.
5 Протактиниум-234
Протактиниум-234 е член на ураниумскиот ланец со полураспад од 6,70 часа. Откриен е од Ото Хан во 1921 година.
5.1 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 <sup>234</sup>Th го произведуваат овој изомер наместо основната состојба (t<sub>1/2</sub> = 6,70 часа).