Faits sur le protactinium

Numéro atomique : 91 Symbole atomique : Pa Poids atomique : 231,03588 Point de fusion : 2 862 F (1 572 C) Point d’ébullition : 7 232 F (4 000 C)

Origine du mot : Le mot protactinium vient du grec protos, qui signifie premier, et actinium. En effet, il signifie « parent de l’actinium » car l’actinium est un produit de désintégration de la désintégration radioactive du protactinium.

Découverte : L’existence du protactinium a été prédite en 1871 par Dmitri Mendeleïev. La découverte de l’élément est attribuée à Otto Hahn et Lise Meitner, qui ont découvert un autre isotope du protactinium, le 231Pa en 1917. L’élément n’a été isolé qu’en 1934, par Aristid von Grosse.

Propriétés du protactinium

En tant que métal, le protactinium est dense et gris argenté avec un éclat métallique brillant, qu’il conserve quelque temps à l’air. Il est supraconducteur au-dessous de 1,4 K (moins 457,2 F). Il réagit facilement avec l’oxygène, la vapeur d’eau et les acides inorganiques pour former divers composés. Certains de ces composés sont colorés.

Lorsqu’il est sous forme de composé, le protactinium est le plus stable dans l’état d’oxydation +5, bien qu’il existe également dans les états d’oxydation +4, +3 et +2. En solution l’état +5, il s’hydrolyse rapidement en se combinant avec des ions hydroxydes pour former des solides hydroxy-oxyde solubles ou insolubles. Ces solides ont tendance à coller aux surfaces des récipients dans lesquels ils sont contenus.

L’élément est un dangereux émetteur alpha hautement radioactif (5,0 MeV) et nécessite des précautions similaires à celles utilisées lors de la manipulation du plutonium.

Sources de protactinium

L’un des éléments naturels les plus rares, le protactinium est présent dans la croûte terrestre à des concentrations moyennes de quelques parties par trillion. Cette rareté en fait l’un des éléments naturels les plus chers.

On peut le trouver en nombre un peu plus important de quelques parties par million dans certains gisements de minerai d’uraninite, et dans la pechblende à environ une partie de 231Pa pour 10 millions de parties de minerai. Les minerais du Zaïre en contiennent environ 3 ppm.

En 1959 et 1961, l’Autorité de l’énergie atomique de Grande-Bretagne a extrait 125 grammes de protactinium à 99,9 %. Il a été extrait de 60 tonnes de déchets et a coûté environ 500 000 dollars. Ce fut le seul stock mondial de ce minéral pendant de nombreuses années. Actuellement, le protactinium est généralement extrait du combustible nucléaire usagé.

Utilisations du protactinium

En raison de sa rareté, de sa haute toxicité et de sa forte radioactivité, le protactinium n’a pas d’utilisations pratiques actuelles autres que la recherche scientifique fondamentale.

Isotopes

Le protactinium possède 29 radioisotopes. La quasi-totalité du protactinium naturel est le 231Pa. Il a une demi-vie de 32 700 ans et est un émetteur alpha formé par la désintégration de 235U. D’autres désintégrations de l’uranium produisent des isotopes du protactinium. La quasi-totalité de l’uranium 238 (99,8 %) se désintègre d’abord en l’isomère 234mPa, puis en 234Pa.