¿Cuál es el Elemento Químico de Número Atómico 91?
El elemento de número atómico 91 es el protactinio, un metal radiactivo que pertenece a la serie de elementos de los actínidos. Se denota con el símbolo químico Pa y tiene una vida media relativamente corta, lo que significa que se descompone rápidamente en otros elementos.
El protactinio fue descubierto por primera vez por el químico alemán Kasimir Fajans y su colaborador O.H. Göhring en 1913.
Observaron que cuando se bombardeaba uranio con neutrones, se producía un nuevo elemento que tenía un número atómico de 91. Fajans llamó al elemento “protoactinio” porque era el padre del actinio (número atómico 89), pero la Internacional La Unión de Química Pura y Aplicada (IUPAC) luego cambió el nombre a “protactinio” para evitar confusiones con otro elemento.
El protactinio es un elemento muy raro y solo se encuentra en pequeñas cantidades en la corteza terrestre. También está presente en pequeñas cantidades en los minerales de uranio, donde se produce por la descomposición del uranio-235. El elemento se puede separar de estos minerales mediante un proceso químico complejo que involucra una serie de extracciones con solventes y pasos de precipitación.
El protactinio es un metal de color blanco plateado que se deslustra lentamente en el aire. Tiene una densidad de 15,37 g/cm3, lo que lo convierte en uno de los elementos más densos que se conocen. El punto de fusión del protactinio es de 1572 °C y su punto de ebullición es de 4026 °C. Es un elemento altamente reactivo que reacciona fácilmente con el oxígeno, el agua y la mayoría de los ácidos.
El protactinio tiene tres formas alotrópicas, lo que significa que puede existir en diferentes estructuras cristalinas.
La forma más estable es la fase alfa, que tiene una estructura cristalina cúbica centrada en el cuerpo. La fase beta, que tiene una estructura compacta hexagonal, solo es estable entre 280 y 1600 °C. La fase gamma, que tiene una estructura cúbica centrada en las caras, solo es estable a altas temperaturas.
Debido a su escasez y radiactividad, el protactinio tiene muy pocos usos prácticos. Sin embargo, se utiliza como precursor para la producción del elemento sintético protactinio-233, que es un material fisionable que se puede utilizar en reactores y armas nucleares. El protactinio-233 se puede producir mediante la irradiación de neutrones del torio-232, que luego sufre una serie de desintegraciones beta para convertirse en protactinio-233.
El protactinio se utiliza en la investigación científica como elemento trazador para estudiar los procesos geoquímicos y biogeoquímicos.
Ocurren en el medio ambiente.
Dado que el protactinio está presente en concentraciones muy bajas en el medio ambiente, puede usarse para rastrear el movimiento y el comportamiento de otros elementos y compuestos.
El protactinio es un elemento altamente radiactivo y es peligroso para la salud humana, emite radiación alfa, beta y gamma, que daña los tejidos biológicos y produce cáncer.
La vida media del protactinio-231, el isótopo más común del protactinio, es de solo 32 760 años, lo que significa que se desintegra con relativa rapidez. Sin embargo, durante su proceso de descomposición, puede producir otros isótopos radiactivos, como el uranio-235 y el torio-231, que pueden permanecer radiactivos durante miles de años.
Hecho Curioso sobre el Protactinio, el Elemento 91
Después de la Segunda Guerra Mundial y los hechos acaecidos sobre Hiroshima y Nagasaki en 1945, así como sus consecuencias devastadoras tanto para la población como el medio ambiente, el uso de plutonio (Pu) y el Uranio (U), fueron sometidos a una regulación estricta sobre su uso y administración.
Su precursor fue Glenn Theodore Seaborg, un estadounidense que deseaba demostrar que la energía nuclear puede tener usos pacíficos y, que el uso de armamento bélico, era un problema ajeno a la población civil, pues los imperios únicamente querían mostrarse como una amenaza a las demás potencias.
Para 1944, se hizo una prueba nuclear en la Base Aérea de Alamogordo en Nuevo México, Estado Unidos. Consistió de una detonación del primer artefacto atómico como arma bélica masiva de la reacción en cadena de la fusión nuclear. En la ambiente postguerra, en 1957 se llevó a cabo la creación de OIEA (Organismo Internacional de Energía Atómica), conocida como una autoridad sobre armamento y usos de la energía nuclear con miras pacíficos.
El Protactinio se Convirtió en el Nuevo Oro de la Década
Para 1961, en consecuencia a la legislación y regulaciones instauradas alrededor del plutonio y el uranio, producir 125g de protactinio a la OIEA, le costó cerca de USD 500.000.
Lo cierto es que en esa época se pudo producir el elemento 91 al 99,9% de pureza, procesando 60 toneladas de material de residuos radiactivos en proceso que según tuvo doce etapas.
En los años siguientes, la necesidad de obtener protactinio se vieron más limitadas, pues la OIEA mantenía fierros controles sobre su uso, debido a que los estudios posteriores solo obtuvieron respuestas negativas para los seres humanos y el medio ambiente, además que sus niveles tóxicos eran similares al plutonio, es por esta razón fue las medidas de seguridad, en cuando, a su manipulación debían ser controladas.
La OIEA fue la única fuente de obtención de Protactinio durante esa época y se especulaba que cada gramo del elemento 91 llego a costar cerca de USD 2.800 cuando era vendido a otros laboratorios de investigación de fusión nuclear.