Protaktinium (chemická značka Pa, ) je třetím členem z řady aktinoidů, radioaktivní kovový prvek.

Základní fyzikálně-chemické vlastnosti Protaktinium je radioaktivní kovový prvek stříbřitě bílé barvy, která se působením vzdušného kyslíku mění na šedavou. Hlavní izotop protaktinia 231Pa je α-zářič.

Ve sloučeninách se vyskytuje v mocenství od Pa+3 po Pa+5, přičemž nejstálejší jsou sloučeniny s oxidačním číslem Pa+5, které se svým chemickým chováním podobají sloučeninám tantalu nebo niobu.

Čistý kov lze připravit redukcí fluoridu protaktiničného kovovým baryem při teplotě kolem 1400 °C.

Historie Jako první identifikovali protaktinium (jaderný izomer 234mPa s poločasem rozpadu 1,17 minuty) Kasimir Fajans a O. H. Göhring jako produkt rozpadu uranu 238U. Pojmenovali jej brevium podle krátké doby života (latinsky brevis – krátký).

Za objevitele protaktinia jsou však obvykle označováni Otto Hahn a Lise Meitner z Německa a Frederick Soddy a John Cranston z Velké Británie, kteří roku 1918 nezávisle na sobě oznámili objev izotopu 231Pa s mnohem delším poločasem rozpadu. Jméno prvku bylo změněno na protaktinium v roce 1949.

Výskyt, izotopy a využití V zemské kůře se můžeme setkat pouze s velmi nízkými obsahy izotopu 231Pa, který je produktem radioaktivního rozpadu uranu. Poločas rozpadu tohoto izotopu je 32 760 let a proto i v nejbohatších uranových rudách nacházíme protaktinium v množství maximálně 1–3 ppm (mg/kg).

Z dalších izotopů stojí za zmínku např. 230Pa s poločasem rozpadu 17,4 dne nebo 233Pa s poločasem 26,975 dnů. Celkově je známo 30 izotopů protaktinia:

Izotop Poločas přeměny Druh rozpadu Produkt rozpadu 211Pa >300 ns α 207Ac 212Pa 5,1 ms α 208Ac 213Pa 5,3 ms α 209Ac 214Pa 17 ms α 210Ac 215Pa 14 ms α 211Ac 216Pa 150 ms α (98 %)/ ε (2 %) 212Ac/ 216Th 217Pa 3,6 ms α 213Ac 218Pa 113 μs α 214Ac 219Pa 53 ns α 215Ac 220Pa 0,78 μs α (100,00 %)/ ε (3,0×10−7 %) 216Ac/ 220Th 221Pa 5,9 μs α 217Ac 222Pa 2,9 ms α 218Ac 223Pa 5,1 ms α 219Ac 224Pa 846 ms α 220Ac 225Pa 1,7 s α 221Ac 226Pa 1,8 min α (74 %)/ ε (26 %) 222Ac/ 226Th 227Pa 38,3 min α (85 %)/ ε (15 %) 223Ac/ 227Th 228Pa 22,4 h ε (98,15 %)/ α (1,85 %) 228Th / 224Ac 229Pa 1,5 d ε (99,52 %)/ α (0,48 %) 229Th/ 225Ac 230Pa 17,4 d ε (92,20 %)/ β− (7,80 %)/ α (3,2×10−3 %) 230Th/ 230U/ 226Ac 231Pa 32 760 r α (100 %) / SF (<3×10−10) 227Ac / různé 232Pa 1,32 d β− / ε 232U / 232Th 233Pa 26,975 d β− 233U 234Pa 6,70 h β− 234U 235Pa 24,4 min β− 235U 236Pa 9,1 min β− 236U 237Pa 8,7 min β− 237U 238Pa 2,28 min β− 238U 239Pa 1,8 h β− 239U 240Pa ? β− 240U

První izolace oxidu protaktinia Pa2O5 byla uskutečněna roku 1927, kdy Aristid V. Grosse připravil přibližně 2 mg látky. Elementární kov byl získán roku 1934 termickým rozkladem jodidu protaktinia na elektricky zahřívaném kovovém vlákně ve vakuu:

2 PaI5 → 2 Pa + 5 I2

Největší množství čistého prvku bylo připraveno v roce 1961 pod patronací Úřadu pro atomovou energii Velké Británie. Bylo přitom zpracováváno asi 60 tun kalů zbylých po extrakci uranu z konžských rud. Separační proces sestával z dvanácti kroků (loužení kyselinami, kapalinová extrakce, separace na ionexech atd.) a výsledkem bylo 125 g kovového protaktinia o čistotě 99,9 %.

Uvádí se, že náklady na tento proces se pohybovaly kolem půl milionu amerických dolarů a získané množství protaktinia dodnes uspokojuje celosvětovou poptávku po tomto prvku. To jasně ukazuje i na to, že praktický význam protaktinia je zanedbatelný a jeho využití se omezuje pouze na speciální vědecké experimenty.

Budoucí význam protaktinia a především izotopů 233Pa a 234Pa záleží na rozšíření solných reaktorů. Z 233Pa vznikajícího záchytem neutronu jádrem thoria 232Th se jeho rozpadem získává izotop uranu 233U, který je perspektivní náhradou 235U.

Odkazy Reference

Literatura Cotton F.A., Wilkinson J.:Anorganická chemie, souborné zpracování pro pokročilé, ACADEMIA, Praha 1973 Holzbecher Z.:Analytická chemie, SNTL, Praha 1974 Dr. Heinrich Remy, Anorganická chemie 1. díl, 1. vydání 1961 N. N. Greenwood – A. Earnshaw, Chemie prvků II. 1. díl, 1. vydání 1993

Externí odkazy

Kategorie:Kovy Kategorie:Chemické prvky Kategorie:Aktinoidy Kategorie:Supravodiče Kategorie:Objeveno 1913 Kategorie:Objeveno 1918