Protactinium

Portaal Scheikunde
Chemisch element

Symbool Protactinium
Naam	Protactinium
Latijn
Symbool	Pa
Atoomnummer	91
Soort
Kleur	Zilverwit
Smeltpunt	1568 ^oC
Kookpunt	4027 ^oC

Protactinium is een chemisch element met het symbool Pa en atoomnummer 91 in het Periodiek Systeem van de scheikunde. Het is een dicht, kneedbaar, zilverwit metaal dat langzaam verkleurt bij blootstelling aan lucht.

De actinoïde, ook wel actinide serie omvat de 15 metallische chemische elementen met atoomnummers 89-103, (actinium tot Lawrencium). De actinoïde serie kreeg zijn naam van het eerste element in de serie, actinium. Het (informele) chemische symbool An wordt gebruikt in algemene discussies over actinoïde chemie om te verwijzen naar een actinoïde.

Protactinium is een typisch metaal. Het heeft een zilverachtige kleur (maar verkleuren in de lucht), een relatief hoge dichtheid en plasticiteit (kneedbaarheid). Net als de andere actiniden is protactinium radioactief en zal dus ook radioactief afval geven. Het is pyrofoor, vooral wanneer het fijn verdeeld is, dat wil zeggen dat het spontaan ontbrandt bij reactie met lucht bij kamertemperatuur.

Voorkomen

Protactinium is een van de zeldzaamste en duurste natuurlijk voorkomende elementen. De meest voorkomende (bijna 100%) natuurlijk voorkomende isotoop van protactinium, ²³¹protactinium, is een vervalproduct van ²³⁵uranium. Protactinium komt in zeer kleine hoeveelheden voor in uraninite (pekblende).

Twee belangrijke protactiniumisotopen, ²³¹ Pa en ²³³ Pa, worden kunstmatig verkregen uit thorium in kernreactoren (kernsplijting).

Protactinium in erts of mineraal

Uraninite of pekblende
Bentoniet of vulkanisch as

Geschiedenis

In 1871 voorspelde Dmitri Mendelejev het bestaan van een element tussen thorium en uranium. De actinide-reeks was toen nog niet bekend.

Protactinium werd voor het eerst ontdekt in 1913 door Kazimierz Fajans en Oswald Helmuth Göhring en werd brevium genoemd vanwege de korte zogeheten halfwaardetijd van de specifieke bestudeerde isotoop, namelijk ²³⁴protactinium. Een stabielere isotoop van protactinium, ²³¹ Pa, werd in 1917/18 ontdekt door Otto Hahn en Lise Meitner, en zij kozen de naam proto-actinium, maar de IUPAC (zie actiniden) noemde het uiteindelijk "protactinium" in 1949 en wezen Hahn en Meitner aan als de ontdekkers. De nieuwe naam betekende "(nucleaire) voorloper van actinium" en gaf hiermee aan dat actinium een product is van radioactief verval van protactinium. Bij een dergelijk verval (afbraak) komt energie en radioactiviteit vrij.

In 1961 maakte de United Kingdom Atomic Energy Authority (UKAEA) 127 gram 99,9% zuiver protactinium-231 vrij door 60 ton afvalmateriaal te verwerken. Dit hele proces koste zo'n ongeveer US $ 500.000.

Gebruik

Vanwege de schaarste, hoge radioactiviteit en hoge giftigheid zijn er momenteel geen toepassingen voor protactinium buiten wetenschappelijk onderzoek, en voor dit doel wordt protactinium meestal gewonnen uit verbruikte splijtstof.

Biologie

In al deze organen veroorzaakt protactinium kanker via zijn radioactiviteit. Chemici die er mee moeten werken, zullen uiterst voorzichtig ermee om moeten gaan.