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En la tabla periódica de los elementos químicos, el protactinio pertenece al bloque f y al grupo de los actínidos. Su símbolo es Pa. Tiene el número atómico 91. Esto significa que su núcleo contiene 91 protones. Todos sus 29 isótopos conocidos son radiactivos. Es un elemento metálico plateado que se presenta en una estructura tetragonal centrada. El metal es de color gris.
Etimológicamente, su nombre está compuesto del griego πρῶτος que significa “primero” y “actinio”. En la cadena de desintegración radiactiva del uranio 235 donde se encuentra, el protactinio 231 está situado antes del actinio. Se encuentra naturalmente en los minerales de uranio.
En 1900, el químico británico William Crookes separó el uranio de uno de sus productos de transformación radiactiva. Al no conocer la identidad de este producto, lo denominó uranio-X.
En 1913, Kasimir Fajans y Otto H. Göhring produjeron el isótopo 234Pa durante un breve período con una vida media de 1,17 minutos. En ese momento, llamaron a su descubrimiento “brevium”.
En 1918, el radioisótopo de protactinio más estable 231Pa fue identificado por los químicos Otto Hahn y Lise Meitner. El isótopo 231Pa tiene un período radiactivo de 32.760 años. Los químicos le dieron el nombre de protoactinio.
En 1934, el aislamiento del metal se realizó mediante el proceso Van-Arkel-de-Boer. Este proceso industrial consiste en utilizar yoduros para componer metales puros.
En 1949, la IUPAC reconoció el elemento y lo nombró oficialmente protactinio.
Se han reconocido prácticamente 29 isótopos del protactinio. Entre ellos, los más estables son:
Los otros isótopos tienen una vida media inferior a 1,6 días.
El protactinio tiene dos isómeros poco estables. El primero es 217mPa con una vida media de 1,15 milisegundos, y el segundo es 234mPa con una vida media de 1,17 minutos.
Los isótopos 231Pa y 234Pa están asociados con la cadena de desintegración radiactiva del uranio.
23592U ⟶ 23190Th + 42He;
23892U ⟶ 23490Th + 2234He;
23490Th ⟶ 234m91Pa + e− + ‾νe.
‾ve indica el antineutrino electrónico.
El protactinio parece muy radiotóxico en caso de ingestión e inhalación debido a su radiación α muy alta. Alcanza valores superiores a los del plutonio 238. Debido a esta toxicidad, el ser humano no debe entrar en contacto directo con este elemento químico.
Entre los elementos naturales, el protactinio es uno de los más caros y raros. Se presenta en muy pequeñas cantidades en la superficie de la Tierra. Su contenido es de 1 parte por millón en minerales que contienen uranio o torio. Se forma a partir de la descomposición radiactiva del uranio. No existe en estado natural, por lo que es completamente artificial.
El protactinio se presenta como un metal plateado bastante denso. Sus propiedades se sitúan entre las del torio y el uranio. Por debajo de 1,4 K, el protactinio se vuelve superconductor.
Por un lado, reacciona con el vapor de agua, los ácidos inorgánicos y el oxígeno. Por otro lado, no reacciona con los metales alcalinos.
Los compuestos químicos más conocidos del protactinio son:
El protactinio se utiliza principalmente en condensadores cerámicos y en la investigación para la detección de rayos X. También se emplea en el campo médico. El protactinio-231 sirve para medir productos químicos presentes en la saliva y la sangre, así como hormonas. También se utiliza para producir isótopos radiactivos necesarios para la imagenología médica y la radioterapia.
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