Un peu de chimie

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91 -Protactinium

 

  • Le protactinium (anciennement protoactinium) est un élément chimique avec le symbole Pa et le numéro atomique 91.
  • C'est un métal gris argenté dense qui réagit facilement avec l'oxygène, la vapeur d'eau et les acides inorganiques.
    • Il forme divers composés chimiques dans lesquels protactinium est habituellement présent dans l'état d'oxydation +5, mais il peut également assumer +4 et même les états +3 ou +2 .
  • Les concentrations de protactinium dans la croûte terrestre sont généralement de quelques parties par milliard, mais peuvent atteindre jusqu'à quelques parties par million dans certains gisements d'uraninite.
  • En raison de sa rareté, de sa forte radioactivité et de sa toxicité élevée, le protactinium n'est actuellement utilisé en dehors de la recherche scientifique et, à cette fin, le protactinium est principalement extrait du combustible nucléaire usé.
  • Le protactinium a été identifié pour la première fois en 1913 par Kasimir Fajans et Oswald Helmuth Göhring et nommé brevium en raison de la courte demi-vie de l'isotope spécifique étudié, à savoir le protactinium-234.
    • Un isotope plus stable du protactinium,231Pa, a été découvert en 1917/18 par Otto Hahn et Lise Meitner, et ils ont choisi le nom proto-actinium, mais l'IUPAC l'a finalement nommé "protactinium" en 1949 et a confirmé Hahn et Meitner comme découvreurs.
    • Le nouveau nom signifiait "précurseur (nucléaire)  de l'actinium" et reflétait que l'actinium est un produit de la désintégration radioactive du protactinium.
    • John Arnold Cranston (travaillant avec Frederick Soddy et Ada Hitchins) est également crédité de découvrir l'isotope le plus stable en 1915, mais a retardé son annonce en raison d'être appelé pour le service dans la première guerre mondiale.
  • L'isotope le plus ancien et le plus abondant (près de 100%) du protactinium, le protactinium 231, a une demi-vie de 32 760 ans et est un produit de désintégration de l'uranium 235.
    • Des traces beaucoup plus petites de l'isomère nucléaire à courte durée de vie protactinium-234m se produisent dans la chaîne de désintégration de l'uranium-238.
    • Le protactinium-233 résulte de la désintégration du thorium-233 dans le cadre de la chaîne des événements utilisés pour produire l'uranium 233 par irradiation neutronique du thorium-232.
  • Il s'agit d'un produit intermédiaire indésirable dans les réacteurs nucléaires à base de thorium et il est donc retiré de la zone active du réacteur pendant le processus de sélection.
  • L'analyse des concentrations relatives de divers isotopes de l'uranium, du thorium et du protactinium dans l'eau et les minéraux est utilisée pour la datation radiométrique des sédiments remontant à 175 000 ans et pour la modélisation de divers processus géologiques.