Protactinium

Hööftartikel: Isotopen vun Protactinium
Iso	VN	t_½	VO	VE (MeV)	VP
²²⁹Pa	nee	1,50 d	ε	0,316	²²⁹Th
²²⁹Pa	nee	1,50 d	α	5,841	²²⁵Ac
²³⁰Pa	nee	17,4 d	ε	1,310	²³⁰Th
			β^-	0,563	²³⁰U
			α	5,439	²²⁶Ac
²³¹Pa	Sporenisotop	32760 a	α	5,149	²²⁷Ac
²³²Pa	nee	1,31 d	β^-	1,337	²³²U
²³²Pa	nee	1,31 d	ε	0,495	²³²Th
²³³Pa	nee	26,967 d	β^-	0,571	²³³U
²³⁴Pa	Sporenisotop	6,7 h	β^-	2,197	²³⁴U
^234mPa	Sporenisotop	1,17 min	β^-	2,271	²³⁴U
^234mPa	Sporenisotop	1,17 min	IÖ	0,074	²³⁴Pa

Protactinium is en cheemsch Element vun’t Periodensystem, dat to de Reeg vun de Actinoiden höört. Dorbi hannelt sik dat üm en Swoormetall vun helle sülvern Farv, dat de Atomtall 91 hett un mit dat Atomteken Pa afkört warrt. Ünner 1,4 K warrt Protactinium to’n Supraleiter.

Historie

^234mPa is 1913 vun Kasimir Fajans un Oswald Helmuth Göhring opdeckt worrn. Wegen de korten Halfweertstiet vun 1,17 Minuuten hebbt se toeerst den Naam Brevium (lat. brevis „kort“). Dat Isotop ²³¹Pa, dat dorgegen en Halfweertstiet vun 32.760 Johren hett is eerst 1918 vun Otto Hahn un Lise Meitner funnen worrn. Se hebbt em den Naam Protoactinium geven (dat cheemsche Element, dat in de Verfallsreeg vun’t U-235 vör’t Actinium steiht).

In’t Johr 1922 hett Otto Hahn wieter rutfunnen, dat to dat vun Fajans opdeckte Brevium-234 noch en tweet Isotop mit de glieken Massentall 234 geev, dat Betastrahlen utsennt un sik dör sien längere Halfweertstiet vun 6,7 Stünne utteken deit. Hierbi hannelt sik dat im den roren Fall vun Karnisomeren.

Aristid vun Grosse hett 1927 ut Affäll vun de Radiumprodukschoon Protactiniumoxid isoleert. ^[1] Later hett he metallsch Protactinium ok ut Protactiniumiodid dorstellt.^[2]^[3] In’t Johr 1949 hett de IUPAC denn fastleggt, dat dat Element mit de Atomtall 91 den Naam Protactinium kriegen schüll – De Naam Protoactinium vun Hahn un Meitner weer to swoor uttospreken.

Vörkamen

Protactinium is en radioaktiv Verfallsprodukt vun Uran un is in de Natur in Form vun sien beiden Isotopen ²³¹Pa un ²³⁴Pa antofinnen, wobi dat ²³⁴Pa dör sien Karnisomerie in twee ünnerscheedliche Energietostännen vörkamen kann. ²³¹Pa is en α-Strahler, de bi’n Verfall vun ²³⁵U (Uran-Actinium-Reeg) entsteiht. ²³⁴Pa entsteiht dorgegen as β-Strahler bi den Verfall vun ²³⁸U as Deel vun de Uran-Radium-Reeg).

Bruuk

Wegen sien hogen Radioaktivität un Giftigkeit, un ok as dat Metall bannig roor is in de Natur, speelt Protactinium buten de Wetenschopp keen Rull. En praktische Anwennen gifft dat dorför nich.

In ²³¹Pa, dat bi’n Verfall vun’t Uran ²³⁵U entsteiht un sik in Karnreakters ok dör de Reakschoon ²³²Th + n → ²³¹Th + 2n un ansluten Betaverfall billt, kann mööglicherwies en Kedenreakschoon tostannen kamen, de vun’t Prinzip her ok to’n Bo vun Atomwapen nütt warrn künn. Na Angaav vun Walter Seifritz liggt de kritische Masse bi 750±180 kg.^[4] Annere Personen meent dorgegen, dat en Kedenreakschoon in ²³¹Pa överhaupt nich mööglich weer, egal wo groot de Masse wart.^[5] 1961 weern in Grootbritannien 125 g Protactinium aus 60 t afbrennte Karnbrennstääv wunnen.

Protactinium ²³³Pa is en Twüschenprodukt in’t Bröödafloop vun ²³²Th to Uran ²³³U in Thorium-Hoochtemperaturreakters.

\mathrm {^{232}_{\ 90}Th\ +\ _{0}^{1}n\ \longrightarrow \ _{\ 90}^{233}Th\ {\xrightarrow[{22,3\ min}]{\beta ^{-}}}\ _{\ 91}^{233}Pa\ {\xrightarrow[{26,967\ d}]{\beta ^{-}}}\ _{\ 92}^{233}U}

De Tietangaven staht för Halfweertstieten.

Siet dat moderne, hoochfienföhlige Massenspektrometers gifft, kann ²³¹Pa to’n Bispeel as Tracer in de Paläozeanografie insett warrn.^[6]

Verbinnen

Protactinium(V)-chlorid (PaCl₅) billt gele monokline Kristallen mit en Kedenstruktur, de ut sövenfack koordineerte pentagonale Bipyramiden besteiht.^[7]

Sekerheit

En Inornen na de Gefohrstoffverornen gifft dat nich, vunwegen dat de blots de cheemschen Gefohren opwiesen deit. De speelt aver bi Protactinium keen Rull gegenöver de Gefohr, de vun de Radioaktivität utgeiht.

Literatur

Boris F. Myasoedov, Harold W. Kirby, Ivan G. Tananaev: Protactinium, in: Lester R. Morss, Norman M. Edelstein, Jean Fuger (Rutgever): The Chemistry of the Actinide and Transactinide Elements, Springer, Dordrecht 2006; ISBN 1-4020-3555-1, S. 161–252; DOI: 10.1007/1-4020-3598-5_4.

Borns

↑ Aristid vun Grosse: Das Element 91; seine Eigenschaften und seine Gewinnung, S. 233–245, Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft, doi: 10.1002/cber.19280610137, Vol. 61 (1), 1928
↑ Aristid vun Grosse: Element 91, Science, Vol. 80, S. 512-516, 1934, doi: 10.1126/science.80.2084.512
↑ Aristid V. Grosse: Zur Herstellung von Protactinium, Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft (A and B Series), Vol 68 (2), S. 307, 1935, doi: 10.1002/cber.19350680218
↑ Walter Seifritz: Nukleare Sprengkörper – Bedrohung oder Energieversorgung für die Menschheit, Thiemig-Verlag (1984), ISBN 3-521-06143-4.
↑ S. Ganesan, Umasankari Kannan, P. D. Krishnani, V. Jagannathan, R. P. Jain, R. Karthikeyan: „A Re-calculation of Criticality Property of ²³¹Pa Using New Nuclear Data“, in: Current Science, 1999, 77 (5), S. 667–671; PDF.
↑ J. F. McManus, R. Francois, J.-M. Gherardi, L. D. Keigwin & S. Brown-Leger: „Collapse and rapid resumption of Atlantic meridional circulation linked to deglacial climate changes“, in: Nature, 2004, Vol. 428, S. 834–837; DOI: 10.1038/nature02494; PDF.
↑ R. P. Dodge, G. S. Smith, Q. Johnson, R. E. Elson: „The crystal structure of protactinium pentachloride“, in: Acta Cryst., 1967, 22, S. 85–89; DOI: 10.1107/S0365110X67000155.