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Protactinium - Pa

Proprieta' chimiche del protoattinio - Effetti del protoattinio sulla salute - Effetti ambientali del protoattinio

Numero atomico

91

Massa atomica

231.0359 g.mol -1

Elettronegativita' secondo Pauling

1.5

Densita'

15.37 g.cm-3 at 20°C

Punto di fusione

1600 °C

Punto di ebollizione

ignoto

Raggio di Vanderwaals

ignoto

Raggio ionico

ignoto

Isotopi

5

Guscio elettronico

[ Rn ] 5f2 6d1 7s2

Scoperto da

K. Kajans e O.H. Gohring nel 1913

Protactinium - Pa

Protoattinio

Il protoattinio è un elemento metallico argenteo che appartiene al gruppo degli actinidi. È malleabile, lucido, grigio-argento, radioattivo. Non si appanna velocemente in aria, è attacato da ossigeno, da vapore e da acidi, ma non dagli alcali. È superconduttivo a temperature inferiori a 1,4 K.

Applicazioni

A causa della sua scarsita', alta radioattività e tossicità, non esistono attualmente applicazioni per il protoattinio al di fuori della ricerca scientifica.

Il protoattinio nell'ambiente

Il protoattinio-231 si presenta naturalmente nei minerali di uranio come pitchblende, nella misura di 3 ppm in alcuni minerali nello Zaire. Il protoattinio e' naturalmente presente in terreno, roccie, nell'acqua superficiale e freatica, in piante ed animali in concentrazioni molto basse (dell'ordine di 1 ppt o di 0,1 picocouries (pCi)/g).

Effetti del protoattinio sulla salute

Il protoattinio non svolge alcun ruolo biologico.

Esso può essere assunto nel corpo mangiando cibo, bevendo acqua, o respirando aria. Quando il protoattinio è inalato, una parte significativa può muoversi dai polmoni verso altri organi attraverso il sangue, a seconda della solubilità del composto.

L'assorbimento gastrointestinale da cibo o acqua è una probabile fonte di deposizione interna di protoattinio nella popolazione generale. La maggior parte del protactinium assunto tramite ingestione lascia subito il corpo attraverso le feci; soltanto circa lo 0,05% del totale ingerito è assorbito dal tratto gastrointestinale nella circolazione sanguigna. Dopo avere lasciato l'intestino o i polmoni, circa il 40% del protoattinio che entra nella circolazione sanguigna si deposita nello scheletro, circa il 15% si deposita nel fegato, circa il 2% nei reni ed il resto è espulso. Il tempo di dimezzamento biologico nello scheletro è di circa 50 anni. Una volta che il protoattinio si deposita nel fegato, si suppone che il 70% si mantenga con un tempo di dimezzamento biologico di 10 giorni, con il 30% restante con un tempo di dimezzamento biologico 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 80% restante che va incotro ad un mezza-ridistribuzione biologica.

Effetti primari sulla salute: Il protoattinio costituisce generalmente un rischio per la salute soltanto se è assunto nel corpo, anche se esiste un piccolo rischio esterno connesso ai raggi gamma emessi dal protoattinio-231 ed un certo numero di prodotti di dimezzamento di breve durata di actinio-227. Le vie principali di esposizione sono ingestione di cibo ed acqua che contiene protoattinio e di inalazione di polvere contaminata da protoattinio. L'ingestione è generalmente l'esposizione che preoccupa a meno che non ci sia nelle vicinanze una sorgente di polveri in sospensione contaminate. Dal momento che il ptoroattinio è assunto molto più rapidamente nel corpo se inalato piuttosto che ingerito, entrambe le vie di esposizione possono essere importanti.

La preoccupazione principale per la salute è cancro che deriva 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 dell'uranio-238. Il protoattinio-234m decade emettendo una particella beta energetica in modo quindi sono necessarie alcune precauzioni contro questa radiazione quando si maneggia l'uranio; per esempio, si indossano pesanti guanti di gomma per proteggere le mani e gli avambracci.

Il fattore di rischio di inalazione di protoattinio-231 rappresenta uno di più grandi fattori di rischio di tutti i radionuclidi. L'actinio-227 ed i relativi prodotti di decadimento rappresentano più dell'80% di tale rischio di inalazione. Mentre il fattore di rischio da ingestione è molto più basso di quello per inalazione, l'ingestione è generalmente il modo più comune di entrata nel corpo.

Simile ad altri radionuclidi, il coefficente di rischio per l'acqua di rubinetto è circa il 75% di quello indicato per ingestione dietetica.

In aggiunta ai rischi di esposizione interne, esiste un rischio di esposizione gamma esterna a protactinium-231.

Usando i coefficenti di rischio gamma esterno per valutare i rischi di mortalità da cancro nel corso della vita, se si suppone che 100.000 persone fossero esposte continuamente ad uno spesso strato di terreno con una concentrazione media iniziale di 1 pCi/g di protoattinio-231, 8 di queste 100.000 persone sono previsti soffrire di una forma mortale di cancro mortale. Per quanto riguarda le esposizioni interne, molto di questo rischio proviene da actinium-227 ed i relativi prodotti di deperimento.

Effetti del protoattinio sull'ambiente

Il protoattinio aderisce preferenzialmente abbastanza bene al terreno e la concentrazione associata a particelle di terreno sabbiose è in genere 550 volte superiore all'acqua interstiziale (acqua nei pori fra le particelle del terreno); i tassi di concentrazione sono ancora più alti (circa 2.000 e oltre) per terreni argillosi e terriccio.

Il prottoattinio non è di solito uno degli agenti inquinanti pricipali nei siti DOE (Dipartimento per l'energia) e non costituisce un problema per l'acqua freatica.



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