تبلیغات
۩ ۩ Anythings You Think Is Here ۩ ۩ - پروتاکتینیم ( Protactinium )
چهارشنبه 20 مرداد 1389

پروتاکتینیم ( Protactinium )



   نوشته شده توسط: عرفان یزدپور    نوع مطلب :شیمی ،

پروتاکتینیم ( Protactinium ) :



نمایی از عنصر Pa

این عنصر توسط دانشمندان Fredrich Soddy / John Cranston / Otto Hahn / Lise Meitner و در سال 1917 مشترکاً در انگلیس و فرانسه صورت گرفت .

اولین ایزوتوپ از عنصر شماره 91 به عنوان 234Pa کشف شد. که دارای پایداری کوتاه و به صورت طبیعی از تخریب سری اورانیوم 238U حاصل می شود. این عنصر اولین بار توسط Fajans و Gohring در سال 1913 کشف شد. ایزوتوپ 231Paاین عنصر با مدت زمان پایداری طولانی تر در سال 1918 توسط Hahn , Meitner شناخته شد. در سال 1934 حدود 0.1 گرم عنصر خالص از اکسید این عنصر Pa2O5 با دو روش جداسازی شد.
پروتاکتینیم عنصری براق با جلای فلزی درخشان است که درخشنگدی خود را نیز در هوا حفظ می کند. این عنصر در سنگ معدن اورانیت پیچبلانت به میزان یک قسمت از 10 میلیون قسمت از 231Pa وجود دارد. سنگ معدن این عنصر در کشور زئیر حدود 3 ppm وجود دارد. این عنصر دارای 20 ایزوتوپ است. نیمه عمر 231Pa این عنصر حدود 32700 سال است. ترکیبات پروتاکتینیم رنگی هستند. این عنصر در زیر 1.4 درجه کلوین فوق رسانا است.
این عنصر بسیار خطرناک است و در موقع استفاده از آن باید بسیار دقت کرد. پروتاکتینیوم یکی از عناصر کمیاب است و به صورت طبیعی وجود دارد. قیمت این عنصر با ایزوتوپ 231 حدود 280 دلار در گرم است. این عنصر اشعه آلفا از خود ساتع می شود و از نظر رادیولوژیکی شبیه پولونیم است. قیمت 60 تن از این عنصر به صورت مصنوعی حدود 500000 دلار است.




ساختار بلوری عنصر Pa


اثرات پروتاکتینیم بر روی سلامتی
پروتاکتینیم از راه خوردن غذا، آب آشامیدنی یا هوا وارد بدن می شود. با تنفس پروتاکتینیم، بخش قابل توجهی از آن از ریه حرکت کرده و بسته به میزان انحلال پذیری آن، از طریق خون به اندامهای دیگر می رسد.
جذب معدی پروتاکتینیم از راه غذا یا آب، عامل اصلی نشست پروتاکتینیم در اکثر افراد است. بخش اعظم پروتاکتینیمی که از راه خوردن وارد بدن می شود، از طریق مدفوع دفع می شود. تنها حدود 0.05% آن از راه مجاری گوارشی وارد جریان خون می شود. پس از ترک روده یا ریه، حدود 40% پروتاکتینیمی که وارد جریان خون شده، در اسکلت نهشته می شود، حدود 15% آن در کبد و حدود 2% آن در کلیه نهشته می شود و بقیه آن دفع می شود. نیمه عمر بیولوژیکی پروتاکتینیم در اسکلت حدود 50 سال است. از پروتاکتینیمی که در کبد نهشته شده، 70% آن دارای نیمه عمر بیولوژیکی 10 روز و 30% آن دارای نیمه عمر بیولوژیکی 60 روز است. از پروتاکتینیمی که در کلیه نهشته شده، 20% آن دارای نیمه عمر بیولوژیکی 10 روزبوده و بقیه آن مجددا در بدن توزیع می شود.
عوارض اولیه: اگر پروتاکتینیم جذب بدن شود، برای بدن ضرر دارد اما اشعه گامای ساطع شده از پروتاکتینیم 231 و بعضی از محصولات دارای نیمه عمر کوتاه آکتینیم 227، خطرخارجی اندکی دارد. مهمترین روشهای جذب، خوردن غذا و آب حاوی پروتاکتینیم و تنفس گرد و غبار حاوی پروتاکتینیم می باشد. جذب پروتاکتینیم تنفس شده در بدن آسانتر از پروتاکتینیم خورده شده است اما باید به هر دو مورد توجه داشت.
مهمترین عارضه ناشی از تابشهای یونیزه پروتاکتینیم، سرطان است که در اسکلت، کبد و کلیه نهشته می شود. عوارض و خطرات ناشی از پروتاکتینیم 234 مانند عوارض ناشی از اورانیوم 238 است. پروتاکتینیم 234 با تابش ذرات پرانرژیِ بتا تجزیه می شود بنابراین باید مراقب این تابشها بود مثلا باید برای جلوگیری از این تابشها، دستان و ساعد را با دستکشهای پلاستیکی سنگین پوشاند.
خطر تنفس پروتاکتینیم 231 نسبت به بسیاری از رادیونوکلیدها بیشتر است. بیش از 80% این خطر ناشی ازآکتینیم 227 و محصولات حاصل از تجزیه آن است. در حالی که خطر خوردن آن بسیار کمتر از خطر تنفس است و متداولترین راه ورود این ماده به بدن محسوب می شود.
مانند دیگر رادیونوکلیدها، ضریب خطر شیرابه های آن 75% خطر خوردن آن است.
علاوه بر خطراتی که ورود این ماده به بدن دارد، قرار گرفتن در معرض اشعه گامای حاصل از پروتاکتینیم 231 هم خطرناک است.
با استفاده از ضریب خطر اشعه گاما و به منظور تخمین خطر سرطان زایی مشخص شده که اگر 100000 نفر به طور مداوم درتماس با لایه ضخیمی از خاک با غلظت متوسط 1 pCi/g پروتاکتینیم 231 قرار داشته باشند، احتمال ایجاد سرطان در آنها 8 نفر از 100000 نفر است. در درون بدن، قسمت عمده خطر پرتوافکنی مربوط به آکتینیم 227 و محصولات ناشی از تجزیه آن می باشد.

اثرات زیست محیطی پروتاکتینیم
پروتاکتینیم به طور طبیعی در خاک، سنگ، آبهای سطحی، آبهای زیرزمینی، گیاهان و جانوران به مقداربسیار اندک و به میزان یک در تریلیون یا 0.1 (pCi)/g وجود دارد. در کانسارهای اورانیوم و دیگر کانیهای زمین شناسی، این میزان بالاتر است. همه پروتاکتینیم طبیعی در پروتاکتینیم 231 وجود دارد.
پروتاکتینیم، به خاک متصل می شود و غلظت آن در ذرات خاک ماسه ای 550 برابر آبهای درون شبکه ای است (آبهایی که در فضای خالی میان ذرات خاک وجود دارند). نسبت غلظت آن حتی از رس و خاکهای رسی هم بالاتر است (حدود 2000 و حتی بیشتر).
پروتاکتینیم، در DOE (دانشکده انرژی)، آلاینده محسوب نمی شود و آب زیرزمینی را آلوده نمی کند.




عنصر Pa در طبیعت



تجهیزات آزمایشگاهی مورد استفاده در تجزیه
اسپکترومتر جرمی ، میکروسکوپ ، کرماتوگرافی مایع و گازی ، اشعه x ، جذب اتمی ، مادون قرمز ، کروماتوگرافی مایع با عملکرد بالا و اسپکترومتر نشری