Protactinium
Protactinium is een zilvermetaalelement dat tot de actinidegroep behoort. Het is kneedbaar, glanzend, zilvergrijs, radioactief. Het wordt niet snel aangetast in lucht, het wordt aangetast door zuurstof, stoom en zuren, maar niet door alkaliën. Het is supergeleidend bij temperaturen lager dan 1,4 K.
Toepassingen
Omwille van zijn schaarste, hoge radioactiviteit en giftigheid zijn er momenteel geen toepassingen voor protactinium buiten fundamenteel wetenschappelijk onderzoek.
Protactimium in het milieu
Protactimium-231 komt van nature voor in uraniumertsen zoals pitchblende, tot 3 ppm in sommige ertsen in Zaïre. Protactinium is van nature aanwezig in bodem, gesteente, oppervlaktewater, grondwater, planten en dieren in zeer lage concentraties (in de orde van 1 ppt of 0,1 picocouries (pCi)/g).
Gezondheidseffecten van protactinium
Protactinium speelt geen biologische rol.
Protactinium kan in het lichaam worden opgenomen door het eten van voedsel, het drinken van water, of het inademen van lucht. Wanneer protactinium wordt ingeademd, kan een aanzienlijke fractie zich vanuit de longen via het bloed naar andere organen verplaatsen, afhankelijk van de oplosbaarheid van de verbinding.
Slijmvliesabsorptie uit voedsel of water is een waarschijnlijke bron van inwendig gedeponeerd protactinium bij de algemene bevolking. Het grootste deel van het door inslikken opgenomen protactinium verlaat het lichaam onmiddellijk via de ontlasting; slechts ongeveer 0,05% van de ingenomen hoeveelheid wordt vanuit het maag-darmkanaal in de bloedbaan geabsorbeerd. Na het verlaten van de darm of de long slaat ongeveer 40% van het protactinium dat toch in de bloedbaan terechtkomt, neer in het skelet, ongeveer 15% slaat neer in de lever, ongeveer 2% slaat neer in de nieren, en de rest wordt uitgescheiden. De biologische halveringstijd in het skelet is ongeveer 50 jaar. Van het in de lever afgezette protactinium wordt aangenomen dat 70% wordt vastgehouden met een biologische halveringstijd van 10 dagen, en dat de resterende 30% een biologische halveringstijd van 60 dagen heeft. Van het protactinium dat in de nieren wordt afgezet, wordt aangenomen dat 20% wordt vastgehouden met een biologische halveringstijd van 10 dagen, terwijl de resterende 80% een biologische halveringstijd heeft.
rimaire gezondheidseffecten: Protactinium vormt in het algemeen alleen een gevaar voor de gezondheid als het in het lichaam wordt opgenomen, hoewel er een klein uitwendig risico bestaat in verband met de gammastralen die worden uitgezonden door protactinium-231 en een aantal kortlevende vervalproducten van actinium-227. De belangrijkste manieren van blootstelling zijn ingestie van voedsel en water die protactinium bevatten en inademing van met protactinium verontreinigd stof. Inslikken is over het algemeen de belangrijkste vorm van blootstelling, tenzij er in de nabijheid een bron van besmet stof in de lucht is. Omdat protactinium veel gemakkelijker in het lichaam wordt opgenomen als het wordt ingeademd dan als het wordt ingeslikt, kunnen beide blootstellingsroutes van belang zijn.
Het grootste gevaar voor de gezondheid is kanker als gevolg van de ioniserende straling van protactinium dat zich afzet in het skelet, de lever en de nieren. De gezondheidsrisico’s van protactinium-234m zijn opgenomen in die van uranium-238. Protactinium-234m vervalt door het uitzenden van een energetisch betadeeltje, zodat voorzorgsmaatregelen tegen deze straling nodig zijn wanneer met uranium wordt gewerkt; zo worden zware rubberen handschoenen gedragen om de handen en onderarmen te beschermen.
De risicofactor voor inademing van protactinium-231 is een van de grootste risicofactoren voor welke radionuclide dan ook. Actinium-227 en zijn vervalproducten zijn verantwoordelijk voor meer dan 80% van dit inhalatierisico. Hoewel de risicofactor voor ingestie veel lager is dan voor inhalatie, is ingestie over het algemeen de meest gebruikelijke manier om het lichaam binnen te dringen.
Gelijk aan andere radionucliden is de risicocoëfficiënt voor kraanwater ongeveer 75% van die voor ingestie via de voeding.
Naast de risico’s van inwendige blootstelling bestaat er ook een risico van uitwendige gamma-blootstelling aan protactinium-231.
Uitgaande van de externe gamma-risico-coëfficiënten voor de schatting van het risico van levenslange sterfte aan kanker, zouden, als men ervan uitgaat dat 100.000 mensen continu worden blootgesteld aan een dikke laag grond met een aanvankelijke gemiddelde concentratie van 1 pCi/g protactinium-231, naar verwachting 8 van deze 100.000 mensen een dodelijke vorm van kanker oplopen. Wat de inwendige blootstelling betreft, is een groot deel van dit risico afkomstig van actinium-227 en de vervalproducten daarvan.
Effecten van protactinium op het milieu
Protactinium hecht zich bij voorkeur vrij goed aan de bodem, en de concentratie in zandige bodemdeeltjes is doorgaans 550 maal zo hoog als in interstitieel water (water in de poriën tussen de bodemdeeltjes); voor leem- en kleigrond zijn de concentratieverhoudingen nog hoger (ongeveer 2.000 en hoger).
Protactinium is over het algemeen geen belangrijke verontreiniging op DOE-locaties (Department Of Energy) en vormt geen probleem voor het grondwater.
Terug naar grafiek periodieke elementen.