Protactinium
Protactinium è un elemento metallico argento che appartiene al gruppo degli attinidi. È malleabile, lucido, grigio-argento, radioattivo. Non si appanna rapidamente in aria, è attaccato dall’ossigeno, dal vapore e dagli acidi, ma non dagli alcali. È superconduttore a temperature sotto 1.4 K.
Applicazioni
A causa della sua scarsità, alta radioattività e tossicità, non ci sono attualmente usi per il protoattinio al di fuori della ricerca scientifica di base.
Il protoattinio nell’ambiente
Il protoattinio-231 si presenta naturalmente nei minerali di uranio come la pechblenda, nella misura di 3 ppm in alcuni minerali in Zaire. Il protoattinio è naturalmente presente in suolo, roccia, acqua superficiale, acqua freatica, piante ed animali in concentrazioni molto basse (dell’ordine di 1 ppt o 0.1 picocouries (pCi)/g).
Effetti del protoattinio sulla salute
Il protoattinio non gioca alcun ruolo biologico.
Il protoattinio puo’ essere assunto nel corpo mangiando cibo, bevendo acqua o respirando aria. Quando il protoattinio è inalato, una frazione significativa può muoversi dai polmoni attraverso il sangue verso altri organi, a seconda della solubilità del composto.
L’assorbimento gastrointestinale da cibo o acqua è una fonte probabile di protoattinio depositato internamente nella popolazione generale. La maggior parte del protoattinio ingerito lascia prontamente il corpo nelle feci; solo circa lo 0,05% della quantità ingerita è assorbita dal tratto gastrointestinale nel flusso sanguigno. Dopo aver lasciato l’intestino o i polmoni, circa il 40% del protoattinio che entra nel flusso sanguigno si deposita nello scheletro, circa il 15% nel fegato, circa il 2% nei reni e il resto viene escreto. L’emivita biologica nello scheletro è di circa 50 anni. Del protoattinio depositato nel fegato, si suppone che il 70% sia conservato con un’emivita biologica di 10 giorni, con il restante 30% che ha un’emivita biologica di 60 giorni. Del protoattinio depositato nei reni, si suppone che il 20% sia mantenuto con un tempo di dimezzamento biologico di 10 giorni, con il restante 80% che ha una semidistribuzione biologica.
Effetti primari sulla salute: Il protoattinio è generalmente un pericolo per la salute soltanto se è assunto nel corpo, anche se esiste un piccolo rischio esterno associato ai raggi gamma emessi dal protoattinio-231 e da un certo numero di prodotti di decadimento a breve vita dell’attinio-227. I principali mezzi di esposizione sono l’ingestione di cibo e acqua contenenti protoattinio e l’inalazione di polvere contaminata da protoattinio. L’ingestione è generalmente l’esposizione di preoccupazione a meno che non ci sia una fonte vicina di polvere contaminata nell’aria. Poiché il protoattinio è assunto nel corpo molto più rapidamente se inalato piuttosto che ingerito, entrambe le vie di esposizione possono essere importanti.
La preoccupazione maggiore per la salute è il cancro risultante dalle radiazioni ionizzanti emesse dal protoattinio depositato nello scheletro, nel fegato e nei reni. I rischi per la salute associati al protoattinio-234m sono inclusi con quelli per l’uranio-238. Il protoattinio-234m decade emettendo una particella beta energetica quindi sono necessarie precauzioni contro questa radiazione quando si maneggia l’uranio; per esempio, si indossano guanti di gomma pesanti per proteggere le mani e gli avambracci.
Il fattore di rischio di inalazione per il protoattinio-231 rappresenta uno dei più grandi fattori di rischio per qualsiasi radionuclide. L’attinio-227 e i suoi prodotti di decadimento rappresentano più dell’80% di questo rischio di inalazione. Mentre il fattore di rischio per l’ingestione è molto più basso che per l’inalazione, l’ingestione è generalmente il mezzo più comune di entrata nel corpo.
Come per altri radionuclidi, il coefficiente di rischio per l’acqua di rubinetto è circa il 75% di quello mostrato per l’ingestione alimentare.
Oltre ai rischi da esposizioni interne, esiste un rischio da esposizione gamma esterna al protoattinio-231.
Utilizzando i coefficienti di rischio gamma esterno per stimare i rischi di mortalità per cancro nel corso della vita, se si suppone che 100.000 persone siano state esposte continuamente ad uno spesso strato di terreno con una concentrazione media iniziale di 1 pCi/g di protoattinio-231, allora 8 di queste 100.000 persone sarebbero destinate ad incorrere in un cancro fatale. Per quanto riguarda le esposizioni interne, gran parte di questo rischio proviene dall’attinio-227 e dai suoi prodotti di decadimento.
Effetti del protoattinio sull’ambiente
Il protoattinio aderisce preferenzialmente abbastanza bene al terreno, e la concentrazione associata alle particelle sabbiose del terreno è tipicamente 550 volte superiore a quella nell’acqua interstiziale (acqua nello spazio poroso fra le particelle del terreno); i rapporti di concentrazione sono ancora più alti (circa 2.000 e più) per terreni argillosi e limosi.
Il protoattinio non è generalmente un contaminante importante nei siti del DOE (Dipartimento dell’energia) e non è una preoccupazione per le acque sotterranee.
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