PROTACTINIUM

Découverte et dénomination

Les scientifiques ont appris l’existence des éléments radioactifs vers la fin du XIXe siècle. Les éléments radioactifs sont des éléments qui se décomposent tout seuls. Ils émettent des rayonnements – un peu comme la lumière ou les rayons X – et se transforment en de nouveaux éléments. Le rayonnement est une énergie transmise sous forme d’ondes électromagnétiques ou de particules subatomiques.

Par exemple, l’élément uranium est radioactif. Il émet des rayonnements sur de très longues périodes. Il commence à se transformer en d’autres éléments. L’un de ces éléments est le protactinium.

De nombreux isotopes naturels sont radioactifs. Les isotopes sont deux ou plusieurs formes d’un élément. Les isotopes diffèrent les uns des autres en fonction de leur numéro de masse. Le nombre écrit à droite du nom de l’élément est le numéro de masse. Le numéro de masse représente le nombre de protons plus les neutrons dans le noyau d’un atome de l’élément. Le nombre de protons détermine l’élément, mais le nombre de neutrons dans l’atome d’un élément donné peut varier. Chaque variation est un isotope.

De nombreux isotopes radioactifs présents dans la nature sont liés les uns aux autres. Par exemple, lorsque l’uranium-238 se brise, il forme un nouvel isotope, le thorium -238. Mais le thorium 234 est également radioactif. Il se sépare pour former du radium -230. Et le radium-230 est aussi radioactif. Il se sépare pour former de l’actinium -230.

Ce processus se poursuit souvent pendant une douzaine d’étapes ou plus. Finalement, on forme un isotope qui n’est pas radioactif. La chaîne – ou « famille » d’isotopes radioactifs – arrive à son terme.

Au début des années 1900, les scientifiques essayaient de comprendre ces familles radioactives. Ils essayaient d’identifier tous les éléments présents dans une famille. Ce faisant, ils ont parfois découvert de nouveaux éléments. Ce fut le cas de l’élément numéro 91. De nombreux scientifiques cherchaient l’élément 91 depuis un certain temps. Dans le tableau périodique, il y avait une case vide pour l’élément 91. Cela signifiait qu’un nouvel élément n’avait pas encore été découvert. Certains scientifiques ont décidé de chercher cet élément dans les familles radioactives.

En 1913, le physicien germano-américain Kasimir Fajans (1887-1975) et son collègue, O. H. Göhring, ont affirmé avoir trouvé l’élément numéro 91. Ils ont proposé le nom de brevium pour cet élément. Ils ont choisi ce nom parce que la demi-vie de l’isotope qu’ils ont trouvé était très courte (« brève »). Elle n’était que de 1,175 minute.

La demi-vie d’un élément radioactif est le temps qu’il faut à la moitié d’un échantillon de l’élément pour se décomposer. Cela signifie que 10 grammes de l’isotope qu’ils ont étudié se décomposeraient très rapidement. Il ne resterait que 5 grammes après 1,175 minute. Puis 2,5 grammes (la moitié de 5 grammes) resteraient après une autre

La chimiste allemande Lise Meitner. Elle a découvert un isotope du protactinium.

1,175 minute, puis 1,25 gramme (la moitié de 2,5 grammes) après encore 1,175 minute, et ainsi de suite. Jusqu’à sa découverte par Fajans et Göhring, l’élément était connu sous le nom d’uranium-X 2 . Ce nom provenait de la position de l’élément dans l’une des familles radioactives.

En 1918, un autre isotope de l’élément numéro 91 a été découvert par les physiciens allemands Lise Meitner (1878-1968) et Otto Hahn (1879-1968). Cet isotope avait une demi-vie de 32 500 ans. Il était beaucoup plus facile à étudier que l’isotope découvert par Fajans et Göhring.

Le nouvel élément a reçu à l’origine le nom de protoactinium, qui signifie « premier actinium ». Il provient de la façon dont l’élément se décompose. Son premier produit est l’élément actinium. En 1949, le nom de l’élément est légèrement modifié pour prendre sa forme actuelle, protactinium.