Protactinium

iso	AN	période	MD	Ed MeV	PD
²³⁰Pa	{syn.}	17,4 d	ε β^-	1,310 0,563	²³⁰Th ²³⁰U
²³¹Pa	{syn.}	32 760 a	α	5,149	²²⁷Ac
²³³Pa	{syn.}	26,967 d	β^-	0,571	²³³U

Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le protactinium est un élément chimique de symbole Pa et de numéro atomique 91.

C'est un métal gris-argent de la famille des actinides.

Son nom est composé du mot grec πρώτος « premier » et d'« actinium », le protactinium-231 précédant l'actinium dans la chaîne de désintégration radioactive de l'uranium-235.

[modifier] Historique

L'isotope ²³⁴Pa a été identifié en 1913 par Kasimir Fajans et Otto H. Göhring, qui l'avaient nommé « brévium » (bref).

Puis Otto Hahn et Lise Meitner ont découvert en 1918 le ²³¹Pa, plus stable, en donnant à l'élément son nom actuel. Il n'a été isolé qu'en 1934.

[modifier] Propriétés

Parmi les 29 isotopes connus du protactinium, aucun n'est stable. Les plus stables sont 231-Pa (demi-vie 32760 ans), 233-Pa (période 26,967 jours) et 230-Pa (période 17,4 jours). Tous les autres isotopes ont des périodes inférieures à 1,6 jours. Cet élément possède également deux isomères peu stables, 217m-Pa (1,15 ms) et 234m-Pa (1,17 minutes).

Deux des isotopes du protactinium sont des produits intermédiaires situés en seconde position dans la chaîne de désintégration radioactive de l'uranium naturel :

l'isotope 231 est issu de la désintégration β^- du thorium-231 selon ( $\bar \nu_e$ désignant l'antineutrino électronique):

${}^{235}\hbox{U}\;\to\;^{231}\hbox{Th}\;+\;\alpha$

${}^{231}\hbox{Th}\;\to\;^{231}\hbox{Pa}\;+\;e^-+\;\bar \nu_e$

l'isotope 234m est issu de la désintégration β^- du thorium-234 selon :

${}^{238}\hbox{U}\;\to\;^{234}\hbox{Th}\;+\;\alpha$

${}^{234}\hbox{Th}\;\to\;^{234m}\hbox{Pa}\;+\;e^-+\;\bar \nu_e$

Du fait de son rayonnement alpha intense, le protactinium 231 est très radiotoxique par ingestion (0,71 μSv/Bq pour un adulte) et par inhalation (jusqu’à 140 μSv/Bq pour un adulte), soit des valeurs supérieures à celles du plutonium 238.

[modifier] Gisements

Le protactinium est présent en très faible quantité (typiquement de l'ordre de 1 ppm) dans les gisements naturels de minéraux uranifères (type pechblende), où il se forme lors de la lente décroissance radioactive de l'uranium. C'est un des plus rares et des plus coûteux des éléments naturels.