Pierwiastek chemiczny protaktyn jest klasyfikowany jako metal aktynowców. Został odkryty w 1913 roku przez Kasimira Fajansa i Oswalda Göhringa.

Odkrycie protaktynu

Historia odkrycia protaktynu obejmuje kilka lat. Polski chemik Kasimir Fajans i niemiecki chemik Oswald Göhring odkryli protaktyn w 1913 roku w Karlsruhe w Niemczech. Nazwali ten pierwiastek „brevium”, ponieważ znaleziony przez nich izotop (protaktyn-234) ma bardzo krótki okres połowicznego rozpadu (1,17 minuty). (1),(2)

Otto Hahn i Lise Meitner z Kaiser Wilhelm Institute w Berlinie odkryli w 1917 roku izotop o znacznie dłuższym czasie życia: protaktyn-231 (czas połowicznego rozpadu 32 670 lat). Hahn i Meitner szukali „substancji macierzystej”, która rozpada się do aktyny.

Ottto Hahn napisał, że ich celem było „znalezienie tej substancji, która… stanowi punkt wyjścia dla serii aktynowej, oraz ustalenie, czy i przez jakie półprodukty pochodzi aktyna”. (1)

Ich praca została przerwana przez I wojnę światową. W 1917 r. zbadali pozostałości krzemionki, którą wyodrębnili z pitchblendy (tlenku uranu) ponad dwa lata wcześniej.

Zidentyfikowali protaktyn-231, stwierdzając, że żadna znana substancja nie mogła wyemitować zaobserwowanych cząstek alfa, a także dzięki wytworzonemu aktynu.

Frederic Soddy i John Cranston również odkryli protaktyn niezależnie w 1917 r. na Uniwersytecie w Glasgow w Szkocji. (1),(3)

W 1927 roku Aristid von Grosse wyizolował tlenek protaktynu (Pa2O5). W 1934 r. wyizolował pierwiastek z tlenku, przekształcając go w jodek (PaI5), a następnie rozłożył go za pomocą rozgrzanego żarnika w wysokiej próżni. (4)

Nazwa pierwiastka pochodzi od połączenia greckiego słowa „protos” oznaczającego pierwszy i „actinium”.

Wygląd i właściwości

Skutki uboczne:

Protaktyn jest szkodliwy ze względu na swoją radioaktywność, jest również toksyczny.

Charakterystyka:

Protaktyn jest bardzo rzadkim błyszczącym, srebrzystym, silnie radioaktywnym metalem, który w powietrzu matowieje powoli do tlenku.

Prawie cały naturalnie występujący protaktyn jest izotopem 231. Emituje on promieniowanie alfa i jest wytwarzany w wyniku rozpadu uranu-235.

Protaktyn jest jednym z najrzadszych i najdroższych naturalnie występujących pierwiastków.

Największa ilość protaktynu uzyskana do tej pory to 125 gramów w 1961 roku od brytyjskiego Urzędu Energii Atomowej. Ekstrakcji dokonano z 60 ton odpadów nuklearnych. (5)

Użycia protaktynu

Protaktyn jest używany głównie do celów badawczych.

Protaktyn-231 w połączeniu z torem-230 może być używany do datowania osadów morskich. (6)

Abundance and Isotopes

Abundance earth’s crust: 0.1 part per trillion , 0.001 by moles

Abundance solar system: negligible

Cost, pure: $280 per g

Cost, bulk: per 100g

Source: Protaktyn występuje naturalnie w śladowych ilościach (do 3 części na milion) w rudach uranu. Protaktyn można również uzyskać jako produkt uboczny w procesie przetwarzania uranu.

Izotopy: Protaktyn ma 27 izotopów, których okresy półtrwania są znane, o liczbach masowych od 212 do 238. Protaktyn nie ma stabilnych izotopów. Jego najdłużej żyjące izotopy to 231Pa, o okresie połowicznego rozpadu 32 760 lat, 233Pa o okresie połowicznego rozpadu 26,967 dni i 230Pa o okresie połowicznego rozpadu 17,4 dni.