ماهو البروتكتينيوم
البروتكتينيوم: هو عنصر من العناصر الكيميائيّة، نادر الانتشار والوجود، يُرمز له بالرمز الكيميائيّ”Pa”، عدده الذريّ يساوي”91″، يقع في الجدول الدوري ضمن عناصر المجموعة الثالثة والدورة السابعة، يتبع في تصنيفه إلى عناصر مجموعة الأكتينيدات.
يعود السبب وراء تسميّة البروتكتينيوم بهذا الإسم إلى إحدى المُصطلحات اللاتينيّة والتي تعني القصير أو المُختصر، تم اكتشاف هذا العنصر عندما كان عدد من العلماء يجرون عدداً من الأبحاث والدراسات على سلسلة إضمحلال ألفا، حيث ظهر معهم نظيراً غريباً قصير العمر أطلقوا عليه اسم البروتكتينيوم.
تعرّض البروتكتينيوم كغيره من العناصر لعمليّات فصل وعزل مُتعددة ومن هذه العمليّات عمليّة التبادل الأيونيّ والتحلُّل الكهربائيّ، إلى جانب اللجوء إلى عمليّة تحويل بعض الأكسدة إلى يوديد ومن ثم القيام بتكسيرها وشفطها عن طريق استخدام مجموعة من الخيوط المُسخنة كهربائيّاً.
البروتكتينيوم على عكس العناصر الأخرى فهو نادر الاستخدام وأحياناً لا يتم استخدامه أبداً؛ وذلك نظراً لقلة انتشاره إلى جانب إشعاعيته العالية، إلّا أنّه ومن الممكن أن يتم استخدام أحد نظائر هذا العنصر في سلسلة التفاعل النوويّ إلى جانب استخدامه في صناعة عدد من الأسلحة والصواريخ النوويّة .
هذا وقد يُعتبر البروتكتينيوم من العناصر السّامة والتي لها ضرراً وأخطاراً كبيرة على صحة وجسد الإنسان؛ الأمر الذي يتطلب ضرورة التعامل معه بحيطة وحذر شديدين.
تواجد البروتكتينيوم
يتواجد البروتكتينيوم في الطبيعة مُرتبطاً بعدد من المعادن، حيث أنّه يتواجد بشكلٍ رئيسيّ في معدن اليورانيت، إلى جانب وجوده في الركاز وفي مجموعة من خامات المعادن الأخرى.
هذا وقد ينتشر البروتكتينيوم في العديد من مناطق ودول العالم، حيث ينتشر بشكلٍ كبير في ألمانيا وهي أول الدول التي قامت باكتشافه واستخراجه، إلى جانب وجوده وبكميّات قليلة نوعاً ما في كل من النمسا والبرازيل والهند والصين.
استخدامات عنصر البروتكتينيوم
- البروتكتينيوم هو عنصر كيميائي ينتمي إلى مجموعة الأكتينيوم في الجدول الدوري، ويتمتع بخصائص نووية فريدة تجعله محط اهتمام كبير في مجالات البحث العلمي والتطبيقات التكنولوجية. رغم أن استخدامات البروتكتينيوم لا تكون شائعة بسبب ندرته وخطورة تشعيعه النووي، إلا أن هناك بعض التطبيقات المهمة.
- من الجوانب البحثية، يستخدم البروتكتينيوم في دراسة العمليات النووية والتفاعلات في النواة الذرية. كما يتم استخدامه في مجال الكيمياء النووية لدراسة تراكيب البلازما والظواهر الفيزيائية ذات الارتباط النووي.
- تستخدم البروتكتينيوم في بعض الأحيان في توليد الطاقة النووية، حيث يمكن استخدامه كمصدر للوقود النووي في مفاعلات التفاعل السريع. كما يستخدم في بعض التطبيقات الطبية، مثل توليد الإشعاع اللازم للصور التشخيصية وعلاج بعض أنواع الأورام السرطانية.
- يتطلب استخدام البروتكتينيوم احتياطات كبيرة بسبب نشاطه النووي العالي وخطورته الإشعاعية، وتتم متابعته بدقة لضمان سلامة البيئة والإنسان.
خصائص البروتكتينوم
- يُعتبر البروتكتينيوم عنصراً فلزيّاً لونه أبيض يميل في أغلب الأحيان إلى الفضيّ.
- يمتاز ببريقه ولمعانه العالي.
- موصل جيد للحرارة والكهرباء.
- يظهر في أغلب الأحيان في الحالة الصلبة.
- كهروسلبيته مُنخفضة مُقارنةً بباقي عناصر المجموعة التي ينتمي إليها.
- له بُنيّةً بلوريّة رباعيّة الشكل.
- يمتلك مغناطيسيّة مُسايرة.
- يمتاز بكثافته ووزنه العالي.
نظائر البروتكتينيوم
يحتوي البروتكتينيوم كغيره من العناصر على مجموعة من النظائر المُشعة والمُستقرة، حيث يصل عدد نظائره المُشعة إلى مايقارب”29″ نظيراً مُشعاً، يُعتبر نظير البروتكتينيوم” 231″ أكثر النظائر ثباتاً وانتشاراً، إلى جانب عمره النصف الطويل.
إضافةً إلى ذلك فقد يُعتبر كل من النظير”230″ والنظير”233″ من أهم النظائر المُشعة والتي تختلف في عمرها النصف وفي وزنها الذري، إلى جانب ذلك فهناك نظيراً مُستقراً يُعتبر من أكثر النظائر استقراراً وانتشاراً هو نظير البروتكتينيوم”231″ والذي ينتج عنه كل من إضمحلال ألفا وبيتا.
مركبات البروتكتينيوم الكيميائيّة
يحتوي البروتكتينيوم على مجموعة من المركبات الكيميائيّة لكلٍ منها خصائص واستخدام يختلف عن الآخر ومن أهم هذه المركبات؛ مركبات الفلوريدات والكلوريدات والأكسيدات.
إضافةً إلى ذلك فهناك مركبات أخرى تختلف في تصنيفها وتفاعلها عن المركبات السابقة نذكر منها: مركبات البروميدات وهي عباره عن”PaBr4″ و”PaBr5″، إضافةً إلى مركبات اليودات وهي” PaI3″ “paI4″ و”PaI5”.
