PROTACTINIUM

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Le protactinium (Pa) est l'élément chimique de numéro atomique 91. Tous ses isotopes sont radioactifs ; deux d'entre eux, 231Pa et 234Pa, existent dans la nature associés à la géochimie de l'uranium. L'isotope de masse 231, émetteur α de demi-vie T1/2 = 32 760 ans, appartient à la famille radioactive 4n + 3 engendrée par l'uranium 235 et se trouve en quantité pondérable dans les minerais d'uranium (0,3 partie par million). Il donne naissance à l'actinium 227 : d'où son nom. L'autre isotope naturel, 234Pa, en filiation avec 238U (famille 4n + 2), n'existe qu'à l'état de trace. Il a deux isomères émetteurs β : UX2 (T1/2 = 1,159 min) et UZ (T1/2 = 6,70 h). C'est l'isotope UX2 qui a été séparé le premier de son parent 234Th (UX1), en 1913, par Kasimir Fajans et O. H. Göring ; 231Pa a été découvert cinq ans plus tard indépendamment par Otto Hahn et Lise Meitner et par Frederick Soddy et John A. Cranston. On a préparé 27 isotopes artificiels, dont l'un, 233Pa (β, T1/2 = 26,975 j), d'obtention aisée par irradiation neutronique du thorium 232, selon la séquence :

est particulièrement bien adapté comme indicateur dans les recherches chimiques sur l'élément. Il constitue l'étape intermédiaire de la transmutation de 232Th en 233U fissile. Dans cette transmutation, 231Pa est aussi formé. 232Th pourrait ainsi constituer un combustible nucléaire d'avenir. Les autres isotopes artificiels sont produits en irradiant le thorium ou l'uranium par des protons ou des hélions accélérés. Le protactinium 231 peut être synthétisé en irradiant l'ionium (230Th) aux neutrons (mais l'ionium est rare) ou plus simplement le thorium naturel, qui renferme aussi, outre 232Th, de l'ionium. Les réactions sont alors :

Lise Meitner

Lise Meitner

Photographie

Physicienne et chimiste autrichienne, Lise Meitner (1878-1968) s'oriente très tôt vers la recherche en physique nucléaire. 

Crédits : Hulton Getty

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La quantité de 231Pa produite est de l'ordre de 10 grammes par tonne de thorium irradié pendant un an dans un réacteur nucléaire ayant un flux de 4 × 1013 n.cm–2.s–1. Cette voie [...]

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Écrit par :

  • : professeur honoraire à l'université de Paris-XI, Orsay, directeur du laboratoire de radiochimie de l'Institut de physique nucléaire d'Orsay, membre de l'Académie des sciences de Paris

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«  PROTACTINIUM  » est également traité dans :

MEITNER LISE (1878-1968)

  • Écrit par 
  • Georges KAYAS
  •  • 219 mots
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Physicienne et chimiste nucléaire autrichienne. Après des études à Vienne où elle était née, Lise Meitner se rend, en 1907, à Berlin pour y recevoir l'enseignement de Max Planck, qui, en introduisant, en 1900, le « quantum d'action », avait jeté les bases de l'ancienne théorie des quanta. Elle travaille ensuite avec Otto Hahn au Kaiser Wilhelm Institut ; ils découvrent ensemble l'existence de grou […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/lise-meitner/#i_35414

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Pour citer l’article

Robert GUILLAUMONT, « PROTACTINIUM », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 11 septembre 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/protactinium/