Protactinium

Protactinium er det 91. grundstof i det periodiske system, og har det kemiske symbol Pa: Under normale temperatur- og trykforhold optræder dette actinid som et sølvskinnende, radioaktivt metal.

Protactinium
Periodiske system
Generelt
Atomtegn	Pa
Atomnummer	91
Elektronkonfiguration	2, 8, 18, 32, 20, 9, 2
Gruppe	Ingen (Actinid)
Periode	7
Blok	f
Atomare egenskaber
Atommasse	231.03588(2)
Elektronkonfiguration	[Rn] 5f² 6d^1 7s²
Elektroner i hver skal	2, 8, 18, 32, 20, 9, 2
Kemiske egenskaber
Oxidationstrin	5 (svagt basisk oxid)
Elektronegativitet	1,5 (Paulings skala)
Fysiske egenskaber
Tilstandsform	Fast
Krystalstruktur	Ortorhombisk
Massefylde (fast stof)	15,37 g/cm^3
Smeltepunkt	1568 °C
Kogepunkt	? 4027 °C
Smeltevarme	12,34 kJ/mol
Fordampningsvarme	481 kJ/mol
Varmeledningsevne	(300 K) 47 W/m·K
Elektrisk resistivitet	(0 °C) 177 nΩ·m
Magnetiske egenskaber	Ikke oplyst
v d r

Egenskaber

Protactinium reagerer langsomt med atmosfærisk luft. Det er superledende ved temperaturer under 1,4 kelvin.

Tekniske anvendelser

Da protactinium er både sjældent, radioaktivt og giftigt, har stoffet ingen praktiske anvendelser udenfor forskingslaboratoriet. Isotopen protactinium-231, som skabes ved alfa-henfald af uran-235-kerner, kan muligvis opretholde en nuklear kædereaktion på samme måde som for eksempel uran gør det i en atomreaktor eller en atombombe: Ifølge er protactinium-231's kritiske masse 750±180 kilogram, mens andre kilder konkluderer at stoffet ikke kan opretholde en kædereaktion.

Historie

Elementet blev første gang identificeret i 1913, da og under studiet af henfaldsprodukterne fra ²³⁸U stødte på en kortlivet isotop, ^234mPa, med en halveringstid på 1,17 minut: De kaldte stoffet for brevium, af latin; brevis, "kort". Det navn blev dog ændret til protactinium i 1918, da to forskerhold (Otto Hahn og Lise Meitner i Tyskland, og Frederick Soddy og i Storbritannien)^{[kilde mangler]} uafhængigt af hinanden opdagede isotopen ²³¹Pa.

I 1927 fremstillede 2 milligram Pa₂O₅. I 1934 lykkedes det ham at isolere rent, metallisk protactinium ud fra 0,1 milligram af dette oxid, ved først at omdanne oxidet til et iodid, PaI₅, som derefter blev nedbrudt til jod-dampe og frit metal af en glødetråd i et kraftigt vakuum.

I 1961 brugte United Kingdom Atomic Energy Authority 60 tons brugte brændselsstave fra atomreaktorer, og hvad der svarede til en halv million amerikanske dollars, på at udvinde 125 gram 99,9% rent, metallisk protactinium — i mange år menneskehedens største oplag af dette stof. Efter sigende blev det siden hen solgt til forskellige laboratorier til en pris af 2800 dollars per gram.

Forekomst

Mineralet begblende indeholder normalt omkring 0,1 ppm ²³¹Pa, men forekomster i Zaire indeholder op imod 3 ppm.

Isotoper af protactinium

Man kender 29 isotoper af protactinium, som alle er radioaktive. Den mest "sejlivede" protactiniumisotop er ²³¹Pa, med en halveringstid på 32760 år, mens de øvrige har halveringstider fra knap en måned og nedefter.

Wikimedia Commons har medier relateret til: Protactinium

Referencer

1. Meitner, L. (1918) Die Muttersubstanz des Actiniums, ein Neues Radioaktives Element von Langer Lebensdauer. Zeitschrift für Elektrochemie und angewandte physikalische Chemie 24: 169-173.