Protaktinium Pa

Penemuan

Ketika Dmitri Mendeleev menyusun tabel periodiknya pada 1871, ia menyisakan celah di antara torium dan uranium untuk unsur yang belum pernah dilihat siapa pun. Penghuni pertamanya ditemukan pada 1913 oleh Kasimir Fajans dan Oswald Göhring di Karlsruhe. Saat mempelajari rantai peluruhan uranium, mereka mengidentifikasi isotop sekejap yang lenyap dalam sekitar satu menit (kini dikenal sebagai protaktinium-234m) dan menyebutnya 'brevium', dari bahasa Latin yang berarti pendek.

Pada 1917–1918 Otto Hahn dan Lise Meitner di Berlin menemukan isotop yang jauh lebih panjang umurnya, protaktinium-231. Frederick Soddy dan John Cranston di Britania mencapai hasil yang sama secara terpisah pada waktu yang hampir bersamaan.

Menyiapkan sampel murni memakan waktu puluhan tahun. Aristid von Grosse mengisolasi oksidanya pada 1927 dan logamnya pada 1934. Pada awal 1960-an Otoritas Energi Atom Britania Raya mengolah kira-kira 60 ton residu pengolahan uranium untuk memperoleh sedikit lebih dari 100 gram.

Asal-usul nama

Hahn dan Meitner menggabungkan kata Yunani protos (pertama, sebelum) dengan aktinium menjadi 'protoaktinium', karena protaktinium-231 meluruh melalui pancaran alfa menjadi aktinium-227; pada dasarnya ia adalah induk aktinium. Pada 1949 IUPAC menghilangkan satu huruf agar namanya lebih mudah diucapkan, sehingga menjadi 'protactinium'. Lambang Pa dibentuk dari dua huruf pertamanya.

Kegunaan utama

• Riset dasar: Hampir seluruh protaktinium murni dikirim ke laboratorium. Karena berada tepat di tempat kulit elektron 5f mulai terisi, protaktinium menjadi kasus uji kunci untuk memahami bagaimana kimia aktinida berubah sepanjang deret.
• Oseanografi dan ilmu iklim: Uranium yang terlarut dalam air laut menghasilkan protaktinium-231 dan torium-230 dengan laju tetap, tetapi keduanya menempel pada partikel yang tenggelam secara berbeda. Mengukur rasio keduanya dalam inti sedimen memungkinkan peneliti merekonstruksi seberapa kuat sirkulasi laut dalam Atlantik mengalir pada iklim masa lalu.
• Studi reaktor torium: Dalam siklus bahan bakar torium, torium-232 menangkap neutron dan melewati protaktinium-233 sebelum menjadi uranium-233 yang fisil. Perilakunya penting bagi rancangan reaktor torium.

Isotop

Protaktinium tidak memiliki isotop stabil. Yang berumur paling panjang, protaktinium-231, memiliki waktu paruh sekitar 32.800 tahun dan terdapat secara alami sebagai bagian deret peluruhan uranium-235. Dipasangkan dengan torium-230, isotop ini dapat menentukan umur sedimen laut dan koral hingga beberapa ratus ribu tahun. Protaktinium-233, dengan waktu paruh sekitar 27 hari, adalah batu loncatan penting dalam siklus bahan bakar torium. Isotop yang pertama kali ditemukan Fajans, protaktinium-234m, rata-rata hanya bertahan sekitar 1,2 menit sebelum meluruh.

Dalam kehidupan sehari-hari

Anda sangat kecil kemungkinannya akan pernah menjumpai protaktinium. Satu ton bijih uranium mengandung jauh kurang dari satu gram protaktinium, meskipun jejaknya ada di setiap mineral uranium dan di tanah sekitar endapan semacam itu. Protaktinium adalah pemancar alfa yang kuat dan beracun secara kimia, dan begitu masuk ke tubuh dapat mengendap di tulang, sehingga laboratorium hanya menanganinya di kotak sarung tangan (glove box) tertutup.